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JP4796019B2 - Video quality estimation apparatus, method, and program - Google Patents
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Description

本発明は、映像通信技術に関し、特に複数のフレームに符号化した映像メディアを端末で受信再生した際に視聴者が実感する主観映像品質に関する映像品質を推定する映像品質推定技術に関する。   The present invention relates to a video communication technique, and more particularly to a video quality estimation technique for estimating video quality related to subjective video quality perceived by a viewer when video media encoded into a plurality of frames is received and reproduced by a terminal.

インターネットアクセス回線の高速・広帯域化に伴い、インターネットを介して映像さらには音声を含む映像メディアを端末間あるいはサーバ−端末間で転送する映像通信サービスの普及が期待されている。   With the increase in speed and bandwidth of Internet access lines, the spread of video communication services for transferring video media including video and audio between terminals or between servers and terminals via the Internet is expected.

映像通信サービスに利用されるインターネットなどのベスト・エフォート型ネットワークでは、必ずしも通信品質が保証されているわけではない。このため、インターネットを介して映像メディアなどの時間的連続性を有するストリーミング系コンテンツを転送する際、通信回線の帯域が狭い場合や通信回線が輻輳した場合には、通信回線を介して受信再生した映像メディアに対して視聴者が実感する品質、すなわち主観映像品質の劣化として知覚されやすい。具体的には、映像メディアに品質劣化が加わると、映像のぼけ、にじみ、モザイク状の歪み、ぎくしゃく感として知覚される。   In a best effort network such as the Internet used for video communication services, communication quality is not always guaranteed. For this reason, when streaming content with temporal continuity such as video media is transferred over the Internet, if the bandwidth of the communication line is narrow or the communication line is congested, it is received and played back via the communication line. It is easily perceived as the quality perceived by the viewer with respect to the video media, that is, the deterioration of subjective video quality. Specifically, when quality degradation is added to video media, it is perceived as blurring, blurring, mosaic distortion, and jerky feeling.

このように、映像メディアを転送する映像通信サービスでは、品質劣化が知覚されやすく、映像通信サービスを良好な品質で提供するためには、サービス提供に先立ったネットワークの品質設計やサービス開始後の品質管理が重要となる。したがって、視聴者が享受する映像品質を適切に表現でき、しかも簡便かつ効率的な映像品質評価技術が必要とされる。   In this way, in video communication services that transfer video media, quality degradation is easily perceived, and in order to provide video communication services with good quality, quality design of the network prior to service provision and quality after service start Management is important. Therefore, there is a need for a video quality evaluation technique that can appropriately express the video quality enjoyed by the viewer and that is simple and efficient.

従来、映像メディアの品質を推定する技術としては、映像信号を入力とする映像品質客観評価法が勧告として提案されている(例えば、非特許文献1参照)。また、VoIP(Voice over IP)をベースとして、音声パケットのパケット損失や遅延時間などの音声品質に関わる品質パラメータから、IP電話の平均的な会話品質を推定する技術が勧告として提案されている(例えば、非特許文献2参照)。また、映像メディアに関する単位時間当たりの符号化ビット数を示す符号化ビットレートと単位時間当たりのフレーム数を示すフレームレートとパケット損失率とから、所定の推定モデルを用いて視聴者が実感する主観映像品質を推定する技術が勧告として提案されている(例えば、非特許文献3参照)。   Conventionally, as a technique for estimating the quality of video media, a video quality objective evaluation method using a video signal as an input has been proposed as a recommendation (see, for example, Non-Patent Document 1). Further, based on VoIP (Voice over IP), a technique for estimating an average conversation quality of an IP telephone from a quality parameter related to voice quality such as packet loss and delay time of voice packets has been proposed as a recommendation ( For example, refer nonpatent literature 2). Also, based on the encoding bit rate indicating the number of encoded bits per unit time for the video media, the frame rate indicating the number of frames per unit time, and the packet loss rate, the subjective feeling that the viewer feels using a predetermined estimation model A technique for estimating video quality has been proposed as a recommendation (see, for example, Non-Patent Document 3).

ITU−T勧告J.144ITU-T Recommendation J.I. 144 ITU−T勧告G.107ITU-T Recommendation G. 107 ITU−T勧告G.1070ITU-T Recommendation G. 1070

しかしながら、このような従来技術では、映像品質を推定する際、映像の圧縮符号化複雑度に起因する映像品質の変化について考慮されていないため、個々の映像品質を推定できないという問題点があった。
この種の映像通信サービスでは、映像メディアの転送効率を改善するため、映像メディアが持つ画素間あるいは画像間の自己相関性や人間の視覚特性を利用して、映像メディアを複数のフレームに圧縮符号化して転送するという圧縮符号化通信方式が用いられる。
However, in such a conventional technique, when estimating the video quality, since the change in the video quality due to the compression encoding complexity of the video is not taken into consideration, there is a problem that the individual video quality cannot be estimated. .
In this type of video communication service, in order to improve the transfer efficiency of video media, the video media is compressed into multiple frames using the autocorrelation between pixels or images and the visual characteristics of humans. A compression-encoding communication method is used in which the data is transferred after being converted into a data.

一般的な圧縮符号化処理では、符号化対象となる映像の複雑性によって圧縮符号化効率が変化するため、主観映像品質も変化する。例えば、映像の圧縮符号化に広く用いられているDCT(Discrete Cosine Transform)変換処理では、元の画像信号を画像上の水平方向と垂直方向について二次元の空間周波数分布に分解し、そのうち画質にあまり影響を与えない高周波成分を除去することにより、画像を効率よく圧縮している。   In a general compression encoding process, since the compression encoding efficiency changes depending on the complexity of the video to be encoded, the subjective video quality also changes. For example, in DCT (Discrete Cosine Transform) conversion processing widely used for video compression coding, the original image signal is decomposed into a two-dimensional spatial frequency distribution in the horizontal and vertical directions on the image, and the image quality is improved. The image is efficiently compressed by removing high-frequency components that do not affect much.

したがって、このような圧縮符号化処理は、圧縮符号化処理の複雑性、すなわち圧縮符号化複雑度に応じて圧縮効率が異なる。自然画像など隣接画素間で画素値変化が小さい画像すなわち圧縮符号化複雑度が低い画像では、高周波のAC成分が少なくなる傾向があるため効率よく圧縮できるものの、隣接画素間で画素値変化が大きい画像すなわち圧縮符号化複雑度が高い画像では、高周波のAC成分が大きくなる傾向があるため効率よく圧縮できない。   Therefore, such compression encoding processing differs in compression efficiency according to the complexity of the compression encoding processing, that is, the compression encoding complexity. An image with a small change in pixel value between adjacent pixels, such as a natural image, that is, an image with a low compression encoding complexity can be efficiently compressed because there is a tendency to reduce the high-frequency AC component, but the pixel value change between adjacent pixels is large. An image, that is, an image having a high compression encoding complexity, cannot be efficiently compressed because a high-frequency AC component tends to increase.

この際、例えば映像メディアの符号化ビットレートが低い場合、高い圧縮効率が要求されるため、比較的低い周波数のAC成分まで除去する必要がある。このため除去されるAC成分量が多い場合には、映像の荒さなどに影響が発生し、結果として映像品質が低下することになる。
また、符号化ビットレートが同一であっても、処理対象となる映像の圧縮符号化複雑度に応じて、すなわち元の画像に含まれる高周波AC成分量に応じて、圧縮符号化時に除去される量が変化する。
At this time, for example, when the encoding bit rate of the video media is low, high compression efficiency is required, so it is necessary to remove even a relatively low frequency AC component. For this reason, when the amount of AC component to be removed is large, the roughness of the video is affected, and as a result, the video quality is degraded.
Even if the encoding bit rate is the same, it is removed during compression encoding according to the compression encoding complexity of the video to be processed, that is, according to the amount of high-frequency AC components included in the original image. The amount changes.

図10は、圧縮符号化複雑度による映像品質の変化を示す説明図であり、横軸は映像メディアの符号化ビットレートを示し、縦軸は主観映像品質値を示している。図10には、3つの映像A〜映像Cについて、符号化ビットレートに応じた主観映像品質値の変化を示す特性9A〜9Cが示されている。これら映像A〜映像Cのうち、映像Cは圧縮符号化複雑度が最も低く、映像Aは圧縮符号化複雑度が最も高い。   FIG. 10 is an explanatory diagram showing changes in video quality depending on the compression encoding complexity. The horizontal axis indicates the encoding bit rate of the video media, and the vertical axis indicates the subjective video quality value. FIG. 10 shows characteristics 9A to 9C indicating changes in subjective video quality values according to the encoding bit rate for three videos A to C. Among these videos A to C, the video C has the lowest compression encoding complexity, and the video A has the highest compression encoding complexity.

したがって、映像Cは、圧縮符号化複雑度が低くて高周波AC成分量が元々少ないため、符号化ビットレートが低い場合でも、除去される高周波AC成分量が少なく、主観映像品質値の低下はあまり顕著ではない。
これに対して、映像Aは、圧縮符号化複雑度が高く高周波AC成分量が元々多いため、符号化ビットレートが低い場合には、除去される高周波AC成分量が多くなり、主観映像品質値の低下が顕著となっている。
Therefore, video C has a low compression encoding complexity and a low amount of high-frequency AC components, so even when the encoding bit rate is low, the amount of high-frequency AC components to be removed is small, and the subjective video quality value is not significantly reduced. Not noticeable.
On the other hand, video A has a high compression encoding complexity and a high amount of high-frequency AC components, so that when the encoding bit rate is low, the amount of high-frequency AC components to be removed increases and the subjective video quality value The decline of the is remarkable.

このように、主観映像品質値は映像の圧縮符号化複雑度に応じて変化する性質を持っているものの、従来技術では、圧縮符号化複雑度に起因する映像品質の変化について考慮されていない。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、圧縮符号化複雑度に起因する映像品質の変化を考慮して主観映像品質を推定することができる映像品質推定装置、方法、およびプログラムを提供することを目的としている。
As described above, the subjective video quality value has a property of changing according to the compression encoding complexity of the video, but the conventional technology does not consider the change in the video quality due to the compression encoding complexity.
The present invention is for solving such problems, and a video quality estimation apparatus, method, and program capable of estimating subjective video quality in consideration of changes in video quality due to compression coding complexity The purpose is to provide.

