ITU-T P 930 FRENCH-1996 Principles of a Reference Impairment System for Video《视频损伤参考系统的原理 系列P 电话传输质量 多媒体业务的视听质量 12号研究组 39pp》.pdf

1、UNION INTERNATIONALE DES TLCOMMUNICATIONS5)4 40 SECTEUR DE LA NORMALISATIONDES TLCOMMUNICATIONSDE LUIT(08/96)SRIE P: QUALIT DE TRANSMISSIONTLPHONIQUEQualit audiovisuelle dans les services multimdias0RINCIPES D UN SYSTcurrency1ME DE DGRADATION DERFRENCE POUR SIGNAUX VIDORecommandation UIT-T P.930(Ant

2、rieurement Recommandation du CCITT)RECOMMANDATIONS UIT-T DE LA SRIE P15!,)4 $% 42!.3-)33)/. 4 , 0(/.)15%Pour plus de dtails, voir la Liste des Recommandations de lUIT-T.Vocabulaire et effets des paramtres de transmission sur lopinion des usagers Srie P.10Lignes et postes dabonns Srie P.30P.300Normes

3、 de transmission Srie P.40Appareils de mesures objectives Srie P.50P.500Mesures lectroacoustiques objectives Srie P.60Mesures de la sonie vocale Srie P.70Mthodes dvaluation objective et subjective de la qualit Srie P.80P.8001UALIT AUDIOVISUELLE DANS LES SERVICES MULTIMDIAS 3RIE 0 RECOMMANDATION UIT-

4、T P.930PRINCIPES DUN SYSTEME DE DEGRADATION DEREFERENCE POUR SIGNAUX VIDEORsumLa prsente Recommandation dcrit les principes dun systme de rfrence vido rglable que lonpeut utiliser pour produire les conditions de rfrence ncessaires afin de caractriser la qualitsubjective dimages vido issues de systme

5、s vido numriques compression. Un systme dedgradation de rfrence pour signaux vido (RISV, reference impairment system for video) peut treutilis afin de simuler les dgradations rsultant de la compression de squences vido,indpendamment de lalgorithme de compression. Les mthodes dvaluation subjective so

6、nt dcritesdans la Recommandation P.910.LAppendice I dcrit le systme VIRIS (Video Reference Impairment System labor par Bellcore),ralisation spcifique dun systme de dgradation de rfrence rglable pour signaux vido. Bienque les tudes effectues par Bellcore aient t faites avec le MPEG-1, le systme VIRIS

7、 peut aussitre utilis avec dautres schmas de compression comme celui de la Recommandation H.261.Il est recommand quun systme RISV puisse produire les catgories ci-aprs de distorsion,sparment ou en combinaison, avec rglage indpendant de chaque niveau de dgradation:a) Effets de dgradation dus aux conv

8、ersions entre formats analogiques et numriques (parexemple, bruit et flou).b) Effets de dgradation dus au codage et la compression (par exemple, sautillement, gigue decontour et distorsion en mosaque).c) Effets de dgradation dus aux erreurs dans la voie de transmission (par exemple, blocserrons).Dan

9、s la prsente Recommandation, cinq types de dgradation (distorsion en mosaque, flou, giguede contour, bruit et sautillement) sont dfinis et des mthodes gnrales dapplication de cesdgradations sont fournies. LAppendice I dcrit une ralisation prcise de ces dgradations dans lesystme VIRIS. Dautres dgrada

10、tions feront lobjet dun complment dtude.Du point de vue du visualisateur, les dgradations produites par le systme RISV doivent tre unebonne approximation des dgradations produites par les systmes numriques de codage vido et detransmission.Les trois applications possibles dun systme RISV sont les sui

11、vantes:1) cration de conditions de rfrence dans les essais subjectifs de systmes vido numriquespour faire en sorte que la qualit des scnes prsentes aux spectateurs couvre la gammetotale de qualit dimage;2) dfinition de niveaux normaux de dgradation vido qui pourront tre utiliss pour comparerdes rsul

