(57)【要約】  ビデオ符号ストリームの品質を評価する方法が、本発明の実施形態において開示され、この方法は、ビデオ符号ストリームを取得するステップと、ビデオフレームの符号化情報を取得するステップと、ビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームの品質評価を行うステップと、単一フレームの品質評価結果に従ってシーケンスの品質評価を行うステップとを含む。ビデオ符号ストリームの品質を評価する装置およびシステムも、本発明の実施形態において提示され、この装置およびシステムは、チャネル内で伝送されるビデオデータパケットの品質を正確に予測することができ、ビデオフレームの単一フレームの品質評価結果を即時に取得することができる。
2011514059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオストリームの品質を評価する方法であって、
ビデオストリームを取得するステップと、
前記ビデオストリーム内のビデオフレームの符号化情報を取得するステップと、
前記ビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームの品質を評価するステップと、
前記単一フレームの品質評価結果に従ってシーケンスの品質を評価するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記ビデオフレームの符号化情報は、前記ビデオフレームの符号化の種類、符号化レート、パケット損失情報、および前記シーケンスのフレームレートパラメータを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記単一フレームの品質を評価するステップは、前記ビデオフレームの、Iフレーム、PフレームおよびBフレームを含む符号化の種類、前記符号化レート、前記パケット損失情報、および前記シーケンスのフレームレートパラメータを使用して単一フレームの品質を評価するステップを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記単一フレームの品質を評価するステップは、
現行フレームの符号化情報の種類を判定するステップと、
前記現行フレームの符号化情報が前記Iフレームの符号化情報であると判定された場合、前記現行フレームの単一フレームの品質を評価するステップと、
を含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記単一フレームの品質を評価するステップは、
前記現行フレームの符号化情報が前記PフレームまたはBフレームの符号化情報であると判定された場合、前記PフレームまたはBフレームの符号化情報をバッファリングするステップと、
前記PフレームまたはBフレームによって参照される基準フレームの単一フレームの品質を評価した後、前記PフレームまたはBフレームを評価して、前記PフレームまたはBフレームの単一フレームの品質評価結果をそれぞれ取得するステップと、
を含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記シーケンスの品質を評価するステップは、
時間区間内の単一フレームの品質評価結果の平均値を計算するステップと、
前記平均値と、前記時間区間内のビデオフレームの単一フレームの品質評価結果との差に二乗演算を実行することにより前記ビデオフレームの加重値を判定するステップと、
前記加重値および前記時間区間内のビデオフレームの単一フレームの品質評価結果に加重平均演算を実行して前記時間区間内のシーケンスの品質評価結果を取得するステップと、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記単一フレームの品質評価結果または前記シーケンスの品質評価結果を出力するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ビデオストリームの品質を評価する装置であって、
ビデオデータパケットからビデオストリームを取得し、前記ビデオストリーム内のビデオフレームの符号化情報を取得するように構成されたストリーム分析モジュールと、
前記ビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームの品質を評価するように構成された単一フレーム品質評価モジュールと、
前記単一フレームの品質評価結果に従ってシーケンスの品質を評価するように構成されたシーケンス品質評価モジュールと、
を備えた装置。
【請求項９】
前記ビデオフレームの符号化情報は、前記ビデオフレームの符号化の種類、符号化レート、パケット損失情報、および前記シーケンスのフレームレートパラメータを含む請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記単一フレーム品質評価モジュールは、前記ビデオフレームの、Iフレーム、PフレームおよびBフレームを含む符号化の種類、前記符号化レート、前記パケット損失情報、および前記シーケンスのフレームレートパラメータを使用して単一フレームの品質を評価するようにさらに構成された請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記単一フレーム品質評価モジュールは、現行フレームの符号化情報の種類を判定し、前記現行フレームの符号化情報が前記Iフレームの符号化情報であると判定された場合、前記現行フレームの単一フレームの品質を評価するようにさらに構成された請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記単一フレーム品質評価モジュールは、前記現行フレームの符号化情報が前記PフレームまたはBフレームの符号化情報であると判定し、前記PフレームまたはBフレームの符号化情報をバッファリングし、前記PフレームまたはBフレームによって参照される基準フレームの単一フレームの品質を評価した後、前記PフレームまたはBフレームを評価して、前記PフレームまたはBフレームの単一フレームの品質評価結果をそれぞれ取得するようにさらに構成された請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記シーケンス品質評価モジュールは、時間区間内の単一フレームの品質評価結果の平均値を計算し、前記平均値と、前記時間区間内のビデオフレームの単一フレームの品質評価結果との差に二乗演算を実行することにより前記ビデオフレームの加重値を判定し、前記加重値および前記時間区間内のビデオフレームの単一フレームの品質評価結果に加重平均演算を実行して前記時間区間内のシーケンスの品質評価結果を取得するようにさらに構成された請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