このような目的を達成するために、本発明にかかる映像品質推定装置は、複数のフレームに圧縮符号化した映像メディアを任意の端末へ通信網を介して送信する映像通信について、端末で再生された当該映像メディアから視聴者が実感する主観映像品質の推定値を算出する映像品質推定装置であって、映像メディアに関係するパケットに含まれている当該映像品質に関する品質パラメータと当該映像メディアの平均主観映像品質推定値との対応関係を示す映像品質推定モデルと、映像メディアの圧縮符号化処理に関する平均的な複雑性を示す平均圧縮符号化複雑度とを記憶する記憶部と、推定対象となる映像メディアに関係するパケットから品質パラメータを取得する品質パラメータ取得部と、記憶部の映像品質推定モデルに基づいて品質パラメータに対応する平均主観映像品質値を推定する映像品質推定部と、品質パラメータに基づいて、映像メディアの圧縮符号化処理に関する品質評価区間における複雑性を示す評価圧縮符号化複雑度を算出する圧縮符号化複雑度算出部と、記憶部の平均圧縮符号化複雑度と圧縮符号化複雑度算出部で算出された評価圧縮符号化複雑度との差からなる差分圧縮符号化複雑度に基づいて、映像品質推定部で推定された平均主観映像品質値を補正する映像品質補正部とを備えている。   In order to achieve such an object, the video quality estimation apparatus according to the present invention reproduces video communication for transmitting video media compressed and encoded into a plurality of frames to an arbitrary terminal via a communication network. A video quality estimation apparatus for calculating an estimated value of subjective video quality perceived by a viewer from the video media, the quality parameter relating to the video quality included in a packet related to the video media and an average of the video media A storage unit that stores a video quality estimation model indicating a correspondence relationship with a subjective video quality estimation value, and an average compression encoding complexity indicating an average complexity related to compression encoding processing of video media, and an estimation target A quality parameter acquisition unit that acquires quality parameters from packets related to video media, and a quality parameter based on the video quality estimation model of the storage unit. A video quality estimator for estimating an average subjective video quality value corresponding to a meter, and a compression for calculating an evaluation compression encoding complexity indicating a complexity in a quality evaluation section related to a compression encoding process of video media based on the quality parameter Based on the difference compression coding complexity consisting of the difference between the coding complexity calculation unit and the average compression coding complexity of the storage unit and the evaluation compression coding complexity calculated by the compression coding complexity calculation unit, A video quality correction unit that corrects the average subjective video quality value estimated by the video quality estimation unit.

この際、品質パラメータ取得部で、パケットから任意のフレームに設けられた画素ブロックに対応する各変換係数の量子化値とこれら変換係数に対応する量子化ステップ幅とをそれぞれ取得し、圧縮符号化複雑度算出部で、任意のフレームに設けられた画素ブロックの変換係数ごとに、当該変換係数の量子化値と当該変換係数に対応する量子化ステップ幅との積を算出して平均することにより、当該画素ブロックの圧縮符号化複雑度を算出し、この画素ブロックの圧縮符号化複雑度を映像メディアの所望区間における各フレームの各画素ブロックで平均することにより、所望区間における圧縮符号化複雑度を算出するようにしてもよい。   At this time, the quality parameter acquisition unit acquires the quantization value of each transform coefficient corresponding to the pixel block provided in an arbitrary frame and the quantization step width corresponding to these transform coefficients from the packet, and performs compression encoding. By calculating and averaging the product of the quantized value of the transform coefficient and the quantization step width corresponding to the transform coefficient for each transform coefficient of the pixel block provided in an arbitrary frame in the complexity calculation unit Calculating the compression encoding complexity of the pixel block, and averaging the compression encoding complexity of the pixel block for each pixel block of each frame in the desired section of the video media, thereby calculating the compression encoding complexity in the desired section May be calculated.

また、記憶部で、映像メディアの平均的な圧縮符号化複雑度と映像メディアのうち品質評価区間における圧縮符号化複雑度との差を示す差分圧縮符号化複雑度と、この差分圧縮符号化複雑度に対応する補正率との対応関係を示す映像品質補正モデルを記憶し、圧縮符号化複雑度算出部で、映像メディアのうち品質推定期間における評価圧縮符号化複雑度を算出し、映像品質補正部で、映像品質補正モデルに基づいて記憶部の平均圧縮符号化複雑度と圧縮符号化複雑度算出部で算出された評価圧縮符号化複雑度との差からなる差分圧縮符号化複雑度に対応する補正率を算出し、この補正率に基づいて映像品質推定部で推定された平均主観映像品質値を補正するようにしてもよい。   The storage unit also includes a differential compression coding complexity indicating a difference between an average compression coding complexity of the video media and a compression coding complexity in the quality evaluation section of the video media, and the differential compression coding complexity. Stores a video quality correction model indicating the correspondence with the correction rate corresponding to the degree, and the compression encoding complexity calculation unit calculates the evaluation compression encoding complexity in the quality estimation period of the video media, and corrects the video quality Corresponding to the differential compression coding complexity consisting of the difference between the average compression coding complexity of the storage unit and the evaluation compression coding complexity calculated by the compression coding complexity calculation unit based on the video quality correction model. The correction rate to be calculated may be calculated, and the average subjective video quality value estimated by the video quality estimation unit may be corrected based on the correction rate.

また、映像品質補正モデルとして、差分圧縮符号化複雑度の増加に応じて補正率が単調増加し、かつ差分圧縮符号化複雑度が0のときに補正率が1となる関数式を用いてもよい。   In addition, as a video quality correction model, a function equation in which the correction rate monotonously increases as the differential compression coding complexity increases and the correction rate becomes 1 when the differential compression coding complexity is 0 may be used. Good.

また、本発明にかかる映像品質推定方法は、演算処理部と記憶部とを有し、複数のフレームに圧縮符号化した映像メディアを任意の端末へ通信網を介して送信する映像通信について、端末で再生された当該映像メディアから視聴者が実感する主観映像品質の推定値を算出する映像品質推定装置で用いられる映像品質推定方法であって、記憶部により、映像メディアの圧縮符号化処理に関する平均的な複雑性を示す平均圧縮符号化複雑度を記憶するステップと、演算処理部により、品質パラメータに基づいて、映像メディアの圧縮符号化処理に関する品質評価区間における複雑性を示す評価圧縮符号化複雑度を算出する圧縮符号化複雑度算出ステップと、演算処理部により、記憶部の平均圧縮符号化複雑度と圧縮符号化複雑度算出ステップで算出された評価圧縮符号化複雑度との差からなる差分圧縮符号化複雑度に基づいて、映像メディアの平均主観映像品質値を補正する映像品質補正ステップとを備えている。   In addition, the video quality estimation method according to the present invention relates to video communication that includes an arithmetic processing unit and a storage unit, and transmits video media compressed and encoded into a plurality of frames to an arbitrary terminal via a communication network. A video quality estimation method used in a video quality estimation device for calculating an estimated value of subjective video quality perceived by a viewer from the video media reproduced in step 1, wherein the storage unit calculates an average for compression encoding processing of the video media. Storing an average compression coding complexity indicating general complexity, and an evaluation compression coding complexity indicating complexity in a quality evaluation section related to compression coding processing of video media based on a quality parameter by a calculation processing unit The compression coding complexity calculation step for calculating the degree of calculation and the arithmetic processing unit calculate the average compression coding complexity and the compression coding complexity calculation step of the storage unit. Based on the differential compression encoding complexity made from the difference between the evaluation compression encoding complexity that is, and a video quality correction step of correcting the average subjective image quality value of the video media.

この際、品質パラメータ取得ステップに、パケットから任意のフレームに設けられた画素ブロックに対応する各変換係数の量子化値とこれら変換係数に対応する量子化ステップ幅とをそれぞれ取得するステップを設け、圧縮符号化複雑度算出ステップに、任意のフレームに設けられた画素ブロックの変換係数ごとに、当該変換係数の量子化値と当該変換係数に対応する量子化ステップ幅との積を算出して平均することにより、当該画素ブロックの圧縮符号化複雑度を算出するステップと、この画素ブロックの圧縮符号化複雑度を映像メディアの所望区間における各フレームの各画素ブロックで平均することにより、所望区間における圧縮符号化複雑度を算出するステップとを設けてもよい。   At this time, the quality parameter acquisition step includes a step of acquiring a quantization value of each transform coefficient corresponding to a pixel block provided in an arbitrary frame and a quantization step width corresponding to these transform coefficients from the packet, In the compression coding complexity calculation step, for each transform coefficient of the pixel block provided in an arbitrary frame, the product of the quantization value of the transform coefficient and the quantization step width corresponding to the transform coefficient is calculated and averaged Calculating the compression encoding complexity of the pixel block, and averaging the compression encoding complexity of the pixel block in each pixel block of each frame in the desired section of the video media. A step of calculating a compression encoding complexity may be provided.

また、記憶部により、映像メディアの平均的な圧縮符号化複雑度と映像メディアのうち品質評価区間における圧縮符号化複雑度との差を示す差分圧縮符号化複雑度と、この差分圧縮符号化複雑度に対応する補正率との対応関係を示す映像品質補正モデルとを記憶するステップをさらに備え、圧縮符号化複雑度算出ステップに、映像メディアのうち品質推定期間における評価圧縮符号化複雑度を算出するステップを設け、映像品質補正ステップに、映像品質補正モデルに基づいて記憶部の平均圧縮符号化複雑度と圧縮符号化複雑度算出ステップで算出された評価圧縮符号化複雑度との差からなる差分圧縮符号化複雑度に対応する補正率を算出するステップと、この補正率に基づいて映像品質推定ステップで推定された平均主観映像品質値を補正するステップとを設けてもよい。   The storage unit also includes a differential compression coding complexity indicating a difference between an average compression coding complexity of the video media and a compression coding complexity in the quality evaluation section of the video media, and the differential compression coding complexity. A step of storing a video quality correction model indicating a correspondence relationship with a correction rate corresponding to the degree, and calculating an evaluation compression encoding complexity in the quality estimation period of the video media in the compression encoding complexity calculating step And the video quality correction step includes a difference between the average compression coding complexity of the storage unit and the evaluation compression coding complexity calculated in the compression coding complexity calculation step based on the video quality correction model. Calculating a correction factor corresponding to the differential compression coding complexity, and correcting the average subjective video quality value estimated in the video quality estimation step based on the correction factor And a step may be provided that.

