ITU-R INFORME BT 2017 SPANISH-1998 Stereoscopic Television MPEG-2 Multi-View Profile《MPEG-2多视角的实体镜电视》.pdf

1、I. UIT-R BT.2017 1INFORME UIT-R BT.2017PERFIL MULTIVISIN MPEG-2 PARA TELEVISIN ESTEREOSCPICA(1998)I. UIT-R BT.20171 Introduccin al perfil multivisin (MVP, multi-view profile) MPEG-2La ampliacin de la norma de vdeo MPEG-2 (Recomendacin UIT-T H.262 | ISO/CEI 13818-2: Tecnologa de la infor-macin Codifi

2、cacin genrica de imgenes en movimiento e informacin de audio asociada: Vdeo) en previsin de lasaplicaciones multivisin (por ejemplo las utilizadas en el vdeo estereoscpico) ha sido elevada al rango de NormaInternacional final en la reunin ISO/CEI JTC 1/SC 29/GT 11 de septiembre de 1996 (Enmienda 3,

3、GT 11 N1366). Seconsidera que el perfil multivisin (MVP) es idneo para las aplicaciones que necesitan muchos puntos de visin en elcontexto de la norma de vdeo MPEG-2. El MVP admite imgenes estereoscpicas como imgenes fuente para unaamplia gama de resoluciones y calidades de imagen, que dependen de l

4、as necesidades de las aplicaciones de que se trate.1.1 Esquema de codificacin para el MVPLa Fig. 1 muestra un diagrama de bloques del modelo de cdec de referencia para el MVP. Sus principalescaractersticas son codificacin monoscpica en su capa base a efectos de compatibilidad y prediccin hbrida demo

5、vimientos y disparidad a fin de aumentar la eficacia de la compresin. Para codificar una capa de mejora se utilizanherramientas de escalonabilidad temporal.Rap 2017-01Multi-plexordelsistemaCodificador conDCT compensadoen movimientoCompensadorde disparidadEstimadorde disparidadVectores dedisparidadCo

6、dificador con DCT compensadoen movimiento y disparidadEntradaderechaSalidaderechaEntradaizquierdaSalidaizquierdaFIGURA 1Modelo de cdec de referencia para el MVPVectores dedisparidadDecodificador con DCT compensadoen movimiento y disparidadCodificador conDCT compensadoen movimientoDecodificador conDC

7、T compensadoen movimientoCompensadorde disparidadDecodificador conDCT compensadoen movimientoDemulti-plexordelsistemaDCT: transformacin discreta en coseno (discrete cosine transform)La Fig. 2 muestra una configuracin de modos de prediccin. A la capa base se le aplica una codificacin monoscpicacon la

8、s mismas herramientas que al perfil principal (MP, main profile), incluida la Norma ISO/CEI 11172-2. Se asignauna capa base de MVP a la visin izquierda y una capa de mejora a la visin derecha. La capa de mejora se codificautilizando herramientas de escalonabilidad temporal y en la capa mejorada pued

9、e aplicarse la prediccin hbrida demovimientos y disparidad. Se prev una mayor compresin de la visin derecha del vdeo estereoscpico a causa delparecido entre la visin izquierda y la visin derecha.El MVP, uno de los perfiles escalonables en trminos de capas de mltiples puntos de visin, tiene las misma

10、scaractersticas de compatibilidad que otros perfiles escalonables, entre ellas, la compatibilidad con el MP. Por ejemplo: decodificadores que se ajustan al MVP a un cierto nivel pueden decodificar trenes de bits que se ajustan al MP alnivel correspondiente (es decir, compatibilidad hacia adelante),

11、decodificadores que se ajustan al MP a un cierto nivel pueden decodificar los trenes de bits de la capa basedel MVP (es decir, compatibilidad hacia atrs).2 I. UIT-R BT.2017Rap 2017-02PIBBBBBPVisinderechaVisinizquierdaFIGURA 2Ejemplo de configuracin de prediccin con codificacin M = 3 de la visin izqu

12、ierda, imagende trama de la visin derecha codificada mediante prediccin de disparidad respecto a lavisin izquierda y prediccin de movimientos con respecto a s misma1.2 Valores de los parmetros del MVPLos niveles del MVP son alto, alto-1440, principal y bajo. La escalonabilidad temporal comporta dos