チャネル内で伝送されたビデオデータパケットを取得するように構成されたパケット取得モジュールと、
ビデオデータパケットの、有効なパケットおよび失われたパケットおよび失われたパケットのIDを含むパケット損失情報を分析するように構成されたパケット分析モジュールと、
をさらに備えた請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
前記ストリーム分析モジュールは、前記ビデオデータパケット、前記パケット損失情報およびビデオ圧縮規格に従ってビデオストリームを取得するようにさらに構成された請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
ビデオストリームの品質を評価するシステムであって、
ビデオデータパケットからビデオストリームを取得して前記ビデオストリーム内のビデオフレームの符号化情報を取得し、前記ビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームの品質を評価し、前記単一フレームの品質評価結果に従ってシーケンスの品質を評価するように構成された、品質を評価する装置と、
前記品質を評価する装置の単一フレームの品質評価結果またはシーケンスの品質評価結果を送信するように構成された送信装置と、
を備えたシステム。
【請求項１７】
前記ビデオフレームの符号化情報は、前記ビデオフレームの符号化の種類、符号化レート、パケット損失情報、および前記シーケンスのフレームレートパラメータを含む請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記品質を評価する装置は、前記ビデオフレームの、Iフレーム、PフレームおよびBフレームを含む符号化の種類、前記符号化レート、前記パケット損失情報、および前記シーケンスのフレームレートパラメータを使用して単一フレームの品質を評価するようにさらに構成された請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記品質を評価する装置は、現行フレームの符号化情報の種類を判定し、前記現行フレームの符号化情報が前記Iフレームの符号化情報であると判定された場合、前記現行フレームの単一フレームの品質を評価するようにさらに構成された請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記品質を評価する装置は、前記現行フレームの符号化情報が前記PフレームまたはBフレームの符号化情報であると判定し、前記PフレームまたはBフレームの符号化情報をバッファリングし、前記PフレームまたはBフレームによって参照される基準フレームの単一フレームの品質を評価した後、前記PフレームまたはBフレームを評価して、前記PフレームまたはBフレームの単一フレームの品質評価結果をそれぞれ取得するようにさらに構成された請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記送信装置によって送信された単一フレームの品質評価結果またはシーケンスの品質評価結果を表示するように構成された表示装置と、
前記送信装置によって送信された単一フレームの品質評価結果またはシーケンスの品質評価結果を記憶するように構成された記憶装置と、
を備えた請求項２０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信技術、詳細には、ビデオストリームの品質を評価する方法、装置およびシステムに関する。
【０００２】
本願は、発明の名称を“Method, Apparatus and System for Evaluating Quality of Video Streams”とし、2008年7月10日に中国特許庁に出願した中国特許出願第200810068503.7号の優先権を主張するものであり、該出願の全体を参照により本明細書に援用する。
【背景技術】
【０００３】
ネットワーク技術の恒常的な開発によって、ネットワークビデオに基づいて開発されるビデオオンデマンド(VOD)、IPTVおよびビデオフォンサービスがブロードバンドネットワーク上の主要なサービスになった。したがって、ネットワークビデオのサービスの品質(QoS)は、そのようなサービスの開発に直接に影響を与える可能性がある。
【０００４】
ネットワークビデオのQoSを保証するには、上記のサービスの通常の動作を保証するために関連の調整および保守対策を即時に実施できるようにネットワークビデオに関して品質評価および監視を実行することが必要である。
【０００５】
従来技術では、ニューラルネットワークを使用して、ビデオレート、ビデオフレームレート、パケット損失率、およびイントラフレーム符号化マクロブロックの数などのパラメータに従ってネットワークビデオの品質を評価している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明を実現する間に、発明者は、従来技術に少なくとも次の弱点を見つけた。すなわち、従来技術では、ビデオ品質へのビデオレートおよびパケット損失率の影響が統計の観点から分析される。しかし、統計手法は不正確なビデオレートおよびパケット損失率を算出することがあり、そのため、ビデオ品質が正確に評価できない。したがって、全体のシーケンス評定は得られるが、ビデオフレームの即時の品質は提供されない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態は、ネットワークビデオの品質を正確に評価し、ビデオ品質を即時に取得するための方法、装置およびシステムを提供する。
【０００８】
本発明の一実施形態で提供されるビデオストリームの品質を評価する方法は、
ビデオストリームを取得するステップと、
ビデオストリーム内のビデオフレームの符号化情報を取得するステップと、
ビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームの品質を評価するステップと、
単一フレームの品質評価結果に従ってシーケンスの品質を評価するステップと、
を含む。
【０００９】
本発明の一実施形態で提供されるビデオストリームの品質を評価する装置は、