また、映像品質補正モデルとして、差分圧縮符号化複雑度の増加に応じて補正率が単調増加し、かつ差分圧縮符号化複雑度が0のときに補正率が1となる関数式を用いてもよい。   In addition, as a video quality correction model, a function equation in which the correction rate monotonously increases as the differential compression coding complexity increases and the correction rate becomes 1 when the differential compression coding complexity is 0 may be used. Good.

また、本発明にかかるプログラムは、演算処理部と記憶部とを有し、複数のフレームに圧縮符号化した映像メディアを任意の端末へ通信網を介して送信する映像通信について、端末で再生された当該映像メディアから視聴者が実感する主観映像品質の推定値を算出する映像品質推定装置のコンピュータに、演算処理部により、推定対象となる映像メディアに関係するパケットから得られた当該映像品質に関する品質パラメータに基づいて、映像メディアの圧縮符号化処理に関する平均的な複雑性を示す平均圧縮符号化複雑度を算出する平均圧縮符号化複雑度算出ステップと、演算処理部により、品質パラメータに基づいて、映像メディアの圧縮符号化処理に関する品質評価区間における複雑性を示す評価圧縮符号化複雑度を算出する圧縮符号化複雑度算出ステップと、演算処理部により、平均圧縮符号化複雑度と評価圧縮符号化複雑度との差からなる差分圧縮符号化複雑度に基づいて、映像メディアの平均主観映像品質値を補正する映像品質補正ステップとを実行させる。   The program according to the present invention includes an arithmetic processing unit and a storage unit, and is reproduced by a terminal for video communication in which video media compressed and encoded into a plurality of frames is transmitted to an arbitrary terminal via a communication network. In addition, a computer of a video quality estimation apparatus that calculates an estimated value of subjective video quality perceived by a viewer from the video media is related to the video quality obtained from a packet related to the video media to be estimated by an arithmetic processing unit. Based on the quality parameter, the average compression coding complexity calculating step for calculating the average compression coding complexity indicating the average complexity of the compression coding processing of the video media based on the quality parameter, and the arithmetic processing unit Compressed code for calculating the evaluation compression coding complexity indicating the complexity in the quality evaluation section for video media compression coding processing The average subjective video quality value of the video media is corrected based on the differential compression coding complexity that is the difference between the average compression coding complexity and the evaluation compression coding complexity by the complexity calculation step and the arithmetic processing unit. And a video quality correction step.

本発明によれば、映像メディアが持つ圧縮符号化処理の複雑性、すなわち圧縮符号化複雑度に応じて変化する主観映像品質の特性を考慮して、より正確な主観映像品質を推定することが可能となる。また、圧縮符号化複雑度により平均主観映像品質値の補正については、対象映像メディアに関係するパケットから取得した品質パラメータに基づき行うことができる。このため、圧縮符号化された映像メディアを復号するための処理や構成を必要とすることなく、圧縮符号化複雑度に応じて変化する主観映像品質の特性を考慮した主観映像品質値を、極めて容易に推定できる。   According to the present invention, it is possible to estimate more accurate subjective video quality in consideration of the complexity of compression encoding processing of video media, that is, the characteristics of subjective video quality that changes according to the compression encoding complexity. It becomes possible. Further, the correction of the average subjective video quality value by the compression encoding complexity can be performed based on the quality parameter acquired from the packet related to the target video media. For this reason, the subjective video quality value considering the characteristic of the subjective video quality that changes according to the compression coding complexity can be extremely reduced without requiring processing or configuration for decoding the compression-encoded video media. Easy to estimate.

これにより、映像配信サービスを利用するユーザに対して、ある一定以上の品質を保っているかどうかを、容易かつ正確に判断することが可能となる。このため、映像配信サービスで用いる品質パラメータの設計や、提供中の映像配信サービスに関する品質実態を、極めて容易に把握し、管理することが可能となる。   As a result, it is possible to easily and accurately determine whether or not a certain level of quality is maintained for a user who uses the video distribution service. For this reason, it becomes possible to very easily grasp and manage the design of quality parameters used in the video distribution service and the actual quality of the video distribution service being provided.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[映像品質推定装置]
まず、図1を参照して、本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置について説明する。図1は、本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置の構成を示すブロック図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Video quality estimation device]
First, a video quality estimation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a video quality estimation apparatus according to an embodiment of the present invention.

映像品質推定装置10は、入力された情報を演算処理するコンピュータなどの情報処理装置からなり、複数のフレームに符号化した映像メディアを通信端末2Aから通信端末2B端末へ、インターネットなどのパケット通信網3を介して送信する映像通信について、その映像メディアと通信網に関する推定条件を入力として、通信端末2Bで再生された当該映像メディアから視聴者が実感する主観映像品質の推定値を算出する装置である。   The video quality estimation apparatus 10 is composed of an information processing apparatus such as a computer that performs arithmetic processing on input information, and a video communication medium encoded into a plurality of frames is transmitted from the communication terminal 2A to the communication terminal 2B terminal. 3 is an apparatus for calculating an estimated value of subjective video quality perceived by a viewer from the video media reproduced by the communication terminal 2B, using the video media and the estimation condition regarding the communication network as input. is there.

この映像品質推定装置10には、主な機能部として、通信インターフェース部(以下、通信I/F部という)11、操作入力部12、画面表示部13、記憶部14、および演算処理部15が設けられている。また演算処理部15には、主な処理部として、品質パラメータ取得部15A、映像品質推定部15B、圧縮符号化複雑度算出部15C、および映像品質補正部15Dが設けられている。   The video quality estimation apparatus 10 includes a communication interface unit (hereinafter referred to as a communication I / F unit) 11, an operation input unit 12, a screen display unit 13, a storage unit 14, and an arithmetic processing unit 15 as main functional units. Is provided. The arithmetic processing unit 15 includes a quality parameter acquisition unit 15A, a video quality estimation unit 15B, a compression encoding complexity calculation unit 15C, and a video quality correction unit 15D as main processing units.

本実施の形態は、記憶部14により、映像メディアに関係するパケットに含まれている当該映像品質に関する品質パラメータと当該映像メディアの平均主観映像品質推定値との対応関係を示す映像品質推定モデルと、映像メディアの圧縮符号化処理に関する平均的な複雑性を示す平均圧縮符号化複雑度とを記憶し、品質パラメータ取得部15Aにより、推定対象となる映像メディアに関係するパケットから品質パラメータを取得し、映像品質推定部15Bにより、記憶部14の映像品質推定モデルに基づいて品質パラメータに対応する平均主観映像品質値を推定し、圧縮符号化複雑度算出部15Cにより、品質パラメータに基づいて、映像メディアの圧縮符号化処理に関する品質評価区間における複雑性を示す評価圧縮符号化複雑度を算出し、映像品質補正部15Dにより、記憶部14の平均圧縮符号化複雑度と圧縮符号化複雑度算出部15Cにより算出された評価圧縮符号化複雑度との差からなる差分圧縮符号化複雑度に基づいて、映像品質推定部15Bで推定された平均主観映像品質値を補正するようにしたものである。   In the present embodiment, the storage unit 14 uses the video quality estimation model indicating the correspondence between the quality parameter related to the video quality included in the packet related to the video media and the average subjective video quality estimation value of the video media, And an average compression encoding complexity indicating an average complexity relating to the compression encoding processing of the video media, and the quality parameter acquisition unit 15A acquires the quality parameters from the packets related to the video media to be estimated. The video quality estimation unit 15B estimates an average subjective video quality value corresponding to the quality parameter based on the video quality estimation model in the storage unit 14, and the compression coding complexity calculation unit 15C calculates the video based on the quality parameter. Calculate the evaluation compression coding complexity indicating the complexity in the quality evaluation section for media compression coding processing. Based on the difference compression coding complexity formed by the difference between the average compression coding complexity of the storage unit 14 and the evaluation compression coding complexity calculated by the compression coding complexity calculation unit 15C by the video quality correction unit 15D. The average subjective video quality value estimated by the video quality estimation unit 15B is corrected.

[映像品質推定装置の構成]
次に、図1を参照して、本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置の構成について詳細に説明する。
映像品質推定装置10の通信I/F部は、専用の通信回路からなり、パケット通信網3を介してパケットを送受信する機能を有している。
操作入力部12は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して演算処理部15へ出力する機能を有している。
画面表示部13は、LCDやPDPなどの画面表示装置からなり、演算処理部15から出力された、操作メニューや映像品質推定値などの表示データを画面表示する機能を有している。
[Configuration of video quality estimation device]
Next, the configuration of the video quality estimation apparatus according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
The communication I / F unit of the video quality estimation apparatus 10 is composed of a dedicated communication circuit, and has a function of transmitting and receiving packets via the packet communication network 3.
The operation input unit 12 includes an operation input device such as a keyboard and a mouse, and has a function of detecting an operator operation and outputting the operation to the arithmetic processing unit 15.
The screen display unit 13 includes a screen display device such as an LCD or a PDP, and has a function of displaying display data such as an operation menu and an estimated video quality value output from the arithmetic processing unit 15 on the screen.

記憶部14は、ハードディスクやメモリなどの記憶装置からなり、演算処理部15での処理動作に用いる各種処理情報とプログラム14Pとを記憶する機能を有している。プログラム14Pは、映像品質推定装置10に設けられている通信I/F部11などのデータ入出力機能を介して外部装置や記録媒体(図示せず)から予め読み込まれて記憶部14に格納されている。
記憶部14で記憶される主な処理情報としては、品質パラメータ14A、映像品質推定モデル14B、平均主観映像品質値14C、映像品質補正モデル14D、平均圧縮符号化複雑度14E、評価圧縮符号化複雑度14F、および補正主観映像品質値14Gがある。
The storage unit 14 includes a storage device such as a hard disk and a memory, and has a function of storing various processing information used for processing operations in the arithmetic processing unit 15 and a program 14P. The program 14P is read in advance from an external device or a recording medium (not shown) via a data input / output function such as the communication I / F unit 11 provided in the video quality estimation apparatus 10, and is stored in the storage unit 14. ing.
Main processing information stored in the storage unit 14 includes a quality parameter 14A, a video quality estimation model 14B, an average subjective video quality value 14C, a video quality correction model 14D, an average compression encoding complexity 14E, an evaluation compression encoding complexity. 14F and a corrected subjective video quality value 14G.

