(57)【要約】既知のディスプレイタイプ及びサイズに基づいて様々なタイプ及び／又はサイズのディスプレイ装置上でのビデオ品質を測定する方法である。この方法は、第１のディスプレイ装置上で見られるビデオシーケンスの主観的品質スコアを得る段階と、そのビデオシーケンスの客観的品質スコアを得る段階と、第１のディスプレイ装置とはサイズ及びタイプにおいて少なくとも１つの差異を有する第２のディスプレイ装置の主観的品質スコアを得る段階と、第１のディスプレイ装置の主観的及び客観的スコアと、第２のディスプレイ装置の主観的スコアとの相関に基づいて、第２のディスプレイ装置の客観的品質スコアを推定する段階を有する。
2005530442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既知のディスプレイタイプ及びサイズに基づいて様々なタイプ及び／又はサイズのディスプレイ装置上でのビデオ品質を測定する方法であって、
（ａ）第１のディスプレイ装置上で見られるビデオシーケンスの主観的品質スコアを得る段階と、
（ｂ）段階（ａ）における前記ビデオシーケンスの客観的品質スコアを得る段階と、
（ｃ）前記第１のディスプレイ装置とサイズ及びタイプにおいて少なくとも１つの差異を有する第２のディスプレイ装置上での主観的品質スコアを得る段階と、
（ｄ）前記第１のディスプレイ装置の前記主観的品質スコア及び前記客観的品質スコアと、前記第２のディスプレイ装置の前記主観的品質スコアとの相関に基づいて、前記第２のディスプレイ装置についての客観的品質スコアを推定する段階と、
を有する方法。
【請求項２】
（ｅ）前記ビデオシーケンスを前記推定された客観的スコアに応じて表示するよう前記第２のディスプレイの前記推定された客観的スコアをビデオ処理ユニットに供給する段階を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１のディスプレイ装置は、陰極線管（ＣＲＴ）であり、前記第２のディスプレイ装置は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のうちの１つである請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１のディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であり、前記第２のディスプレイは、陰極線管（ＣＲＴ）である請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第１のディスプレイは、前記第２のディスプレイとは異なる対角線長を有する請求項１記載の方法。
【請求項６】
段階（ｄ）は、
（ｉ）各主観的スコア間の非線形回帰を行うことによって、前記第２のディスプレイの前記主観的スコアを前記第１のディスプレイの前記主観的スコアのまわりにワーピングする段階を有する請求項１記載の方法。
【請求項７】
段階（ｄ）は更に、
（ｉｉ）パラメトリック最尤推定問題を与えることによって前記第１のディスプレイ及び前記第２のディスプレイの前記主観的スコアとの相関を最大にするモデルとパラメータを推定する段階を有する請求項６記載の方法。
【請求項８】
段階（ａ）における前記主観的品質スコアは、複数の個々の測定基準を有する複合スコアを有する請求項１記載の方法。
【請求項９】
段階（ｂ）における前記客観的品質スコアは、複数の個々の測定基準を有する複合スコアを有する請求項１記載の方法。
【請求項１０】
段階（ｃ）における前記主観的品質スコアは、複数の個々の測定基準を有する複合スコアを有する請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記推定される客観的品質スコアは、複数の個々の測定基準を有する複合スコアである請求項１記載の方法。
【請求項１２】
既知のディスプレイタイプ及びサイズに基づいて様々なタイプ及び／又はサイズのディスプレイ装置でのビデオ品質を測定する機器であって、
（ａ）第１のディスプレイ装置上で見られるビデオシーケンスの主観的品質スコアを得る手段と、
（ｂ）（ａ）において主観的品質スコアを受けた前記ビデオシーケンスの客観的品質スコアを得る手段と、
（ｃ）前記第１のディスプレイ装置とサイズ及びタイプにおいて少なくとも１つの差異を有する第２のディスプレイ装置上での主観的品質スコアを得る手段と、
（ｄ）前記第１のディスプレイ装置の前記主観的品質スコア及び前記客観的品質スコアと、前記第２のディスプレイ装置の前記主観的品質スコアとの相関に基づいて、前記第２のディスプレイ装置についての客観的品質スコアを推定する手段と、
