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

1、Rap. UIT-R BT.2017 1RAPPORT UIT-R BT.2017TLVISION STROSCOPIQUE PROFIL MULTIVUES MPEG-2(1998)Rap. UIT-R BT.20171 Description gnrale du profil multivues (MVP, multi-view profile) MPEG-2Lextension de la norme vido MPEG-2 (Recommandation UIT-T H.262 | ISO/CEI 13818-2: Technologies de linfor-mation Codag

2、e gnrique des images animes et du son associ: donnes vido) aux applications multivues (parexemple, pour la vidostroscopie) est devenue une norme internationale dfinitive la runion ISO/CEI JTC 1/SC29/GT 11 de septembre 1996 (Amendement 3, GT 11 N1366). Le profil multivues est conu comme un profil se

3、prtantaux applications exigeant des points de vue multiples dans le contexte de la Norme vido MPEG-2. Le MVP gre desimages stroscopiques en tant quimages source pour toute une gamme de rsolutions et de qualits dimage en fonctiondes applications.1.1 Systme de codageLe modle de rfrence de codec pour l

4、e MVP est illustr par le diagramme de la Fig. 1. Ses caractristiques principalessont dune part le codage monoscopique dans la couche de base pour assurer la compatibilit, dautre part la prdictionhybride du mouvement et de la disparit pour assurer lefficacit de la compression. Des outils dchelonnemen

5、t temporelsont utiliss pour coder une couche damlioration.Rap 2017-01MuxsysCodeur DCT compensationde mouvementCompensateurde disparitEstimateurde disparitDmuxsysVecteurs dedisparitCodeur DCT compensationde mouvement et de disparitEntredroiteSortiedroiteEntregaucheSortiegaucheFIGURE 1Modle de rfrence

6、 de codec pour le MVPDcodeur DCT compensationde mouvement et de disparitCodeur DCT compensationde mouvementDcodeur DCT compensationde mouvementCompensateurde disparitDcodeur DCT compensationde mouvementVecteurs dedisparitDCT: transforme en cosinus discrte (discrete cosine transform)La configuration

7、des modes de prdiction est reprsente la Fig. 2. On applique la couche de base un codagemonoscopique avec les mmes outils que le profil principal (MP, main profile), notamment la Norme ISO/CEI 11172-2.Une couche de base de MVP est affecte la vision de gauche et une couche damlioration est affecte la

8、vision dedroite. On code une couche damlioration laide doutils dchelonnement temporel et lon peut utiliser une prdictionhybride du mouvement et de la disparit dans la couche amliore. On assure une plus forte compression de la vision dedroite en vidostroscopie en exploitant la similitude entre la gau

9、che et la droite.Le MVP, lun des profils chelonnables en couches points de vue multiples, prsente le mme type de caractristiquesde compatibilit; dautres profils chelonnables prsentent cette compatibilit avec le profil MP. Par exemple: les dcodeurs compatibles avec le MVP un certain niveau sont capab

10、les de dcoder des flux binaires compatiblesavec le MP au niveau correspondant (compatibilit aval), les dcodeurs compatibles avec le MP un certain niveau sont capables de dcoder le flux binaire dans la couche debase du MVP (compatibilit amont).2 Rap. UIT-R BT.2017Rap 2017-02PIBBBBBPVuedroiteVuegauche

11、FIGURE 2Exemple de configuration prdiction avec codage M = 3 dimage bi-trame gaucheet droite, code avec prdiction de disparit par rapport limage gauche et avec auto-prdiction du mouvement1.2 Valeur des paramtresLe MVP prsente un niveau suprieur, un niveau suprieur-1440, un niveau principal et un niv

12、eau infrieur.Lchelonnement temporel fait intervenir deux couches, une couche de base et une couche damlioration. Ces deuxcouches ont la mme rsolution spatiale la mme frquence image. Les Tableaux 1 4 prsentent les limites desfrquences dchantillonnage, des dbits de pixels de luminance, des dbits binai

13、res et des dimensions du tampondu MVP.TABLEAU 1Limites suprieures de la densit dchantillonnageProfilNiveau Couche rsolution spatialeMultivuesSuprieur Amlioration(Image de droite)Echantillon/ligneLignes/image bi-trameImages bi-trame/s1 920115260Infrieure(Image de gauche)Echantillon/ligneLignes/image

14、bi-trameImages bi-trame/s1 920115260Suprieur-1440 Amlioration(Image de droite)Echantillon/ligneLignes/image bi-trameImages bi-trame/s1 440115260Infrieure(Image de gauche)Echantillon/ligneLignes/image bi-trameImages bi-trame/s1 440115260Principal Amlioration(Image de droite)Echantillon/ligneLignes/im

15、age bi-trameImages bi-trame/s72057630Infrieure(Image de gauche)Echantillon/ligneLignes/image bi-trameImages bi-trame/s72057630Infrieur Amlioration(Image de droite)Echantillon/ligneLignes/image bi-trameImages bi-trame/s35228830Infrieure(Image de gauche)Echantillon/ligneLignes/image bi-trameImages bi-