品質パラメータ14Aは、推定対象となる対象映像メディアの映像品質を左右するパラメータであり、映像品質の推定や圧縮符号化複雑度の算出に用いられる。品質パラメータ14Aの具体例としては、符号化方式、映像フォーマット、符号化ビットレート、フレーム情報、およびパケット損失情報などのパラメータがある。   The quality parameter 14A is a parameter that influences the video quality of the target video media to be estimated, and is used for video quality estimation and compression coding complexity calculation. Specific examples of the quality parameter 14A include parameters such as an encoding method, a video format, an encoding bit rate, frame information, and packet loss information.

対象映像メディアがMPEG2などの圧縮符号化方式を用いる場合、フレーム情報としては、フレームレート、イントラフラッシュレート、GOP、フレームタイプ、残差情報などのパラメータを用いればよい。この残差情報は、動き補償以降の残差信号に対する情報であり、具体的には、DCT係数、整数変換係数、ウェーブレット係数などの変換係数(空間圧縮変換係数)の量子化値や、量子化ステップ幅などのパラメータを用いればよい。また、パケット損失情報としては、パケット損失率、パケット損失パターン、パケット遅延時間などのパラメータを用いればよい。   When the target video medium uses a compression coding method such as MPEG2, parameters such as a frame rate, an intra flash rate, a GOP, a frame type, and residual information may be used as the frame information. This residual information is information on the residual signal after motion compensation. Specifically, the residual information includes quantization values of transform coefficients (spatial compression transform coefficients) such as DCT coefficients, integer transform coefficients, and wavelet coefficients, A parameter such as a step width may be used. As the packet loss information, parameters such as a packet loss rate, a packet loss pattern, and a packet delay time may be used.

これら品質パラメータ14Aは、対象映像メディアに関係するパケットのヘッダ部や、これらパケットに分散して送信される符号化データ、例えばMPEG2の場合にはトランスポートストリーム(TS:Transport Stream)や、エレメンタリーストリーム(ES:Elementary Stream)などの符号化データに格納されており、品質パラメータ取得部15Aにより、これらパケットから取得されて記憶部14に格納される。また、これらパラメータは、必要に応じて当該パラメータが取得された映像メディア上の時間位置情報、例えばフレームや画像ブロックを示す識別情報と関連付けて格納される。   These quality parameters 14A include a header portion of a packet related to the target video medium, encoded data distributed in these packets, for example, in the case of MPEG2, a transport stream (TS: Transport Stream), an elementary It is stored in encoded data such as a stream (ES: Elementary Stream), and is acquired from these packets by the quality parameter acquisition unit 15A and stored in the storage unit 14. In addition, these parameters are stored in association with time position information on the video media from which the parameters are acquired, for example, identification information indicating a frame or an image block, as necessary.

映像品質推定モデル14Bは、品質パラメータ14Aのうち映像品質推定用のパラメータと当該映像メディアの平均的な主観映像品質値、すなわち平均主観映像品質値との対応関係を示す推定用モデルであり、具体的には、これら対応関係を示す関数式のほか、表形式やデータベースなどの公知の形式で構成すればよい。
平均主観映像品質値14Cは、対象映像メディアに関する平均的な主観映像品質値である。
The video quality estimation model 14B is an estimation model indicating a correspondence relationship between a video quality estimation parameter of the quality parameters 14A and an average subjective video quality value of the video media, that is, an average subjective video quality value. Specifically, in addition to the function expressions indicating these correspondence relationships, they may be configured in a known format such as a table format or a database.
The average subjective video quality value 14C is an average subjective video quality value related to the target video media.

平均圧縮符号化複雑度14Eは、予め算出されて格納されている圧縮符号化処理に関する平均的な複雑性を示す圧縮符号化複雑度である。
評価圧縮符号化複雑度14Fは、品質パラメータ14Aのうち圧縮符号化複雑度算出用のパラメータから算出した、対象映像メディアの圧縮符号化処理に関する品質評価区間における複雑性を示す圧縮符号化複雑度である。
The average compression encoding complexity 14E is a compression encoding complexity indicating an average complexity related to a compression encoding process calculated and stored in advance.
The evaluation compression encoding complexity 14F is a compression encoding complexity indicating the complexity in the quality evaluation section related to the compression encoding processing of the target video media, calculated from the parameters for calculating the compression encoding complexity of the quality parameters 14A. is there.

映像品質補正モデル14Dは、映像メディアの平均圧縮符号化複雑度と評価圧縮符号化複雑度との差からなる差分圧縮符号化複雑度と、映像メディアの平均主観映像品質値に対する補正率との対応関係を示す補正用モデルであり、具体的には、これら対応関係を示す関数式のほか、表形式やデータベースなどの公知の形式で構成すればよい。
補正主観映像品質値14Gは、映像品質補正モデル14Dから得られた、平均圧縮符号化複雑度14Eと評価圧縮符号化複雑度14Fの差分圧縮符号化複雑度に対応する補正率により、平均主観映像品質値14Cを補正した主観映像品質値である。
The video quality correction model 14D corresponds to the correspondence between the differential compression coding complexity formed by the difference between the average compression coding complexity of the video media and the evaluation compression coding complexity and the correction rate for the average subjective video quality value of the video media. It is a correction model that indicates the relationship, and specifically, it may be configured in a known format such as a table format or a database in addition to the function expression indicating the correspondence relationship.
The corrected subjective video quality value 14G is obtained from the average subjective video according to the correction rate corresponding to the differential compression coding complexity of the average compression coding complexity 14E and the evaluation compression coding complexity 14F obtained from the video quality correction model 14D. This is a subjective video quality value obtained by correcting the quality value 14C.

演算処理部15は、CPUなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部14のプログラム14Pを読み込んでマイクロプロセッサで実行することにより、上記ハードウェアとプログラムを協働させることにより、品質パラメータ取得部15A、映像品質推定部15B、圧縮符号化複雑度算出部15C、映像品質補正部15Dなどの各種処理部を実現する機能を有している。   The arithmetic processing unit 15 has a microprocessor such as a CPU and its peripheral circuits, reads the program 14P of the storage unit 14 and executes it by the microprocessor, thereby causing the hardware and the program to cooperate with each other, thereby causing the quality parameter It has a function of realizing various processing units such as an acquisition unit 15A, a video quality estimation unit 15B, a compression encoding complexity calculation unit 15C, and a video quality correction unit 15D.

品質パラメータ取得部15Aは、対象映像メディアに関係する各種パケットから、映像品質の推定や圧縮符号化複雑度の算出に用いられる各種の品質パラメータ14Aを取得する機能を有している。品質パラメータ14Aは、対象映像メディアに関係するパケットのヘッダ部や、これらパケットに分散して送信される符号化データに格納されている。品質パラメータ取得部15Aは、これらパケットから品質パラメータ14A取得して記憶部14に格納する。例えばMPEG2の場合、トランスポートストリームや、エレメンタリーストリームなど符号化データが品質パラメータ取得部15Aで解析され、必要な品質パラメータ14Aが抽出される。   The quality parameter acquisition unit 15A has a function of acquiring various quality parameters 14A used for estimation of video quality and calculation of compression encoding complexity from various packets related to the target video media. The quality parameter 14A is stored in a header portion of a packet related to the target video media or encoded data transmitted in a distributed manner to these packets. The quality parameter acquisition unit 15A acquires the quality parameter 14A from these packets and stores it in the storage unit 14. For example, in the case of MPEG2, encoded data such as a transport stream or an elementary stream is analyzed by the quality parameter acquisition unit 15A, and a necessary quality parameter 14A is extracted.

映像品質推定部15Bは、記憶部14の映像品質推定モデル14Bに基づいて、品質パラメータ14Aのうちの映像品質推定用パラメータに対応する平均主観映像品質値14Cを推定する機能を有している。映像品質推定部15Bで用いる映像品質推定モデル14Bや映像品質推定用パラメータの具体例としては、前述の非特許文献3などに記載されている公知のものを利用すればよい。
圧縮符号化複雑度算出部15Cは、記憶部14の品質パラメータ14Aのうちの圧縮符号化複雑度算出用パラメータに基づいて、映像メディアの圧縮符号化処理に関する品質評価区間における複雑性を示す評価圧縮符号化複雑度14Fを算出する機能とを有している。
The video quality estimation unit 15B has a function of estimating an average subjective video quality value 14C corresponding to a video quality estimation parameter among the quality parameters 14A based on the video quality estimation model 14B of the storage unit 14. As specific examples of the video quality estimation model 14B and the video quality estimation parameters used in the video quality estimation unit 15B, publicly known ones described in Non-Patent Document 3 described above may be used.
The compression coding complexity calculation unit 15C is an evaluation compression that indicates the complexity in the quality evaluation section related to the compression coding processing of the video media, based on the compression coding complexity calculation parameter among the quality parameters 14A of the storage unit 14. And a function of calculating the encoding complexity 14F.

映像品質補正部15Dは、記憶部14の映像品質補正モデル14Dに基づいて、平均圧縮符号化複雑度14Eと評価圧縮符号化複雑度14Fとの差からなる差分圧縮符号化複雑度に対応する補正率を算出する機能と、得られた補正率に基づいて、映像品質推定部15Bで推定された平均主観映像品質値14Cを補正することにより、補正主観映像品質値14Gを算出する機能とを有している。   Based on the video quality correction model 14D stored in the storage unit 14, the video quality correction unit 15D corrects the difference compression coding complexity that is the difference between the average compression coding complexity 14E and the evaluation compression coding complexity 14F. And a function for calculating the corrected subjective video quality value 14G by correcting the average subjective video quality value 14C estimated by the video quality estimation unit 15B based on the obtained correction rate. is doing.

[映像品質推定装置の動作]
次に、図2および図3を参照して、本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置の動作について説明する。図2は、本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置の主観映像品質推定動作を示すフロー図である。図3は、本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置の主観映像品質推定処理を示すフローチャートである。
[Operation of video quality estimation device]
Next, the operation of the video quality estimation apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing the subjective video quality estimation operation of the video quality estimation apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart showing the subjective video quality estimation process of the video quality estimation apparatus according to the embodiment of the present invention.