13、capas, una capabase y una capa de mejora. Ambas capas tienen la misma resolucin espacial a la misma frecuencia de trama. LosCuadros 1 a 4 indican los lmites a los que se han de atener las velocidades de muestreo, las velocidades de los pels deluminancia, las velocidades binarias y los tamaos de memo

14、ria tampn del MVP.CUADRO 1Lmites superiores de la densidad de muestreoPerfilNivel Capa de resolucin espacialMultivisinAlto Mejorada(visin derecha)Muestras/lneaLneas/tramaTramas/s1 920115260Inferior(visin izquierda)Muestras/lneaLneas/tramaTramas/s1 920115260Alto-1440 Mejorada(visin derecha)Muestras/l

15、neaLneas/tramaTramas/s1 440115260Inferior(visin izquierda)Muestras/lneaLneas/tramaTramas/s1 440115260Principal Mejorada(visin derecha)Muestras/lneaLneas/tramaTramas/s72057630Inferior(visin izquierda)Muestras/lneaLneas/tramaTramas/s72057630Bajo Mejorada(visin derecha)Muestras/lneaLneas/tramaTramas/s3

16、5228830Inferior(visin izquierda)Muestras/lneaLneas/tramaTramas/s35228830I. UIT-R BT.2017 3CUADRO 2Lmites superiores de la velocidad de muestreo de luminancia (muestras/s)CUADRO 3Lmites superiores de las velocidades binarias (Mbit/s)CUADRO 4Requisitos en cuanto a tamao de memoria (bits)1.3 Ampliacin

17、de los parmetros de cmaraSe ha introducido en el MVP una ampliacin para dar cabida a la informacin relativa a la cmara. La ampliacinpermite especificar la altura del dispositivo de imagen, la longitud focal, el nmero F, el ngulo vertical del campo devisin, la posicin y direccin de la cmara y la dire

18、ccin superior de la misma.Capa de resolucinPerfilNivel espacialMultivisinAlto Mejorada (visin derecha) 62 668 800Inferior (visin izquierda) 62 668 800Alto-1440 Mejorada (visin derecha) 47 001 600Inferior (visin izquierda) 47 001 600Principal Mejorada (visin derecha) 10 368 000Inferior (visin izquier

19、da) 10 368 000Bajo Mejorada (visin derecha) 3 041 280Inferior (visin izquierda) 3 041 280PerfilNivelMultivisinAlto 130 ambas capas80 capa baseAlto-1440 100 ambas capas60 capa basePrincipal 25 ambas capas15 capa baseBajo 8 ambas capas4 capa basePerfilNivel CapaMultivisinAlto Mejorada 15 898 480Base 9

20、 787 248Alto-1440 Mejorada 12 222 464Base 7 340 032Principal Mejorada 3 047 424Base 1 835 008Bajo Mejorada 950 272Base 475 1364 I. UIT-R BT.20172 Pruebas de evaluacin del MVPLas pruebas de verificacin del MVP se llevaron a cabo en tres emplazamientos de prueba diferentes situados en Japn,Alemania y

21、Canad. Los resultados de dichas pruebas se presentaron en la reunin del Grupo de Trabajo 11 celebrada enChicago (GT 11 N1373) septiembre de 1996. Test and video subgroup. Results of MPEG-2 multi-view profileverification test. Los resultados de los distintos emplazamientos de pruebas son coherentes e

22、ntre s y ponen demanifiesto que en lneas generales, a las velocidades binarias utilizadas, los observadores opinaron que el esquema decodificacin del perfil multivisin MPEG-2 no introduca ninguna perturbacin.2.1 Mtodo de pruebaSe utiliz el mtodo de escala de degradacin con doble estmulo (variante II

23、) de la Recomendacin UIT-R BT.500. Paraobtener evaluaciones ms precisas se utiliz una escala continua en vez de la escala discreta recomendada por el UIT-R.2.2 Condiciones de las pruebasSe utilizaron las secuencias de prueba generadas durante el intercambio de trenes binarios. El Cuadro 5 resume las

24、condiciones de las pruebas. En cada emplazamiento de prueba se utiliz un sistema de visualizacin diferente.CUADRO 5Resumen de las condiciones de las pruebas subjetivas2.3 Resultados de las pruebas de evaluacin subjetivasPara cada condicin de prueba se calcularon las notas medias y los intervalos de

25、confianza del 95%. Los resultados delas pruebas de HHI, CRC y NHK se presentan en el Cuadro 6 y en la Fig. 3. HHI1 y HHI2 son los resultados obtenidosen HHI en dos partes distintas de la misma secuencia. HHI no pudo probar las secuencias en su totalidad porque no tenasuficiente memoria de pantalla.S