16、trame/s35228830Rap. UIT-R BT.2017 3TABLEAU 2Limites suprieures de frquence dchantillonnage de luminance (pixels/s)TABLEAU 3Limites suprieures de dbit binaire (Mbit/s)TABLEAU 4Spcification des dimensions du tampon (bits)1.3 Extension des paramtres de la camraOn a introduit dans le MVP une extension p

17、our linformation fournie par la camra. Lextension dfinit la hauteur delunit dimage, la distance focale, louverture de diaphragme, langle de champ vertical, la position et laxe de la camra,et enfin son orientation dans le plan vertical.Couche rsolutionProfilNiveau spatialeMultivuesSuprieur Amlioratio

18、n (Image de droite) 62 668 800Infrieure (Image de gauche) 62 668 800Suprieur-1440 Amlioration (Image de droite) 47 001 600Infrieure (Image de gauche) 47 001 600Principal Amlioration (Image de droite) 10 368 000Infrieure (Image de gauche) 10 368 000Infrieur Amlioration (Image de droite) 3 041 280Infr

19、ieure (Image de gauche) 3 041 280ProfilNiveauMultivuesSuprieur 130, deux couches80, couche de baseSuprieur-1440 100, deux couches60, couche de basePrincipal 25, deux couches15, couche de baseInfrieur 8, deux couches4, couche de baseProfilNiveau CoucheMultivuesSuprieur Amlioration 15 898 480Base 9 78

20、7 248Suprieur-1440 Amlioration 12 222 464Base 7 340 032Principal Amlioration 3 047 424Base 1 835 008Infrieur Amlioration 950 272Base 475 1364 Rap. UIT-R BT.20172 Tests dvaluation du MVPLes essais de vrification du MVP ont t effectus dans trois laboratoires situs au Japon, en Allemagne et au Canada.I

21、l a t rendu compte de ces essais la runion du GT 11 Chicago (GT 11 N1373, septembre 1996. Test and videosubgroup, Results of MPEG-2 multi-view profile verification test). Les rsultats des diffrents laboratoiresconcordent: en gnral, aux dbits binaires tests, les observateurs ont jug que le systme de

22、codage du profil multivuesMPEG-2 nintroduisait pas de dfaut de codage gnant.2.1 Mthode dessaiOn a appliqu la mthode double stimulus utilisant une chelle de dgradation (variante II) prsente dans laRecommandation UIT-R BT.500. Toutefois, au lieu de lchelle discontinue recommande par lUIT-R, on a utili

23、s unechelle continue afin dobtenir des valuations plus prcises.2.2 Conditions dessaiOn a utilis les squences dessai cres pendant lchange de flux binaires. Le Tableau 5 donne une ide gnrale desconditions dessai. Des systmes de visualisation diffrents taient utiliss dans les trois laboratoires.TABLEAU

24、 5Conditions dessai subjectif2.3 Rsultats des essais dvaluation subjectiveLes notes moyennes et lintervalle de confiance 95% de ces moyennes ont t calculs pour chaque condition dessai.Les rsultats de HHI, CRC et NHK sont reproduits au Tableau 6 et la Fig. 3. HHI1 et HHI2 correspondent des essaiseffe

25、ctus chez HHI sur deux segments diffrents de la mme squence. HHI navait pas pu essayer de squence entirepar suite de linsuffisance de la capacit de mmoire de lunit de visualisation.Squences Street organ, Flower pot, Trapeze (525/60)Fun fair (625/50)Algorithmes et dbits binaires(image de gauche/de dr

26、oite)MVPML: 6/3 Mbit/s, 9/4 Mbit/sDiffusion jumele de donnes MPML: 4,5/4,5 Mbit/s, 6,5/6,5 Mbit/sDiffusion jumele de donnes MPML comme ancrage infrieur: 2,5/2,5 Mbit/s(Street organ, Fun fair), 1,5/1,5 Mbit/s (Flower pot, Trapeze)Original/original comme ancrage suprieurMthode dessai Mthode double sti

27、mulus utilisant une chelle de dgradation (variante II) dcritedans la Recommandation UIT-R BT.500, avec chelle dvaluation continueSystme de visualisation stroscopique(dimensions de limage, distancedobservation)HHI: systme deux miroirs (19 cm 14 cm, 5 H )CRC: affichage squentiel temporel et obturateur

28、 LCD(40,6 cm 30,5 cm, 4 H )NHK: projecteurs de tlvision haute dfinition (TVHD) avec cran cristauxliquides et polariseurs(82 cm 57 cm, 5 H )Observateurs HHI: 24 observateurs non expertsCRC: 18 observateurs non expertsNHK: 19 observateurs non experts (un observateur na pas t retenu lors de laslection

29、faite sur la base de la Recommandation UIT-R BT.500)HHI: Heinrich-Hertz-Institut fr Nachrichtentechnik (Allemagne)CRC: Communications Research Center (Canada)NHK: Nippon Hoso Kyokai (Japon)Rap. UIT-R BT.2017 5TABLEAU 6Notes moyennes et intervalles de confiance 95%a) Squence: Street organSource MVP(9