[主観映像品質推定処理]
図2および図3を参照して、映像品質推定装置10での主観映像品質推定処理について説明する。
映像品質推定装置10の演算処理部15は、操作入力部12で検出された主観映像品質推定の開始を指示するオペレータ操作に応じて、図3に示した主観映像品質推定処理を開始する。
演算処理部15は、まず、通信I/F部11を制御して対象となる映像メディアに関係する各種パケットを、パケット通信網3を介した通信端末2A,2B間の通信経路からキャプチャし(ステップ100)、品質パラメータ取得部15Aにより、映像品質の推定や圧縮符号化複雑度の算出に用いる各種の品質パラメータ14Aを取得して記憶部14へ保存する(ステップ101)。
[Subjective image quality estimation processing]
With reference to FIG. 2 and FIG. 3, the subjective video quality estimation process in the video quality estimation apparatus 10 will be described.
The arithmetic processing unit 15 of the video quality estimation apparatus 10 starts the subjective video quality estimation process shown in FIG. 3 in response to an operator operation instructing the start of subjective video quality estimation detected by the operation input unit 12.
First, the arithmetic processing unit 15 controls the communication I / F unit 11 to capture various packets related to the target video media from the communication path between the communication terminals 2A and 2B via the packet communication network 3 ( In step 100), the quality parameter acquisition unit 15A acquires various quality parameters 14A used for video quality estimation and compression encoding complexity calculation, and stores them in the storage unit 14 (step 101).

次に、演算処理部15は、映像品質推定部15Bにより、記憶部14の品質パラメータ14Aと映像品質推定モデル14Bを用いて、対象映像メディアの平均主観映像品質値14Cを算出する。
この際、映像品質推定部15Bは、記憶部14から映像品質推定モデル14Bを読み出し(ステップ102)、この映像品質推定モデル14Bに基づいて、記憶部14の品質パラメータ14Aのうち映像品質推定用パラメータに対応する映像品質推定値を平均主観映像品質値ν(14C)として算出し、記憶部14へ保存する(ステップ103)。
Next, the arithmetic processing unit 15 uses the video quality estimation unit 15B to calculate the average subjective video quality value 14C of the target video media using the quality parameter 14A and the video quality estimation model 14B of the storage unit 14.
At this time, the video quality estimation unit 15B reads the video quality estimation model 14B from the storage unit 14 (step 102), and based on the video quality estimation model 14B, the video quality estimation parameter among the quality parameters 14A of the storage unit 14 Is calculated as an average subjective video quality value ν (14C) and stored in the storage unit 14 (step 103).

続いて、演算処理部15は、圧縮符号化複雑度算出部15Cにより、後述する圧縮符号化複雑度算出処理を実行して、評価圧縮符号化複雑度γest(14F)を算出する(ステップ104)。 Subsequently, the arithmetic processing unit 15 executes a compression coding complexity calculation process described later by the compression coding complexity calculation unit 15C to calculate the evaluation compression coding complexity γ est (14F) (step 104). ).

次に、演算処理部15は、映像品質補正部15Dにより、後述する映像品質補正処理を実行することにより、平均圧縮符号化複雑度γavgと評価圧縮符号化複雑度γestとの差からなる差分圧縮符号化複雑度Δγに対応する補正率Rで、記憶部14の平均主観映像品質値νを補正して、補正主観映像品質値V(14G)を算出する(ステップ105)。
この後、演算処理部15は、補正主観映像品質値Vを主観映像品質値として記憶部14へ保存し、あるいは画面表示部13へ推定評価結果として画面表示し(ステップ106)、一連の主観映像品質推定処理を終了する。
Next, the arithmetic processing unit 15 performs a video quality correction process (to be described later) by the video quality correction unit 15D, thereby comprising a difference between the average compression coding complexity γ avg and the evaluation compression coding complexity γ est. The corrected subjective video quality value V (14G) is calculated by correcting the average subjective video quality value ν of the storage unit 14 with the correction rate R corresponding to the differential compression coding complexity Δγ (step 105).
Thereafter, the arithmetic processing unit 15 stores the corrected subjective video quality value V as a subjective video quality value in the storage unit 14 or displays it on the screen display unit 13 as an estimated evaluation result (step 106), and a series of subjective video quality values. The quality estimation process ends.

[圧縮符号化複雑度算出処理]
次に、図4〜図7を参照して、映像品質推定装置10での圧縮符号化複雑度算出処理について説明する。図4は、本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置の圧縮符号化複雑度算出処理を示すフローチャートである。図5は、映像フレーム内のブロックにおける画素分布を示す説明図である。図6は、映像フレーム内のブロックにおける空間周波数分布を示す説明図である。図7は、量子化ステップ幅を示す説明図である。
[Compression coding complexity calculation processing]
Next, the compression coding complexity calculation process in the video quality estimation apparatus 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing compression coding complexity calculation processing of the video quality estimation apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a pixel distribution in a block in a video frame. FIG. 6 is an explanatory diagram showing a spatial frequency distribution in a block in a video frame. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the quantization step width.

演算処理部15の圧縮符号化複雑度算出部15Cは、前述した図3のステップ105において、図4の圧縮符号化複雑度算出処理を実行する。この際、ステップ105において評価圧縮符号化複雑度γestを算出する場合、対象区間として品質評価区間が用いられる。これら品質評価区間については、予めオペレータにより指定され記憶部14に保存されているものとする。 The compression encoding complexity calculation unit 15C of the arithmetic processing unit 15 executes the compression encoding complexity calculation process of FIG. 4 in step 105 of FIG. 3 described above. At this time, when the evaluation compression coding complexity γ est is calculated in step 105, the quality evaluation section is used as the target section. These quality evaluation sections are assumed to be designated in advance by the operator and stored in the storage unit 14.

圧縮符号化複雑度算出部15Cは、まず、対象区間を構成するF個のフレームから圧縮符号化複雑度を算出していない未処理のフレーム(f)(但し、fは1〜Fの整数)を選択し(ステップ110)、このフレーム(f)を構成するM×N個の画像ブロックから圧縮符号化複雑度を算出していない未処理の画像ブロック(m,n)(但し、mは1〜Mの整数、nは1〜Nの整数)を選択する(ステップ111)。   First, the compression encoding complexity calculation unit 15C first processes an unprocessed frame (f) in which the compression encoding complexity is not calculated from F frames constituting the target section (where f is an integer of 1 to F). (Step 110), and an unprocessed image block (m, n) for which compression coding complexity has not been calculated from M × N image blocks constituting the frame (f) (where m is 1) (An integer of ~ M, n is an integer of 1 to N) is selected (step 111).

図5に示すように、映像を圧縮符号化する場合には、通常、個々のフレームの画像をM×N個の画像ブロックに分割し、これら画像ブロックごとに圧縮符号化処理が行われる。画像ブロックの画素値は、水平方向xと垂直方向yにマトリクス状に配置されたI×J個の画素から構成されている。これら画素は、輝度信号値(Y)を画素値として有しており、カラー画像の場合には、色差信号値(Cr,Cb)が加わる。   As shown in FIG. 5, when a video is compression-encoded, an image of each frame is usually divided into M × N image blocks, and a compression-encoding process is performed for each image block. The pixel value of the image block is composed of I × J pixels arranged in a matrix in the horizontal direction x and the vertical direction y. These pixels have a luminance signal value (Y) as a pixel value, and in the case of a color image, a color difference signal value (Cr, Cb) is added.

圧縮符号化処理では、このような画像ブロックの画素分布が、DCTなどの直交変換処理により、図6に示すような空間周波数分布に変換される。この空間周波数分布は、水平方向xと垂直方向yに予め設定された空間周波数を持つマトリクス状のI×J個の基本パターンについて、それぞれの基本パターンに対応する画素の発生頻度を示すもので、この発生頻度が変換係数となる。ここでは、フレーム(f)の画像ブロック(m,n)の基本パターン(i,j)の変換係数をcfmnijと表現する。
また、圧縮符号化処理では、変換係数cfmnijを量子化することにより、情報量の少ない量子化値qfmnijに変換する。この際、図7に示すように、変換係数cfmnijと同一の量子化値qfmnijに変換される変換係数の幅を量子化ステップ幅hfmnijという。
In the compression encoding process, the pixel distribution of such an image block is converted into a spatial frequency distribution as shown in FIG. 6 by orthogonal transform processing such as DCT. This spatial frequency distribution shows the frequency of occurrence of pixels corresponding to each basic pattern in a matrix of I × J basic patterns having spatial frequencies preset in the horizontal direction x and the vertical direction y. This occurrence frequency becomes a conversion coefficient. Here, the conversion coefficient of the basic pattern (i, j) of the image block (m, n) of the frame (f) is expressed as cfmnij .
In the compression encoding process, the transform coefficient c fmnij is quantized to be converted into a quantized value q fmnij having a small amount of information. At this time, as shown in FIG. 7, the width of the transform coefficient converted to the same quantized value q fmnij as the transform coefficient c fmnij is called a quantization step width h fmnij .

圧縮符号化複雑度算出部15Cは、選択した画像ブロック(m,n)を構成するI×J個の変換係数cfmnijに対応する量子化値qfmnijを記憶部14の品質パラメータ14Aから取得するとともに(ステップ112)、これら変換係数cmnijに対応する量子化ステップ幅hfmnijも記憶部14の品質パラメータ14Aから取得する(ステップ113)。そして、次の式(1)に基づいて、対応する変換係数cfmnijを量子化値qfmnijと量子化ステップ幅hfmnijとの積により算出し、これらをI×J個の基本パターンについて平均することにより、選択した画像ブロック(m,n)に関する圧縮符号化複雑度γfmnを算出する。この際、式(2)のように、上記積の2乗を用いて圧縮符号化複雑度γfmnを算出してもよい。 The compression coding complexity calculation unit 15C obtains the quantization value q fmnij corresponding to the I × J transform coefficients c fmnij constituting the selected image block (m, n) from the quality parameter 14A of the storage unit 14. At the same time (step 112), the quantization step width h fmnij corresponding to these transform coefficients c mnij is also acquired from the quality parameter 14A of the storage unit 14 (step 113). Then, based on the following equation (1), the corresponding conversion coefficient c fmnij is calculated by the product of the quantized value qfmnij and the quantization step width h fmnij, and these are averaged for I × J basic patterns. Thus, the compression encoding complexity γ fmn for the selected image block (m, n) is calculated. At this time, the compression encoding complexity γ fmn may be calculated using the square of the product as shown in Equation (2).