12、tats dessai subjectif;3) quantification de la qualit perue par lutilisateur dun systme vido, par rapport unerfrence connue.Bien que les caractristiques dun systme RISV soient dcrites dans la prsente Recommandation, ilest ncessaire deffectuer des essais de validation avant quune ralisation puisse tre

13、 recommande.SourceLa Recommandation UIT-T P.930, labore par la Commission dtudes 12 (1993-1996) de lUIT-T,a t approuve le 30 aot 1996 selon la procdure dfinie dans la Rsolution n 1 de la CMNT.ii Recommandation P.930 (08/96)AVANT-PROPOSLUIT (Union internationale des tlcommunications) est une institut

14、ion spcialise des Nations Unies dansle domaine des tlcommunications. LUIT-T (Secteur de la normalisation des tlcommunications) est unorgane permanent de lUIT. Il est charg de ltude des questions techniques, dexploitation et de tarification,et met ce sujet des Recommandations en vue de la normalisati

15、on des tlcommunications lchellemondiale.La Confrence mondiale de normalisation des tlcommunications (CMNT), qui se runit tous les quatre ans,dtermine les thmes dtudes traiter par les Commissions dtudes de lUIT-T lesquelles laborent en retourdes Recommandations sur ces thmes.Lapprobation des Recomman

16、dations par les Membres de lUIT-T seffectue selon la procdure dfinie dans laRsolution n 1 de la CMNT (Helsinki, 1er-12 mars 1993).Dans certains secteurs de la technologie de linformation qui correspondent la sphre de comptence delUIT-T, les normes ncessaires se prparent en collaboration avec lISO et

17、 la CEI.NOTEDans la prsente Recommandation, lexpression Administration est utilise pour dsigner de faon abrgeaussi bien une administration de tlcommunications quune exploitation reconnue. UIT 1996Droits de reproduction rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre reproduite ni utilise sous

18、quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique ou mcanique, y compris la photocopie et lesmicrofilms, sans laccord crit de lUIT.Recommandation P.930 (08/96) iiiTABLE DES MATIRESPage1 Domaine dapplication 12 Rfrences. 13 Abrviations et dfinitions 14 Attributs dun systme de dgradation de rf

19、rence pour la vido (RISV). 24.1 Gamme rglable de niveaux de dgradation vido . 34.2 Applications possibles dun systme RISV. 35 Dgradations produites par le systme RISV 45.1 Distorsion en mosaque. 45.2 Flou . 55.3 Gigue de contour. 55.4 Bruit 55.5 Sautillement 65.6 Combinaison de dgradations. 66 Concl

20、usion 7Appendice I 8VIRIS, mise en oeuvre spcifique dun systme RISV 8I.1 Introduction.8I.2 Simulation des dgradations . 8I.2.1 Distorsion en mosaque . 9I.2.2 Flou 10I.2.3 Gigue de contour 11I.2.4 Bruit. 13I.2.5 Sautillement. 14I.3 Calcul de la valeur de crte du rapport signal sur bruit (PSNR). 15I.4

21、 Programme VIRIS. 15I.5 Plan dessai subjectif avec le systme VIRIS 17I.5.1 Squences dimages traites par VIRIS 17I.5.2 Conditions dessai VIRIS. 18I.5.3 Mthode dessai VIRIS 19I.5.4 Conditions de visualisation VIRIS 20I.5.5 Procdures dessai VIRIS. 21I.5.6 Rsultats des essais subjectifs VIRIS 21iv Recom

22、mandation P.930 (08/96)PageI.6 Plan dessai subjectif de gigue de contour. 25I.6.1 Squences dimages avec gigue de contour . 26I.6.2 Conditions dessai VIRIS et prparation du matriel dessai. 26I.6.3 Mthode dessai subjectif par gigue de contour. 27I.6.4 Mthode dessai subjectif pour la gigue de contour.