26、ecuencias Street organ (Organillo), Flower pot (Maceta), Trapeze (Trapecio) (525/60)Fun fair (Feria) (625/50)Algoritmos y velocidades binarias(visin izquierda/derecha)MVPML: 6/3 Mbit/s, 9/4 Mbit/sSimulcast de perfil principal en el nivel principal (MPML): 4,5/4,5 Mbit/s,6,5/6,5 Mbit/sSimulcast de MP

27、ML como anclaje inferior: 2,5/2,5 Mbit/s (para Street organ,Fun fair), 1,5/1,5 Mbit/s (para Flower pot, Trapeze)Original/original como anclaje superiorMtodo de prueba Mtodo de escala de degradacin con doble estmulo (variante II) descrito en laRecomendacin UIT-R BT.500, con escala continuaSistema de

28、visualizacin estereoscpica(tamao de la imagen, distancia deobservacin)HHI: Sistema de visualizacin de doble espejo (19 cm 14 cm, 5 H )CRC: Visualizacin secuencial en el tiempo y gafas con obturador LCD(40,6 cm 30,5 cm, 4 H )NHK: Proyectores de televisin de alta definicin (TVAD) con LCD y gafaspolari

29、zantes (82 cm 57 cm, 5 H )Observadores HHI: 24 espectadores sin experienciaCRC: 18 espectadores sin experienciaNHK: 19 espectadores sin experiencia (se rechaz un observador en la seleccinrealizada en base a la Recomendacin UIT-R BT.500)HHI: Heinrich-Hertz-Institut fr Nachrichtentechnik (Alemania)CRC

30、: Communications Research Center (Canad)NHK: Nippon Hoso (Kyokai (Japn)I. UIT-R BT.2017 5CUADRO 6Notas medias e intervalos de confianza del 95%a) Secuencia: Street organ (Organillo)Fuente MVP(9/4 Mbit/s)MP 2(6,5/6,5 Mbit/s)MVP(6/3 Mbit/s)MP 2(4,5/4,5 Mbit/s)AnclajeinferiorNHK 4,71 0,174,18 0,274,40

31、0,264,06 0,393,51 0,321,74 0,33CRC 4,24 0,374,19 0,334,33 0,294,27 0,344,07 0,352,19 0,35HHI1 4,89 0,124,55 0,214,58 0,224,23 0,263,63 0,351,30 0,19HHI2 4,86 0,134,68 0,194,85 0,134,44 0,244,24 0,321,80 0,23b) Secuencia: Flower pot (Maceta)Fuente MVP(9/4 Mbit/s)MP 2(6,5/6,5 Mbit/s)MVP(6/3 Mbit/s)MP

32、2(4,5/4,5 Mbit/s)AnclajeinferiorNHK 4,79 0,164,03 0,444,28 0,254,07 0,334,13 0,372,28 0,32CRC 4,53 0,144,57 0,204,45 0,224,40 0,204,40 0,212,70 0,34HHI1 4,81 0,194,49 0,254,52 0,264,33 0,244,46 0,231,96 0,25HHI2 4,83 0,144,48 0,214,33 0,224,08 0,264,16 0,251,69 0,24c) Secuencia: Trapeze (Trapecio)Fu

33、ente MVP(9/4 Mbit/s)MP 2(6,5/6,5 Mbit/s)MVP(6/3 Mbit/s)MP 2(4,5/4,5 Mbit/s)AnclajeinferiorNHK 4,77 0,134,24 0,254,34 0,384,16 0,244,41 0,231,33 0,18CRC 4,48 0,224,38 0,244,62 0,144,37 0,234,36 0,241,78 0,31HHI1 4,90 0,114,60 0,194,55 0,254,48 0,274,46 0,281,13 0,14d) Secuencia: Fun fair (Feria)Fuent

34、e MVP(9/4 Mbit/s)MP 2(6,5/6,5 Mbit/s)MVP(6/3 Mbit/s)MP 2(4,5/4,5 Mbit/s)AnclajeinferiorHHI1 4,83 0,143,96 0,324,23 0,293,10 0,353,46 0,271,27 0,206 I. UIT-R BT.2017Rap 2017-03NHK CRC HHI1 HHI2 NHK CRC HHI1 HHI2NHK CRC HHI HHI1,02,03,04,05,0a) Street organ (Organillo)1,02,03,04,05,0b) Flower pot (Mac