Figure 0004796019
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Figure 0004796019
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その後、圧縮符号化複雑度算出部15Cは、選択したフレーム(f)内の画像ブロックのすべてについて圧縮符号化複雑度の算出処理を行ったか判断し(ステップ115)、未処理の画像ブロックがある場合には(ステップ115:NO)、ステップ111へ戻って処理を継続する。
一方、選択したフレーム(f)内の画像ブロックのすべてについて圧縮符号化複雑度の算出処理が終了した場合(ステップ115:YES)、圧縮符号化複雑度算出部15Cは、次の式(3)に基づいて、選択したフレーム(f)内の各画像ブロックに関する圧縮符号化複雑度γfmnを平均することにより、選択したフレーム(f)に関する圧縮符号化複雑度γfを算出する(ステップ116)。
Thereafter, the compression coding complexity calculation unit 15C determines whether or not the compression coding complexity calculation processing has been performed for all the image blocks in the selected frame (f) (step 115), and there is an unprocessed image block. In that case (step 115: NO), the process returns to step 111 and continues.
On the other hand, when the compression coding complexity calculation processing has been completed for all the image blocks in the selected frame (f) (step 115: YES), the compression coding complexity calculation unit 15C calculates the following equation (3). Based on the above, the compression coding complexity γ f for the selected frame (f) is calculated by averaging the compression coding complexity γ fmn for each image block in the selected frame (f) (step 116). .

Figure 0004796019
Figure 0004796019

その後、圧縮符号化複雑度算出部15Cは、対象区間内のフレーム(f)のすべてについて圧縮符号化複雑度の算出処理を行ったか判断し(ステップ117)、未処理のフレームがある場合には(ステップ117:NO)、ステップ110へ戻って処理を継続する。
一方、対象区間内のフレーム(f)のすべてについて圧縮符号化複雑度の算出処理が終了した場合(ステップ117:YES)、圧縮符号化複雑度算出部15Cは、次の式(4)に基づいて、対象区間内の各フレーム(f)に関する圧縮符号化複雑度γfを平均することにより、対象区間に関する圧縮符号化複雑度γを算出し(ステップ118)、一連の圧縮符号化複雑度算出処理を終了する。
Thereafter, the compression coding complexity calculation unit 15C determines whether the compression coding complexity calculation processing has been performed for all the frames (f) in the target section (step 117), and if there is an unprocessed frame, (Step 117: NO), the process returns to Step 110 and continues.
On the other hand, when the compression coding complexity calculation processing has been completed for all the frames (f) in the target section (step 117: YES), the compression coding complexity calculation unit 15C is based on the following equation (4). Then, the compression coding complexity γ f for the target section is calculated by averaging the compression coding complexity γ f for each frame (f) in the target section (step 118), and a series of compression coding complexity calculations is performed. The process ends.

Figure 0004796019
Figure 0004796019

[映像品質補正処理]
次に、図8および図9を参照して、本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置の映像品質補正処理について説明する。図8は、本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置の映像品質補正処理を示すフローチャートである。図9は、映像品質補正モデルを示す説明図である。
[Video quality correction processing]
Next, with reference to FIG. 8 and FIG. 9, the video quality correction process of the video quality estimation apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a flowchart showing video quality correction processing of the video quality estimation apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a video quality correction model.

演算処理部15の映像品質補正部15Dは、前述した図3のステップ106において、図8の圧縮符号化複雑度算出処理を実行する。
映像品質補正部15Dは、まず、記憶部14から平均圧縮符号化複雑度γavg(14E)と圧縮符号化複雑度算出部15Cで算出された評価圧縮符号化複雑度γest(14F)とを読み出し(ステップ120)、次の式(5)に基づいて、差分圧縮符号化複雑度Δγを算出する(ステップ121)。
The video quality correction unit 15D of the arithmetic processing unit 15 executes the compression coding complexity calculation process of FIG. 8 in step 106 of FIG. 3 described above.
First, the video quality correction unit 15D obtains the average compression coding complexity γ avg (14E) from the storage unit 14 and the evaluation compression coding complexity γ est (14F) calculated by the compression coding complexity calculation unit 15C. Reading (step 120), the differential compression coding complexity Δγ is calculated based on the following equation (5) (step 121).

Figure 0004796019
Figure 0004796019

次に、映像品質補正部15Dは、記憶部14から映像品質補正モデル14Dを読み出し(ステップ122)、映像品質補正モデル14Dの式(6)に基づいて、差分圧縮符号化複雑度Δγに対応する補正率Rを算出する(ステップ123)。ここで、式(6)のbは、映像メディアの符号化・復号処理を実現するコーデックや、映像フォーマットにより決定される係数である。   Next, the video quality correction unit 15D reads the video quality correction model 14D from the storage unit 14 (step 122), and corresponds to the differential compression encoding complexity Δγ based on the equation (6) of the video quality correction model 14D. A correction rate R is calculated (step 123). Here, b in Expression (6) is a coefficient determined by a codec that realizes encoding / decoding processing of video media and a video format.

Figure 0004796019
Figure 0004796019

図9の映像品質補正モデル14Dは、指数関数式から構成した例であるが、差分圧縮符号化複雑度Δγの増加に応じて補正率Rが単調増加し、かつ差分圧縮符号化複雑度Δγが0のときに補正率Rが1となる関数式であれば映像品質補正モデル14Dとして用いることができる。例えば、図9の破線に相当する、式(7)のような直線関数式を用いて補正率Rを算出してもよい。   The video quality correction model 14D shown in FIG. 9 is an example composed of an exponential function equation. However, the correction rate R increases monotonously with an increase in the differential compression encoding complexity Δγ, and the differential compression encoding complexity Δγ is Any function equation that has a correction rate R of 1 when 0 can be used as the video quality correction model 14D. For example, the correction factor R may be calculated using a linear function expression such as Expression (7) corresponding to the broken line in FIG.

Figure 0004796019
Figure 0004796019

続いて、映像品質補正部15Dは、記憶部14から映像品質推定部15Bで算出された平均主観映像品質値ν(14C)を読み出し(ステップ124)、次の式(8)に基づいて、差分圧縮符号化複雑度Δγを補正率Rで補正し、補正主観映像品質値Vを算出する(ステップ125)。   Subsequently, the video quality correction unit 15D reads the average subjective video quality value ν (14C) calculated by the video quality estimation unit 15B from the storage unit 14 (step 124), and based on the following equation (8), the difference The compression coding complexity Δγ is corrected with the correction rate R, and the corrected subjective video quality value V is calculated (step 125).

Figure 0004796019
Figure 0004796019

その後、映像品質補正部15Dは、算出した補正主観映像品質値Vを記憶部14へ保存して(ステップ121)、一連の映像品質補正処理を終了する。   Thereafter, the video quality correction unit 15D stores the calculated corrected subjective video quality value V in the storage unit 14 (step 121), and ends a series of video quality correction processing.

[映像品質推定装置の効果]
このように、本実施の形態は、品質パラメータ取得部15Aにより、推定対象となる映像メディアに関係するパケットから品質パラメータ14Aを取得し、映像品質推定部15Bにより、記憶部14の映像品質推定モデル14Bに基づいて品質パラメータに対応する平均主観映像品質値14Cを推定し、圧縮符号化複雑度算出部15Cにより、品質パラメータに基づいて、映像メディアの圧縮符号化処理に関する品質評価区間における複雑性を示す評価圧縮符号化複雑度14Fを算出し、映像品質補正部15Dにより、記憶部14の平均圧縮符号化複雑度14Eと圧縮符号化複雑度算出部15Cにより算出された評価圧縮符号化複雑度14Fとの差からなる差分圧縮符号化複雑度に基づいて、映像品質推定部15Bで推定された平均主観映像品質値14Cを補正している。
[Effect of video quality estimation device]
Thus, in the present embodiment, the quality parameter acquisition unit 15A acquires the quality parameter 14A from the packet related to the video media to be estimated, and the video quality estimation unit 15B acquires the video quality estimation model in the storage unit 14. Based on 14B, an average subjective video quality value 14C corresponding to the quality parameter is estimated, and the compression coding complexity calculation unit 15C calculates the complexity in the quality evaluation section related to the compression coding processing of the video media based on the quality parameter. The evaluation compression coding complexity 14F is calculated, and the video compression unit 15D calculates the evaluation compression coding complexity 14F calculated by the average compression coding complexity 14E and the compression coding complexity calculation unit 15C of the storage unit 14. Average subjective video estimated by the video quality estimator 15B based on the differential compression coding complexity of the difference between It is corrected the quality value 14C.

したがって、映像メディアが持つ圧縮符号化処理の複雑性、すなわち圧縮符号化複雑度に応じて変化する主観映像品質の特性を考慮して、より正確な主観映像品質を推定することが可能となる。また、圧縮符号化複雑度により平均主観映像品質値の補正については、対象映像メディアに関係するパケットから取得した品質パラメータに基づき行うことができる。このため、圧縮符号化された映像メディアを復号するための処理や構成を必要とすることなく、圧縮符号化複雑度に応じて変化する主観映像品質の特性を考慮した主観映像品質値を、極めて容易に推定できる。   Accordingly, it is possible to estimate the subjective video quality more accurately in consideration of the complexity of the compression encoding process of the video media, that is, the characteristic of the subjective video quality that changes according to the compression encoding complexity. Further, the correction of the average subjective video quality value by the compression encoding complexity can be performed based on the quality parameter acquired from the packet related to the target video media. For this reason, the subjective video quality value considering the characteristic of the subjective video quality that changes according to the compression coding complexity can be extremely reduced without requiring processing or configuration for decoding the compression-encoded video media. Easy to estimate.

これにより、映像配信サービスを利用するユーザに対して、ある一定以上の品質を保っているかどうかを、容易かつ正確に判断することが可能となる。このため、映像配信サービスで用いる品質パラメータの設計や、提供中の映像配信サービスに関する品質実態を、極めて容易に把握し、管理することが可能となる。   As a result, it is possible to easily and accurately determine whether or not a certain level of quality is maintained for a user who uses the video distribution service. For this reason, it becomes possible to very easily grasp and manage the design of quality parameters used in the video distribution service and the actual quality of the video distribution service being provided.

