18. Оценка качества видеоизображения: субъективное и объективное измерение качества.
Качество видео (Video quality) — это характеристика обработанного видео, как правило, по сравнению с оригиналом.
Субъективное измерение качества. Факторы восприятия: 1) пространственная точность (насколько четко видны разные части сцены, нет ли очевидных искажений). 2) Временная точность (насколько естественным выглядит движение сцены, является ли оно «плавным» и «гладким»). 3) внешнее окружение человека, его внутреннее состояние, степень вовлеченности во взаимодействие с визуальной сценой.
Несколько тестовых процедур субъективного оценивания качества объединено в рекомендацию ITU-R ВТ.500-11. Наиболее часто используемой процедурой из этого стандарта является метод непрерывной шкалы качества двойного раздражения, в котором эксперту демонстрируются пары изображений коротких видеопоследовательностей А и В, одна за другой, и ему предлагается дать фрагментам А и В «оценку качества», сделав отметку на полосе с пятью областями с надписями от «Отлично» до «Плохо». В типичной серии тестов эксперту показывают пары последовательностей и просят оценить каждую пару. В каждой паре последовательностей одна является нетронутой «эталонной» видеопоследовательностью, другая та же последовательность, но преобразованная тестируемой видеосистемой.
Подобные оценки качества требуют многократных повторений с участием большого числа неискушенных экспертов, что делает его достаточно долгим и дорогим.
Объективное измерение качества. Производится с помощью определенных алгоритмов. Наиболее популярной мерой служит пиковое соотношение сигнал/шум (PSNR), однако ограниченность этого метода привела к многочисленным попыткам разработать более изощренные меры, которые лучше походят на суждения «живых» зрителей.
PSNR
измеряется с помощью логарифмической
шкалы и вычисляется по среднеквадратичному
отклонению MSE исходного изображения
от преобразованного видеокадра
относительно числа
(квадрата
наибольшего возможного значения
пикселя, где n
число бит на сэмпл кадра):
Эту величину постоянно используют при сравнивании сжатых и несжатых видеопоследовательностей. Недостатки: Для вычисления величины PSNR необходимо иметь и исходную, и преобразованную последовательность, однако первая бывает не всегда доступна. Кроме того, не всегда легко проверить, что исходное видео само имело совершенное качество. Величина PSNR плохо коррелирует с субъективными мерами качества.
Другие объективные метрики качества
В настоящее время не имеется стандартизованной и калиброванной системы для объективного тестирования цифрового кодированного видео. Зная об этом, группа VQEG (Video Quality Experts Group) ITU-T поставила перед собой цель развить стандарт для объективной оценки качество видео. Первым шагом в этом процессе было тестирование и сравнение потенциальных моделей объективного оценивания. В марте 2000 года группа VQEG сделала сообщение о первом раунде проверок, при котором было изучено 10 конкурирующих систем при одинаковых условиях испытаний. К сожалению, ни одно из 10 предложений не было признанно подходящим для стандартизации, и VQEG выполняло второй раунд тестов в 2003 году. Несмотря на наметившиеся существенные прорывы в автоматическом оценивании, проблема приемлемого алгоритмического оценивания качества, вероятно, останется открытой еще достаточно долго.