23、27I.6.5 Rsultats dessai subjectif de gigue de contour 28I.7 Conclusions. 30Bibliographie 30Recommandation P.930 (08/96) vIntroductionLes conditions vido de rfrence sont souvent utilises dans des valuations subjectives de la qualitvido parce que les jugements par valuation selon des catgories peuvent

24、 varier dun essai lautreou dun laboratoire un autre, selon les particularits exprimentales (cest-dire effets de dispersionet de frquence, population des sujets, etc.). Les conditions de rfrence permettent deffectuer descomparaisons entre les conditions vido de rfrence et les conditions de rfrence tu

25、dies. Ellespermettent galement dindiquer la qualit subjective en termes de mesure objective de la rfrence.Le fait dinclure des conditions vido de rfrence dans un essai permet de prsenter une largegamme de conditions dessai tout en offrant une mesure de qualit vido qui peut tre reproduite defaon plus

26、 fiable lors dun autre essai ou dans un autre laboratoire .Si lon considre un systme capable de produire un tel ensemble de conditions de rfrence vidorglables, plusieurs lments doivent tre examins:1) il faut dterminer le type de dgradations vido ou de procds de compression numriquequil y a lieu de s

27、imuler;2) la perception des dgradations vido simules doit tre analogue celle des dgradationsrelles;3) le moyen de produire les dgradations doit tre dfini prcisment, de manire quellespuissent tre reproduites dans tout laboratoire;4) lchelle des niveaux de dgradation doit couvrir une large gamme de qu

28、alits dimage.Les algorithmes de compression vido peuvent introduire de nombreux effets de dgradation danslimage. Cinq des types les plus courants sont les suivants: la distorsion en mosaque, le flou, la giguede contour, le sautillement et le bruit. Ces effets de dgradation sont crs pendant la phase

29、decompression et sont gnralement dus la perte dinformations significatives par quantification,codage ou autres techniques de compression. Ils sont gnralement associs au contenu cintique desimages.Un systme de rfrence vido rglable doit tre assez simple mettre en oeuvre et doit simuler lescinq dgradat

30、ions ci-dessus de faon quelles soient semblables celles qui sont produites par lescodeurs vidonumriques et quelles soient indpendantes du systme de compression. La gamme desdgradations simules doit couvrir une large tendue de qualits dimage, permettant dvaluer laqualit vido des codeurs vidonumriques

31、. Cela implique que des essais subjectifs soient effectusafin de dterminer la gamme de qualit dimage couverte par les dgradations simules.La prsente Recommandation dcrit certaines des dgradations qui doivent tre produites par unsystme de dgradation vido de rfrence rglable ainsi que les mthodes gnral

32、es utilises pourles produire. LAppendice I contient une description du systme VIRIS, qui est une mise en oeuvrespcifique du systme de dgradation de rfrence pour signaux vido, permettant lvaluation descodeurs vidonumriques la norme MPEG-1. On notera que des essais de validation sont requisavant que t

33、outes les Administrations puissent accepter le systme VIRIS ou toute autre mise enoeuvre dun systme RISV.La prsente Recommandation reflte ltat davancement actuel de la recherche en matiredvaluations interactives de la qualit audiovisuelle. Au fur et mesure des progrs accomplis dansce domaine, il est

34、 certain que la comprhension de ces mthodes dessai interactives ira ensamliorant. La prsente Recommandation sera rvise lorsque de nouvelles connaissances aurontt obtenues.Recommandation P.930 (08/96) 1Recommandation P.930PRINCIPES DUN SYSTEME DE DEGRADATION DEREFERENCE POUR SIGNAUX VIDEO(Genve, 1996

35、)1 Domaine dapplicationLa prsente recommandation dcrit un systme de rfrence vido rglable que lon peut utiliser pourproduire les conditions de rfrence ncessaires afin de caractriser la qualit subjective dimagesvido issues de systmes vidonumriques compression. Un systme de dgradation de rfrencepour si