また、本実施の形態において、品質パラメータ取得部15Aにより、パケットから任意のフレームに設けられた画素ブロックに対応する各変換係数の量子化値とこれら変換係数に対応する量子化ステップ幅とをそれぞれ取得し、圧縮符号化複雑度算出部15Cにより、任意のフレームに設けられた画素ブロックの変換係数ごとに、当該変換係数の量子化値と当該変換係数に対応する量子化ステップ幅との積を算出して平均することにより、当該画素ブロックの圧縮符号化複雑度を算出し、この画素ブロックの圧縮符号化複雑度を映像メディアの所望区間における各フレームの各画素ブロックで平均することにより、所望区間における圧縮符号化複雑度を算出するようにしたので、圧縮符号化複雑度を精度よく算出することができる。   In the present embodiment, the quality parameter acquisition unit 15A determines the quantization value of each transform coefficient corresponding to the pixel block provided in an arbitrary frame from the packet and the quantization step width corresponding to these transform coefficients. The compression encoding complexity calculation unit 15C obtains the product of the quantized value of the transform coefficient and the quantization step width corresponding to the transform coefficient for each transform coefficient of the pixel block provided in an arbitrary frame. By calculating and averaging, the compression encoding complexity of the pixel block is calculated, and the compression encoding complexity of the pixel block is averaged for each pixel block of each frame in a desired section of the video media, thereby obtaining a desired value. Since the compression encoding complexity in the section is calculated, the compression encoding complexity can be calculated with high accuracy.

また、本実施の形態では、圧縮符号化複雑度算出部15Cにより、映像メディアのうち品質推定期間における評価圧縮符号化複雑度14Fを算出し、映像品質補正部15Dにより、映像品質補正モデル14Dに基づいて、記憶部14の平均圧縮符号化複雑度14Eと圧縮符号化複雑度算出部15Cで算出された評価圧縮符号化複雑度14Fとの差からなる差分圧縮符号化複雑度に対応する補正率を算出し、この補正率に基づいて平均主観映像品質値14Cを補正するようにしたので、圧縮符号化複雑度に基づいて平均圧縮符号化複雑度を容易に補正することができる。   In the present embodiment, the compression encoding complexity calculation unit 15C calculates the evaluation compression encoding complexity 14F in the quality estimation period of the video media, and the video quality correction unit 15D converts it to the video quality correction model 14D. On the basis of the correction rate corresponding to the differential compression coding complexity consisting of the difference between the average compression coding complexity 14E of the storage unit 14 and the evaluation compression coding complexity 14F calculated by the compression coding complexity calculation unit 15C. Since the average subjective video quality value 14C is corrected based on this correction factor, the average compression coding complexity can be easily corrected based on the compression coding complexity.

また、本実施の形態では、映像品質補正モデルとして、差分圧縮符号化複雑度の増加に応じて単調増加し、かつ差分圧縮符号化複雑度が0のときに補正率が1となる関数式を用いるようにしたので、例えば高周波AC成分量が多く圧縮符号化複雑度が高い場合には、平均主観映像品質値に対する主観映像品質値の低下が顕著となるという、主観映像品質の特性を、正確かつ容易に映像品質補正モデルで表現することが可能となる。   Further, in the present embodiment, as a video quality correction model, a function equation that increases monotonously with an increase in differential compression encoding complexity and has a correction factor of 1 when the differential compression encoding complexity is 0 is used. For example, when the amount of high-frequency AC components is large and the compression encoding complexity is high, the subjective video quality characteristic that the subjective video quality value is significantly reduced with respect to the average subjective video quality value is accurately expressed. In addition, it can be easily expressed by a video quality correction model.

[実施の形態の拡張]
以上の実施の形態では、図4の圧縮符号化複雑度算出処理において、選択したフレーム(f)内の各画像ブロックに関する圧縮符号化複雑度γfmnを平均することにより、選択したフレーム(f)に関する圧縮符号化複雑度γfを算出する場合について説明したが、パケット損失が発生して、任意の画像ブロックの圧縮符号化複雑度γfmnを算出できない場合もある。このような場合には、例外処理として、当該画像ブロックの圧縮符号化複雑度γfmnをゼロとし、式(3)の画像ブロック数M×Nから圧縮符号化複雑度γfmnを算出できなかった画像ブロック数を減算して平均を算出すればよい。
[Extended embodiment]
In the above embodiment, in the compression coding complexity calculation process of FIG. 4, the selected frame (f) is obtained by averaging the compression coding complexity γ fmn for each image block in the selected frame (f). Although the case where the compression encoding complexity γ f is calculated has been described, there is a case where the packet loss occurs and the compression encoding complexity γ fmn of an arbitrary image block cannot be calculated. In such a case, as an exception process, the compression coding complexity γ fmn of the image block is set to zero, and the compression coding complexity γ fmn cannot be calculated from the number of image blocks M × N in Expression (3). The average may be calculated by subtracting the number of image blocks.

本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the video quality estimation apparatus concerning one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置の主観映像品質推定動作を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the subjective video quality estimation operation | movement of the video quality estimation apparatus concerning one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置の主観映像品質推定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subjective video quality estimation process of the video quality estimation apparatus concerning one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置の圧縮符号化複雑度算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the compression encoding complexity calculation process of the video quality estimation apparatus concerning one embodiment of this invention. 映像フレーム内のブロックにおける画素分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the pixel distribution in the block in a video frame. 映像フレーム内のブロックにおける空間周波数分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the spatial frequency distribution in the block in a video frame. 量子化ステップ幅を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a quantization step width. 本発明の一実施の形態にかかる映像品質推定装置の映像品質補正処理を示すフローチャートであるIt is a flowchart which shows the video quality correction process of the video quality estimation apparatus concerning one embodiment of this invention. 映像品質補正モデルを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a video quality correction model. 圧縮符号化複雑度による映像品質の変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the change of the video quality by compression encoding complexity.

符号の説明Explanation of symbols

10…映像品質推定装置、11…通信I/F部、12…操作入力部、13…画面表示部、14…記憶部、14A…品質パラメータ、14B…映像品質推定モデル、14C…平均主観映像品質値、14D…映像品質補正モデル、14E…平均圧縮符号化複雑度、14F…評価圧縮符号化複雑度、14G…補正主観映像品質値、14P…プログラム、15…演算処理部、15A…品質パラメータ取得部、15B…映像主観品質推定部、15C…圧縮符号化複雑度算出部、15D…映像品質補正部、2A,2B…通信端末、3…パケット通信網。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Video quality estimation apparatus, 11 ... Communication I / F part, 12 ... Operation input part, 13 ... Screen display part, 14 ... Memory | storage part, 14A ... Quality parameter, 14B ... Video quality estimation model, 14C ... Average subjective video quality Value, 14D: Video quality correction model, 14E: Average compression coding complexity, 14F: Evaluation compression coding complexity, 14G: Correction subjective video quality value, 14P: Program, 15: Arithmetic processing unit, 15A: Quality parameter acquisition 15B ... Video subjective quality estimation unit, 15C ... Compression coding complexity calculation unit, 15D ... Video quality correction unit, 2A, 2B ... Communication terminal, 3 ... Packet communication network.

Claims (9)