30、/4 Mbit/s)MP 2(6,5/6,5 Mbit/s)MVP(6/3 Mbit/s)MP 2(4,5/4,5 Mbit/s)AncrageinfrieurNHK 4,71 0,174,18 0,274,40 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

31、 0,321,80 0,23b) Squence: Flower potSource 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)AncrageinfrieurNHK 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

32、,25HHI2 4,83 0,144,48 0,214,33 0,224,08 0,264,16 0,251,69 0,24c) Squence: TrapezeSource 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)AncrageinfrieurNHK 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

33、,114,60 0,194,55 0,254,48 0,274,46 0,281,13 0,14d) Squence: Fun fairSource 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)AncrageinfrieurHHI1 4,83 0,143,96 0,324,23 0,293,10 0,353,46 0,271,27 0,206 Rap. UIT-R BT.2017Rap 2017-03NHK CRC HHI1 HHI2 NHK CRC HHI1 HHI2NHK CRC HHI HHI

34、1,02,03,04,05,0a) Street organ1,02,03,04,05,0b) Flower pot1,02,03,04,05,0c) Trapeze1,02,03,04,05,0d) Fun fairFIGURE 3Notes moyennes dvaluation subjectiveSourceMVP (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)Ancrage infrieurCertains aspects des rsultats mritent dtre relevs:

35、Dans chacune des quatre squences, la note moyenne de la squence MVP un dbit de 9/4 Mbit/s nest passensiblement diffrente du rsultat moyen de la diffusion jumele de donnes de MP un dbit de 6,5/6,5 Mbit/s.De mme, la note moyenne de la squence MVP un dbit de 6/3 Mbit/s nest pas sensiblement diffrente d

36、ursultat moyen de la diffusion jumele de donnes de MP un dbit de 4,5/4,5 Mbit/s, sauf pour la paire de lasquence Street organ. Pour cette dernire, la qualit du MVP est suprieure celle du MP. Les diffrencesdvaluation subjective entre MVP et la diffusion jumele de donnes de MP sont donc minimes au dbi

37、t levpour les images comportant peu de mouvements (Flower pot et Trapeze) et/ou avec diffrence sensible deluminance entre gauche et droite (Fun fair). Fun fair est la squence o les moyennes prsentent lcart le plus grand. On y a observ la plus grande quantitde mouvement (variation du contenu de limag

38、e dune image bi-trame lautre) par rapport aux autres squences.Tout particulirement dans Fun fair, les objets anims occupent la plus grande partie de limage.3 Travaux futurs sur la tlvision stroscopiqueLes progrs raliss jusqu prsent montrent que la tlvision stroscopique est, sur le plan technique, du

39、 domaine dupossible. Le profil multivues MPEG approuv rcemment constitue une base pour le codage et la compression dessquences vidostroscopiques. Les essais dvaluation de qualit qui ont t effectus apportent eux aussi des lmentsRap. UIT-R BT.2017 7qui prouvent que, dans les limites des paramtres dess

40、ai choisis, on peut obtenir une qualit dimage subjectivementjuge satisfaisante. Nanmoins, il reste beaucoup de problmes rsoudre. Certaines des questions qui appellent unetude plus pousse sont les suivantes.3.1 Critres respecter Il serait souhaitable que tout futur systme de tlvision stroscopique soi

41、t compatible avec les systmes naissantsde tlvision numrique monoscopique, et que le dbit binaire supplmentaire associ soit aussi petit que possible. La qualit de limage principale qui apparat sur un cran de tlvision monoscopique doit tre aussi proche quepossible de celle dune image monoscopique util

42、isant toute la capacit du canal.3.2 Informations requises pour la tlvision dfinition normale (TVDN) et pour la TVHD Degr de rpartition asymtrique de dbits binaires qui est possible pour les images de gauche et de droite pourquune squence vidostroscopique prsente le minimum de dgradation de qualit po

43、ur limage du niveau debase. Effet de la rpartition asymtrique de dbits binaires entre les images de gauche et de droite sur les dfauts decodage et de compression subjectivement perus, et qualit densemble de la squence vidostroscopique. Facteurs qui pourraient causer une fatigue visuelle pour lobserv

44、ateur; mesures propres rduire ou supprimercette fatigue. Gamme de dbits binaires requise pour obtenir une bonne qualit subjective pour limage stroscopique commepour limage monoscopique fournie par limage du niveau de base, dfinie dans le cadre dessais additionnelsdvaluation portant sur un grand nomb

45、re de squences reprsentant une large gamme de programmes et sur unegamme tendue de dbits binaires. Mthodes dessai appropries pour lvaluation des images stroscopiques. Algorithmes de codage permettant une compression plus efficace des signaux de tlvision stroscopique.Ces tudes doivent tre effectues en liaison avec le GT 11B et le GTM 10-11Q et avec dautres groupes de travail etorganisations comptents.