を有する機器。
【請求項１３】
（ｅ）前記ビデオシーケンスを前記推定された客観的スコアに応じて表示するよう前記第２のディスプレイの前記推定された客観的スコアをビデオ処理ユニットに供給する手段を更に有する請求項１２記載の機器。
【請求項１４】
前記第１のディスプレイ装置は、陰極線管（ＣＲＴ）であり、前記第２のディスプレイ装置は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のうちの１つである請求項１２記載の機器。
【請求項１５】
前記第１のディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であり、前記第２のディスプレイは、陰極線管（ＣＲＴ）である請求項１２記載の機器。
【請求項１６】
前記第１のディスプレイは、前記第２のディスプレイとは異なる対角線長を有する請求項１２記載の機器。
【請求項１７】
前記推定手段は、
（ｉ）各主観的スコア間の非線形回帰を行うことによって、前記第２のディスプレイの前記主観的スコアを前記第１のディスプレイの前記主観的スコアのまわりにワーピングする手段を有する請求項１２記載の機器。
【請求項１８】
前記推定手段は更に、
（ｉｉ）パラメトリック最尤推定問題を与えることによって前記第１のディスプレイ及び前記第２のディスプレイの前記主観的スコアとの相関を最大にするモデルとパラメータを推定する手段を有する請求項１７記載の機器。
【請求項１９】
前記第１のディスプレイについての前記主観的品質スコアは、複数の個々の測定基準を有する複合スコアを有する請求項１２記載の機器。
【請求項２０】
前記第１のディスプレイについての前記主観的品質スコアは、複数の個々の測定基準を有する複合スコアを有する請求項１２記載の機器。
【請求項２１】
前記第２のディスプレイについての前記主観的品質スコアは、複数の個々の測定基準を有する複合スコアを有する請求項１２記載の機器。
【請求項２２】
前記推定される客観的品質スコアは、複数の個々の測定基準を有する複合スコアである請求項１２記載の機器。
【請求項２３】
第１のディスプレイ及び異なるディスプレイのビデオ品質を測定するシステムであって、
前記第１のディスプレイの主観的及び客観的スコアを有する第１のディスプレイ情報モジュールと、
第２のディスプレイの主観的スコアを有する第２のディスプレイ情報モジュールと、
前記第１のディスプレイ及び前記第２のディスプレイから出力される前記主観的スコアを受信し、非線形回帰によって、前記第２のディスプレイの前記主観的スコアを、前記第１のディスプレイの前記主観的スコアのまわりにワーピングするワーピングモジュールと、
前記第２のディスプレイの客観的スコアを推定するためにパラメトリック最尤推定問題を構築するＭＬＥモジュールと、
を有するシステム。
【請求項２４】
少なくとも前記ＭＬＥモジュールと通信し、前記第２のディスプレイについての前記推定される客観的スコアを供給する前記第２のディスプレイの推定客観スコアモジュールを更に有する請求項２３記載のシステム。
【請求項２５】
前記第２のディスプレイは、前記第１のディスプレイとは異なるサイズ及びタイプのうち少なくとも有し、
前記ワーピングモジュール及び前記ＭＬＥは、前記第１のディスプレイの前記主観的スコア及び前記客観的スコアと、前記第２のディスプレイの前記主観的スコアとの相関に基づいて、前記推定される客観的品質スコアを供給する請求項２３記載のシステム。
【請求項２６】
前記第１のディスプレイの前記主観的スコア及び前記客観的スコアと、前記第２のディスプレイについての前記主観的品質スコアと前記推定される客観的品質スコアは、各複数の測定基準を有する複合スコアである請求項２５記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１のディスプレイは、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイであり、
前記第１のディスプレイ情報モジュールは、前記ＣＲＴについての主観的及び客観的情報を有し、
前記第２のディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であり、
前記第２のディスプレイ情報モジュールは、前記ＬＣＤについての主観的及び推定される客観的情報を有する請求項２３記載のシステム。
【請求項２８】
前記第１のディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であり、