複数のフレームに圧縮符号化した映像メディアを任意の端末へ通信網を介して送信する映像通信について、前記端末で再生された当該映像メディアから視聴者が実感する主観映像品質の推定値を算出する映像品質推定装置であって、
映像メディアに関係するパケットに含まれている当該映像品質に関する品質パラメータと当該映像メディアの平均主観映像品質推定値との対応関係を示す映像品質推定モデルと、当該映像メディアの圧縮符号化処理に関する平均的な複雑性を示す平均圧縮符号化複雑度とを記憶する記憶部と、
推定対象となる映像メディアに関係するパケットから前記品質パラメータを取得する品質パラメータ取得部と、
前記記憶部の映像品質推定モデルに基づいて前記品質パラメータに対応する平均主観映像品質値を推定する映像品質推定部と、
前記品質パラメータに基づいて、前記映像メディアの圧縮符号化処理に関する品質評価区間における複雑性を示す評価圧縮符号化複雑度を算出する圧縮符号化複雑度算出部と、
前記記憶部の平均圧縮符号化複雑度と前記圧縮符号化複雑度算出部で算出された評価圧縮符号化複雑度との差からなる差分圧縮符号化複雑度に基づいて、前記映像品質推定部で推定された平均主観映像品質値を補正する映像品質補正部と
を備えることを特徴とする映像品質推定装置。
For video communication in which video media compressed and encoded into a plurality of frames is transmitted to an arbitrary terminal via a communication network, an estimated value of subjective video quality perceived by a viewer is calculated from the video media reproduced by the terminal A video quality estimation device,
A video quality estimation model indicating the correspondence between the quality parameter relating to the video quality included in the packet related to the video media and the average subjective video quality estimate of the video media, and an average relating to the compression encoding processing of the video media A storage unit for storing an average compression coding complexity indicating general complexity;
A quality parameter acquisition unit that acquires the quality parameter from a packet related to video media to be estimated;
A video quality estimation unit that estimates an average subjective video quality value corresponding to the quality parameter based on a video quality estimation model of the storage unit;
Based on the quality parameter, a compression encoding complexity calculating unit that calculates an evaluation compression encoding complexity indicating complexity in a quality evaluation section related to compression encoding processing of the video media;
Based on the differential compression coding complexity that is the difference between the average compression coding complexity of the storage unit and the evaluation compression coding complexity calculated by the compression coding complexity calculation unit, the video quality estimation unit A video quality estimation apparatus comprising: a video quality correction unit that corrects the estimated average subjective video quality value.
請求項1に記載の映像品質推定装置において、
前記品質パラメータ取得部は、前記パケットから任意のフレームに設けられた画素ブロックに対応する各変換係数の量子化値とこれら変換係数に対応する量子化ステップ幅とをそれぞれ取得し、
前記圧縮符号化複雑度算出部は、任意のフレームに設けられた画素ブロックの変換係数ごとに、当該変換係数の量子化値と当該変換係数に対応する量子化ステップ幅との積を算出して平均することにより、当該画素ブロックの圧縮符号化複雑度を算出し、この画素ブロックの圧縮符号化複雑度を前記映像メディアの所望区間における各フレームの各画素ブロックで平均することにより、所望区間における圧縮符号化複雑度を算出することを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 1,
The quality parameter acquisition unit acquires a quantization value of each transform coefficient corresponding to a pixel block provided in an arbitrary frame and a quantization step width corresponding to these transform coefficients from the packet,
The compression encoding complexity calculation unit calculates, for each transform coefficient of a pixel block provided in an arbitrary frame, a product of a quantization value of the transform coefficient and a quantization step width corresponding to the transform coefficient. By calculating the compression encoding complexity of the pixel block by averaging, and averaging the compression encoding complexity of the pixel block for each pixel block of each frame in the desired section of the video media, A video quality estimation apparatus characterized by calculating a compression encoding complexity.
請求項1に記載の映像品質推定装置において、
前記記憶部は、映像メディアの平均的な圧縮符号化複雑度と映像メディアのうち品質評価区間における圧縮符号化複雑度との差を示す差分圧縮符号化複雑度と、この差分圧縮符号化複雑度に対応する補正率との対応関係を示す映像品質補正モデルを記憶し、
前記圧縮符号化複雑度算出部は、前記映像メディアのうち品質推定期間における評価圧縮符号化複雑度を算出し、
前記映像品質補正部は、前記映像品質補正モデルに基づいて前記記憶部の平均圧縮符号化複雑度と前記圧縮符号化複雑度算出部で算出された評価圧縮符号化複雑度との差からなる差分圧縮符号化複雑度に対応する補正率を算出し、この補正率に基づいて前記映像品質推定部で推定された平均主観映像品質値を補正する
ことを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 1,
The storage unit includes a differential compression coding complexity indicating a difference between an average compression coding complexity of the video media and a compression coding complexity in the quality evaluation section of the video media, and the differential compression coding complexity. Store a video quality correction model that shows the correspondence with the correction rate corresponding to
The compression coding complexity calculation unit calculates an evaluation compression coding complexity in a quality estimation period of the video media;
The video quality correction unit includes a difference between an average compression encoding complexity of the storage unit and an evaluation compression encoding complexity calculated by the compression encoding complexity calculation unit based on the video quality correction model. A video quality estimation apparatus that calculates a correction rate corresponding to the compression coding complexity and corrects the average subjective video quality value estimated by the video quality estimation unit based on the correction rate.
請求項3に記載の映像品質推定装置において、
前記映像品質補正モデルは、前記差分圧縮符号化複雑度の増加に応じて補正率が単調増加し、かつ前記差分圧縮符号化複雑度が0のときに補正率が1となる関数式からなることを特徴とする映像品質推定装置。
The video quality estimation apparatus according to claim 3,
The video quality correction model is composed of a functional expression in which the correction rate monotonously increases with an increase in the differential compression coding complexity and the correction rate is 1 when the differential compression coding complexity is 0. A video quality estimation device characterized by the above.
演算処理部と記憶部とを有し、複数のフレームに圧縮符号化した映像メディアを任意の端末へ通信網を介して送信する映像通信について、前記端末で再生された当該映像メディアから視聴者が実感する主観映像品質の推定値を算出する映像品質推定装置で用いられる映像品質推定方法であって、
前記記憶部により、前記映像メディアの圧縮符号化処理に関する平均的な複雑性を示す平均圧縮符号化複雑度を記憶するステップと、
前記演算処理部により、前記品質パラメータに基づいて、前記映像メディアの圧縮符号化処理に関する品質評価区間における複雑性を示す評価圧縮符号化複雑度を算出する圧縮符号化複雑度算出ステップと、
前記演算処理部により、前記記憶部の平均圧縮符号化複雑度と圧縮符号化複雑度算出ステップで算出された前記評価圧縮符号化複雑度との差からなる差分圧縮符号化複雑度に基づいて、前記映像メディアの平均主観映像品質値を補正する映像品質補正ステップと
を備えることを特徴とする映像品質推定方法。
For video communication, which has an arithmetic processing unit and a storage unit, and transmits video media compression-encoded into a plurality of frames to an arbitrary terminal via a communication network, a viewer uses the video media reproduced on the terminal. A video quality estimation method used in a video quality estimation apparatus that calculates an estimated value of subjective video quality to be realized,
Storing an average compression encoding complexity indicating an average complexity related to the compression encoding process of the video media by the storage unit;
A compression encoding complexity calculating step for calculating an evaluation compression encoding complexity indicating complexity in a quality evaluation section related to the compression encoding processing of the video media based on the quality parameter by the arithmetic processing unit;
Based on the difference compression coding complexity comprising the difference between the average compression coding complexity of the storage unit and the evaluation compression coding complexity calculated in the compression coding complexity calculation step by the arithmetic processing unit, A video quality estimation method comprising: a video quality correction step of correcting an average subjective video quality value of the video media.
請求項5に記載の映像品質推定方法において、
前記品質パラメータ取得ステップは、前記パケットから任意のフレームに設けられた画素ブロックに対応する各変換係数の量子化値とこれら変換係数に対応する量子化ステップ幅とをそれぞれ取得するステップを有し、
前記圧縮符号化複雑度算出ステップは、任意のフレームに設けられた画素ブロックの変換係数ごとに、当該変換係数の量子化値と当該変換係数に対応する量子化ステップ幅との積を算出して平均することにより、当該画素ブロックの圧縮符号化複雑度を算出するステップと、この画素ブロックの圧縮符号化複雑度を前記映像メディアの所望区間における各フレームの各画素ブロックで平均することにより、所望区間における圧縮符号化複雑度を算出するステップとを有する
ことを特徴とする映像品質推定方法。
The video quality estimation method according to claim 5,
The quality parameter acquisition step includes a step of acquiring a quantization value of each transform coefficient corresponding to a pixel block provided in an arbitrary frame and a quantization step width corresponding to these transform coefficients from the packet,
The compression coding complexity calculation step calculates a product of a quantization value of the transform coefficient and a quantization step width corresponding to the transform coefficient for each transform coefficient of a pixel block provided in an arbitrary frame. Calculating a compression encoding complexity of the pixel block by averaging, and averaging the compression encoding complexity of the pixel block in each pixel block of each frame in a desired section of the video media And a step of calculating a compression encoding complexity in the section.
請求項5に記載の映像品質推定方法において、
前記記憶部により、映像メディアの平均的な圧縮符号化複雑度と映像メディアのうち品質評価区間における圧縮符号化複雑度との差を示す差分圧縮符号化複雑度と、この差分圧縮符号化複雑度に対応する補正率との対応関係を示す映像品質補正モデルとを記憶するステップをさらに備え、
前記圧縮符号化複雑度算出ステップは、前記映像メディアのうち品質推定期間における評価圧縮符号化複雑度を算出するステップを有し、
前記映像品質補正ステップは、前記映像品質補正モデルに基づいて前記記憶部の平均圧縮符号化複雑度と前記圧縮符号化複雑度算出ステップで算出された評価圧縮符号化複雑度との差からなる差分圧縮符号化複雑度に対応する補正率を算出するステップと、この補正率に基づいて前記映像品質推定ステップで推定された平均主観映像品質値を補正するステップとを有する
ことを特徴とする映像品質推定方法。
The video quality estimation method according to claim 5,
By the storage unit, a differential compression coding complexity indicating a difference between an average compression coding complexity of the video media and a compression coding complexity in the quality evaluation section of the video media, and the differential compression coding complexity A step of storing a video quality correction model indicating a correspondence relationship with a correction rate corresponding to
The compression encoding complexity calculation step includes a step of calculating an evaluation compression encoding complexity in a quality estimation period of the video media,
The video quality correction step includes a difference consisting of a difference between an average compression coding complexity of the storage unit and an evaluation compression coding complexity calculated in the compression coding complexity calculation step based on the video quality correction model. Video quality comprising: calculating a correction rate corresponding to the compression coding complexity; and correcting the average subjective video quality value estimated in the video quality estimation step based on the correction rate Estimation method.
請求項7に記載の映像品質推定方法において、
前記映像品質補正モデルは、前記差分圧縮符号化複雑度の増加に応じて補正率が単調増加し、かつ前記差分圧縮符号化複雑度が0のときに補正率が1となる関数式からなることを特徴とする映像品質推定方法。
The video quality estimation method according to claim 7,
The video quality correction model is composed of a functional expression in which the correction rate monotonously increases with an increase in the differential compression coding complexity and the correction rate is 1 when the differential compression coding complexity is 0. A method for estimating video quality.
演算処理部と記憶部とを有し、複数のフレームに圧縮符号化した映像メディアを任意の端末へ通信網を介して送信する映像通信について、前記端末で再生された当該映像メディアから視聴者が実感する主観映像品質の推定値を算出する映像品質推定装置のコンピュータに、
前記記憶部により、前記映像メディアの圧縮符号化処理に関する平均的な複雑性を示す平均圧縮符号化複雑度を記憶するステップと、
前記演算処理部により、前記品質パラメータに基づいて、前記映像メディアの圧縮符号化処理に関する品質評価区間における複雑性を示す評価圧縮符号化複雑度を算出する圧縮符号化複雑度算出ステップと、
前記演算処理部により、前記記憶部の平均圧縮符号化複雑度と前記評価圧縮符号化複雑度との差からなる差分圧縮符号化複雑度に基づいて、前記映像メディアの平均主観映像品質値を補正する映像品質補正ステップと
を実行させるプログラム。
For video communication, which has an arithmetic processing unit and a storage unit, and transmits video media compression-encoded into a plurality of frames to an arbitrary terminal via a communication network, a viewer uses the video media reproduced on the terminal. In the computer of the video quality estimation device that calculates the estimated subjective video quality,
Storing an average compression encoding complexity indicating an average complexity related to the compression encoding process of the video media by the storage unit;
A compression encoding complexity calculating step for calculating an evaluation compression encoding complexity indicating complexity in a quality evaluation section related to the compression encoding processing of the video media based on the quality parameter by the arithmetic processing unit;
The arithmetic processing unit corrects an average subjective video quality value of the video media based on a differential compression coding complexity that is a difference between an average compression coding complexity of the storage unit and the evaluation compression coding complexity. A program that executes the video quality correction step.
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