35、eta)1,02,03,04,05,0c) Trapeze (Trapecio)1,02,03,04,05,0d) Fun fair (Feria)FIGURA 3Notas medias de la evaluacin subjectivaFuenteMP 2 (6,5/6,5 Mbit/s)MVP (9/4 Mbit/s)MVP (6/3 Mbit/s)Anclaje inferiorMP 2 (4,5/4,5 Mbit/s)Vale la pena mencionar algunos aspectos de los resultados de estas pruebas: En cada

36、 una de las cuatro secuencias, la nota media de la secuencia MVP a la velocidad binaria de 9/4 Mbit/s nopresenta una diferencia importante con respecto a la nota media del simulcast de los MP a la velocidad binaria de6,5/6,5 Mbit/s. Asimismo, la nota media de la secuencia MVP a la velocidad binaria

37、de 6/3 Mbit/s no se diferenciasensiblemente de la nota media del simulcast de los MP a la velocidad binaria de 4,5/4,5 Mbit/s, excepto el par de lasecuencia Street organ. Para Street organ, la calidad del MVP es superior a la del simulcast de los MP. Estosresultados ponen de manifiesto que las difer

38、encias en la evaluacin subjetiva entre el MVP y simulcast de los MPson muy pequeas a velocidades binarias superiores para imgenes de poco movimiento (Flower pot yTrapeze) y/o con diferencia de luminancia importante entre las visiones izquierda y derecha (Fun fair). Fun fair es la escena con notas me

39、dias ms dispares. En esta escena puede observarse un nmero mayor demovimientos (cambios en el contenido de imagen con respecto a la trama siguiente) que en las dems escenas. EnFun fair especialmente, en los objetos en movimiento cubren la mayor parte de la imagen.3 Trabajos futuros sobre televisin e

40、stereoscpicaLos progresos realizados hasta la fecha han puesto de manifiesto que la televisin estereoscpica es tcnicamente viable.El perfil multivisin MPEG recientemente aprobado ofrece una base para la codificacin y compresin de las secuenciasde vdeo estereoscpico. Las pruebas de evaluacin de calid

41、ad llevadas a cabo tambin han evidenciado que, dentro deI. UIT-R BT.2017 7los lmites de los parmetros de prueba seleccionados, puede lograrse una calidad de imagen cuya percepcin subjetivasea satisfactoria. No obstante, quedan muchas cuestiones por resolver. Algunos de los temas en los que hay quepr

42、ofundizar son los siguientes:3.1 Requisitos Sera conveniente que los futuros sistemas de televisin estereoscpica fuesen compatibles con los sistemas detelevisin digital monoscpica que estn apareciendo en la actualidad, y que la velocidad binaria adicional fuera loms reducida posible. La calidad de l

43、a imagen principal monoscpica de una pantalla de televisin monoscpica debe ser lo ms prximaposible a la de la imagen monoscpica que utilice toda la capacidad del canal.3.2 Informacin necesaria tanto para la televisin digital con definicin convencional (TVDC)como para la TVAD El grado posible de asim

44、etra de la velocidad binaria asignada a las imgenes izquierda y derecha correspondientesa una secuencia de vdeo estereoscpico para reducir al mnimo la degradacin de la calidad de imagen del nivel debase. La repercusin de la asimetra de la velocidad binaria asignada a las imgenes de visin izquierda y

45、 derecha sobrelas perturbaciones debidas a la codificacin y la compresin percibidas subjetivamente y la calidad global de lasecuencia de vdeo estereoscpico. Los factores que pueden provocar fatiga en el espectador; y las medidas que pudieran reducir o suprimir dichafatiga. La gama de velocidades bin

46、arias que se precisa para conseguir una calidad satisfactoria percibida subjetivamentetanto de la imagen estereoscpica como de la imagen monoscpica proporcionada por la imagen del nivel de base.Obtenida mediante pruebas de evaluacin adicionales con numerosas secuencias de vdeo que representen una gr

47、anvariedad de material de programacin y una amplia gama de velocidades binarias. Mtodos de pruebas adecuados para evaluar las imgenes estereoscpicas. Algoritmos de codificacin con los que se consiga una compresin ms eficaz de las seales de televisinestereoscpica.Los estudios al respecto deben realizarse en coordinacin con el GT 11B, el GMT 10-11Q y dems Grupos de Trabajo yorganismos pertinentes.