前記第１のディスプレイ情報モジュールは、前記ＬＣＤについての主観的及び客観的情報を有し、
前記第２のディスプレイは、陰極線管（ＣＲＴ）であり、
前記第２のディスプレイ情報モジュールは、前記ＣＲＴについての主観的及び推定される客観的情報を有する請求項２３記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオ品質を評価及び実施するシステム及び方法に係る。特に、本発明は、任意のディスプレイ装置上のビデオ品質を評価する方法及び装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
ビデオ品質の測定は、しばしば、主観的及び客観的な基準の組合わせを必要とする。主観的なスコア付け法は、同じ人々が同じシーケンスを、異なる日又は異なる時間において、評価を行っても、大きく変動し易いので、客観的評価データと主観的評価データの組合わされた相関が、ビデオ品質に関してより正確な示唆を与えることが可能である。
【０００３】
客観的品質は、所与のビデオシーケンスに対して最適な客観的品質を与えるビデオシステム及び装置におけるモジュールによって測定可能である。ビデオ品質を評価するために用いることが可能であり、ビデオ品質が高められるフィードバックシステムの一部であっても一部でなくてもよい遺伝的アルゴリズムが、「A general  Scheme  for  Diffusing  Different  Implementations  of  a  Number  of  Video  Algorithms  in  an  Optimum  Way  for  Best  Objective  Video  Quality」（２００１年３月２７日出願）なる名称の米国特許出願番号０９／８１７，８９１及び「A  Scalable  Dynamic  Metric  For  Automatic  Evaluation  of  Video  Quality」（２０００年１２月１２日出願）なる名称の米国特許出願番号０９／７３４，８２３において、本願の発明者によって以前に提案されている。両方の出願の内容は共に、背景材料として参考として本願に組み込む。
【０００４】
ビデオ品質を測定する現在のアプローチは、固定のサイズを有する特定のディスプレイ装置及び／又は媒体（ＴＶ放送、インターネットビデオストリーミング等）に合わせられている。しかし、多くの人々は、大画面ＣＲＴ、投影画面、ＬＣＤ画面、プラズマ、携帯可能画面等の様々なサイズのディスプレイを所有し、様々な種類のディスプレイ上に映される同じビデオシーケンスは、他のディスプレイよりも一部のディスプレイでの方がより良好に映る場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、任意のディスプレイサイズを有する任意のディスプレイ媒体上のビデオ品質（向上／劣化）を判断する方法、装置、及びシステムに関連する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの面において、ＣＲＴベースの装置並びに考えられるディスプレイ装置上に表示されるビデオシーケンスのセットに対する観察者のパネルによる主観的評価に基づいて判断が行われる。本発明は、特定の１つ以上のビデオシーケンスについてのディスプレイサイズ内画質（inter-display-size  image  quality）を評価する。尚、サイズについて記載しているが、ディスプレイのタイプも用いられる要素であり得る（例えば、１７インチＣＲＴ対１７インチＬＣＤ）。
【０００７】
従って、第１の装置の主観的スコア及び客観的スコアと、第２の装置の主観的スコアを相関させることによって、第２の装置についての正確な客観的スコアを計算し、また、第２の装置の最大ビデオ品質を与えるよう用いることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１Ａは、本発明の方法の概要を与えるフローチャートである。
【０００９】