36、gnaux vido (RISV, Reference impairment system for video) peut tre utilis afin de simulerles dgradations rsultant de la compression de squences vido, indpendamment de lalgorithme decompression. Les mthodes dvaluation subjective ne sont pas traites dans la prsenteRecommandation mais sont dcrites dans

37、la Recommandation P.910.2 RfrencesLes Recommandations et autres rfrences suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de larfrence qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la prsente Recommandation. Aumoment de la publication, les ditions indiques taient en vigueur. Toute

38、 Recommandation ou autrerfrence est sujette rvision; tous les utilisateurs de la prsente Recommandation sont donc invits rechercher la possibilit dappliquer les ditions les plus rcentes des Recommandations et autresrfrences indiques ci-aprs. Une liste des Recommandations ITU-T en vigueur est publier

39、gulirement. Recommandation UIT-R BT.500-6 (1994), Mthodes dvaluation subjective de la qualitdes images de tlvision. Recommandation UIT-R BT.601-4 (1994), Paramtres de codage de tlvision numriquepour studios. Recommandation UIT-R BT.802 (1992), Images et squences dessai pour lvaluationsubjective des

40、codecs numriques vhiculant des signaux produits conformment laRecommandation 601. Recommandation UIT-T P.920 (1996), Mthodes dessai interactives pour communicationsaudiovisuelles. Recommandation UIT-T P.910 (1996), Mthodes subjectives dvaluation de la qualitvidographique pour les applications multim

41、dias. Recommandation UIT-T H.261 (1993), Codec vido pour services audiovisuels p 64 kbit/s.3 Abrviations et dfinitionsLa prsente Recommandation dfinit les termes suivants et utilise les abrviations suivantes.3.1 pixel: lment dimage qui dcrit la brillance ou la couleur dun point discret dans une imag

42、e.3.2 bloc: groupe de pixels. Par exemple, un bloc de 8 8 pixels est le plus petit bloc decodage utilis dans les algorithmes MPEG-1. Une image au format SIF contient 1320 de ces blocs2 Recommandation P.930 (08/96)lmentaires: 44 dans la direction horizontale (352 pixels/8) et 30 dans la direction ver

43、ticale (240lignes/8).3.3 distorsion en mosaque; pavage: distorsion de limage caractrise par lapparition dunestructure sous-jacente de codage par blocs.3.4 flou: distorsion globale de limage entire, caractrise par une diminution de la nettet descontours et du dtail.3.5 erreurs chromatiques: distorsio

44、n de tout ou partie de limage finale, caractrise parlapparition de teintes ou de niveaux de saturation peu naturels ou inattendus, qui ntaient pasprsents dans limage dorigine.3.6 gigue de contour: distorsion concentre sur les contours des objets et caractrise plus endtail par ses coordonnes temporel

45、les et spatiales.3.7 blocs errons: forme de distorsion en mosaque dans laquelle un ou plusieurs blocs delimage nont aucune ressemblance avec la scne courante ou prcdente et font souvent un netcontraste par rapport aux blocs adjacents.3.8 sautillement: mouvement qui tait lorigine coul mais qui est pe

46、ru comme une suite desaccades (“instantans“) distinctes.3.9 papillotement: forme de distorsion par gigue de contour parfois associe un mouvement,caractrise par des effets mobiles et/ou par des tachetures parasites qui se superposent aux objets(donnant un peu limpression dun moustique voletant autour

47、 de la tte et des paules dunepersonne).3.10 bruit de quantification: effet de “neige“ ou de “sel et poivre“ semblable un processus debruit alatoire mais non uniformment rparti sur limage.3.11 format intermdiaire commun (CIF, common intermediate format): (352 pixels deluminance 288 lignes) utilis par les codeurs H.261.3.12 quart de format CIF (QCIF, quarter CIF): (176 pixels de luminance 144 lignes).3.13 format dentre de source (SIF, source input format): utilis par les code