段階１１０において、第１のディスプレイ上で見られるビデオシーケンスの主観的品質スコアが得られる。この段階は、一般的に、特定のビデオシーケンスを観察者のパネルが見て、観察時に又は観察直後にビデオ品質をランク付けすることが関連する。段階１２０において、ビデオ測定基準のセットを用いて客観的品質スコアが得られる。２０００年１２月１２日に出願され、本願に背景材料として参考に組み込まれる「A  Scalable  Dynamic  Objective  Metric  for  Automatic  Video  Quality  Evaluation」なる名称の米国特許出願番号０９／７３４，８２３において本願の発明者によって説明されるように、ビデオシーケンスのセットの主観的スコアに最良に相関させるために、個々の測定を複合物に組合わせる方法が多くある。上述の特許出願における方法は、うまくいくことが証明され、或る／特定のサイズのディスプレイに対し、主観的評価と推定客観的評価との間の高い率の相関がもたらされた。
【００１０】
段階１３０において、観察者のパネルによる主観的スコア付けから、異なるサイズ（又は異なるタイプのディスプレイ）を有するビデオシーケンスの主観的品質スコア（好適には、同じビデオシーケンスに対する）が得られる。尚、この第２のディスプレイは、異なるサイズ及び／又は種類であり得ることを留意すべきである。
【００１１】
更に、ビデオシーケンスのセットは更に、ビデオ測定基準のセット（Ｆ１乃至ＦＮ、又は、それらの上位集合）を用いても測定することが可能である。
【００１２】
段階１４０において、第１のディスプレイ及び第２のディスプレイの両方についての主観的スコアと、第１のディスプレイについての客観的スコアとに基づいて、第２のディスプレイ装置についての客観的スコアが推定される。つまり、新しいモデルが、前に既知のモデルから推定され、それにより、第２のディスプレイについての客観的スコアが与えられる。
【００１３】
図１Ｂは、２つのビデオシーケンスについての一連の測定値、複合客観的スコア、及び、主観的スコアを有する表を示す。一般的に、一連の単純な測定（例えば、Ｆ１乃至ＦＮ）がある。複合スコアが後で得られる。
【００１４】
図２Ａは、一連のビデオシーケンスについてのビデオ測定基準と、第２のディスプレイについての主観的スコアを示す。図１Ｂにおける主観的スコアと図２Ａにおける主観的スコアの差は、２つのディスプレイタイプ間の画質の主観的差異を具現化する。
【００１５】
第２のディスプレイについての客観的スコアを推定する１つの方法は、新しいディスプレイの主観的スコアを、第１のディスプレイの主観的スコアのまわりに「ワーピングする（warping）」ことである。例えば、２つのデータセット（シーケンス１……シーケンスｍ対第２のディスプレイの主観的スコア）の間の非線形回帰である。
【００１６】
図２Ｂは、第１のディスプレイから第２のディスプレイへの主観的スコアのワーピングを示す。曲線２１０は、第１のディスプレイ装置対ビデオシーケンスの主観的スコアを表す。曲線２１５は、ビデオシーケンスに対する第２のディスプレイの主観的スコアを表す。曲線２２０は、２つのデータセット間の非線形回帰に基づいたワーピングされたスコアを表す。
【００１７】
第２のディスプレイについてのワーピングされた主観的スコアを得た後に、パラメトリック最尤問題を用いて、モデルと、図２Ａにおける主観的スコアとの相関を最大にするそのパラメータを推定し得る。Walid  Ali及びKees  van  Zonによる「Optimizing  a  Random  System  of  Cascaded  Video  Processing  Modules  by  Parallel  Evolution  Modeling」なる論文（２００１年１０月、ＩＣＩＰ２００１会議プロシーディングス）と、L.  L.  Scharfの著書「Statistical  Signal  Processing:  Detection,  Estimation,  and  Time  Series  Analysis」（１９９１年、Addison  Wesley  Longman出版、ＩＳＮＢ：０２０１１９０３８９）は、本願に、特に、パラメトリック最尤問題に関する背景材料として参考に組み込む。
【００１８】
次に、第２のディスプレイについて推定された客観的スコアを用いて、第２のディスプレイ上のビデオ品質を最大限にすることができる。
【００１９】
図３は、本発明に応じてビデオ品質を推定する機器を示す。第１のディスプレイについての主観的及び客観的スコアは、第１のディスプレイ情報モジュール３０５内に格納され得る。このモジュールは、例えば、第１のディスプレイ３０６について図１Ａ及び図２Ａに示すすべての主観的測定基準及び客観的測定基準を有し得る。第２のディスプレイについての主観的スコアは、第２のディスプレイ情報モジュール３１０内に格納される。これらの２つのモジュールにおけるデータから、第２のディスプレイ３３０についての客観的スコアが推定される。尚、第１のディスプレイについてのデータは、記憶領域（図示せず）内に前に既に記録されていてもよい。
【００２０】
ワーピングモジュール３１５を用いて、第２のディスプレイの主観的スコアを、図１Ｂに示す主観的スコアのまわりにワーピングさせる。このワーピングは、２つのデータセット（シーケンス対第１のディスプレイの主観的スコア）とシーケンス対第２のディスプレイの主観的スコアの間の非線形回帰によって行われる。
【００２１】
次に、一般的にプロセッサであるＭＬＥモジュール３２０によって、ＭＬＥ関数を行い、それにより、モデルと、図２Ａとの相関を最大限にするそのパラメータを推定するパラメトリック最尤推定問題を構築することが可能である。或いは、単一のプロセッサが、ＭＬＥ関数及びワープ関数の両方を行うことが可能である。第２のディスプレイについての推定客観的スコアは、次に、ディスプレイと通信するビデオプロセッサによって用いられ、それにより、第２のディスプレイにおけるそのビデオセグメントの最適品質を与えることが可能である。第２のディスプレイについての客観的スコアは、モジュール３２５又はメモリ領域３３０内に、又は、ディスプレイビデオユニットによって格納することが可能である。従って、第１のディスプレイと第２のディスプレイとの相関に依存して、第２のディスプレイの品質を最大限にする機器、システム、及び方法を用いることが可能となる。従って、両方のディスプレイについての主観的スコアと、既知の（第１の）ディスプレイについての客観的スコアを用いて、異なるサイズ及び／又は異なるタイプのディスプレイ上の最適な品質を得ることが可能である。
【００２２】
客観的スコアを計算することのできる１つの方法として、遺伝的アルゴリズムを使用する。遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）は、評価され且つ適合度値が割り当てられる潜在的な「候補」解の集団を維持する手順である。ＧＡは、複雑な問題を解決する周知の手順であり、Kronsjo及びShumshesuddinによる著書「Advances  in  Parallel  Algorithms」における章「Genetic  Algorithms  in  Optimization  and  Adaptation」（ｐ２２７―２７６、１９９０年）に記載される。
【００２３】
ビデオシステム設計の各世代について、各候補は、評価されて、結果として得られる画質がどれくらい良い（又は悪い）かを表す適合度値が割り当てられる。画質は、客観的測定基準によって測定され、この客観的測定基準は、画質を判断するための人間の視覚系を真似たサブシステムである。
【００２４】
画質は、一般的に、各候補の染色体に含まれる翻訳されたビットの関数である。遺伝的アルゴリズムは、候補の適合度値（例えば、このシステムの結果得られる画質はどれくらい良いか）に基づいて次の世代における再生のために、これらの候補のうち幾つかを選択する。選択された候補は、遺伝的組換え操作交叉及び突然変異を用いて組合わされる。停止判定は、特定数の世代に到達して許容可能な近似解を見つけたときに、又は、解が収束するときにトリガされる。
【００２５】
当業者によって、本発明の精神又は特許請求の範囲から逸脱しない様々な変更を行うことが可能である。例えば、遺伝的アルゴリズムの代わりに、シミュレーティッドアニーリング、又は、タブーサーチを行って、第１のディスプレイについての客観的測定基準を見つけることも可能である。ビデオシーケンス、及び／又は、最適化モジュールは、記載したものと異なることも可能であり、客観的画質測定基準は必要に応じて変化し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】本発明の方法の概要を示すフローチャートである。
【図１Ｂ】個々の測定基準と第１のディスプレイについての複合客観的及び主観的スコア付けを表す表である。
【図２Ａ】一連のビデオシーケンスについてのビデオ測定基準と第２のディスプレイについての主観的スコアを示す図である。
【図２Ｂ】第２のディスプレイの主観的スコアのワーピングを示す図である。
【図３】本発明の機器の１つの実施例を示すブロック図である。
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【図３】
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【国際調査報告】
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