ビデオデータパケットからビデオストリームを取得し、そのビデオストリーム内のビデオフレームの符号化情報を取得するように構成されたストリーム分析モジュールと、
ビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームの品質を評価するように構成された単一フレーム品質評価モジュールと、
単一フレームの品質評価結果に従ってシーケンスの品質を評価するように構成されたシーケンス品質評価モジュールと、
を備える。
【００１０】
本発明の一実施形態で提供されるビデオストリームの品質を評価するシステムは、
ビデオデータパケットからビデオストリームを取得してビデオストリーム内のビデオフレームの符号化情報を取得し、そのビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームの品質を評価し、その単一フレームの品質評価結果に従ってシーケンスの品質を評価するように構成された、品質を評価する装置と、
品質を評価する装置の単一フレームの品質評価結果またはシーケンス評価結果を送信するように構成された送信装置と、
を備える。
【００１１】
品質評価のための上記の方法、装置およびシステムによって、ビデオフレームの符号化情報が取得され、そのビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームおよびシーケンスの品質が評価および出力され、時間区間内のフレームのシーケンスの品質が評価および出力される。したがって、チャネル内で伝送されるビデオデータパケットの品質が正確に予測でき、ビデオフレームの単一フレームの品質評価結果が即時に取得できる。
【００１２】
本発明または従来技術での技術的解決策をより明確にするために、本発明の実施形態を示す、または従来技術を示す添付の図面を以下で概説する。明らかに、添付の図面は例示にすぎず、当業者は、そのような添付の図面から、創造的な労力を使わずに他の図面を導き出すことができよう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における、ビデオストリームの品質を評価するシステムの適用環境を示した概略図である。
【図２】本発明の実施形態における、ビデオストリームの品質を評価するシステムの構成を示した図である。
【図３】本発明の実施形態における、ビデオストリームの品質を評価する装置の構成を示した図である。
【図４】本発明の実施形態における、ビデオストリームの品質を評価する方法の全体のフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態における、ビデオストリームの品質を評価する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の技術的解決策を詳細に説明する。実施形態は例示であって、本発明がそのような実施形態に限定されないことは明らかである。当業者が本発明の実施形態から導き出される他の実施形態も、本発明の保護の範囲内に含まれる。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態における、ビデオストリームの品質を評価するシステムの適用環境を示した概略図である。この実施形態では、元のビデオパケットがエンコーダ1によってエンコードされた後、エンコードされたビデオパケットがルータ2を経てデコーダ3に伝送され、デコードされた後、再生される。図１に示されたポイントA、BおよびCは、伝送パス上の3つの異なる分岐点である。システムは、エンコードされたビデオストリームを取得して、取得されたビデオストリームのビデオ品質を評価するためにこれら３つのポイントの任意の１つで使用できる。
【００１６】
図２は、本発明の実施形態における、ビデオストリームの品質を評価するシステム10の構成を示している。この実施形態では、品質を評価するシステム10は、品質を評価する装置20、送信装置30、表示装置40、および記憶装置50を備える。品質を評価する装置20は、取得されたビデオデータパケットの単一フレームの品質およびシーケンスの品質を評価するように構成される。送信装置30は、品質を評価する装置20の単一フレームの品質評価結果またはシーケンスの品質評価結果を表示装置40または記憶装置50に送信するように構成される。表示装置40は、評価されたビデオ品質が表示される必要がある場合、送信装置30によって送信された単一フレームの品質評価結果またはシーケンスの品質評価結果を表示するように構成される。記憶装置50は、評価されたビデオ品質が表示される必要がない場合、送信装置30によって送信された単一フレームの品質評価結果またはシーケンスの品質評価結果を記憶するように構成される。
【００１７】
図３は、本発明の実施形態における、ビデオストリームの品質を評価する装置20の構成を示している。この実施形態では、品質を評価する装置20は、パケット取得モジュール200、パケット分析モジュール210、ストリーム分析モジュール220、単一フレーム品質評価モジュール230、およびシーケンス品質評価モジュール240を備える。
【００１８】
パケット取得モジュール200は、チャネル内で伝送されたビデオデータパケットを取得するように構成される。この実施形態では、ビデオデータパケットは、指定されたビデオサービスパケットでよい。すなわち、ビデオデータパケットはVODサービスパケット、IPTVサービスパケットおよびビデオフォンサービスパケットでよい。他の実施形態では、ビデオデータパケットは、ネットワークビデオサービスで使用できる。
【００１９】
パケット分析モジュール210は、パケット取得モジュール200によって取得されたビデオデータパケットを分析するように構成される。この実施形態では、パケット分析モジュール210は、ビデオデータパケットの、有効なパケットおよび失われたパケットおよび失われたパケットのIDを含むパケット損失情報を分析する。この実施形態では、パケット分析モジュール210は、従来技術を使用することによって、ビデオデータパケットのパケット損失情報において有効なパケットを取得し、失われたパケットを識別することができる。例えば、パケット分析モジュール210は、ネットワークパケット損失、ジッタパケット損失およびバッファオーバフローによるパケット損失を分析することにより、ビデオデータパケットのパケット損失情報を取得する。
【００２０】
ストリーム分析モジュール220は、パケット分析モジュール210から送信されたビデオデータパケットおよびパケット損失情報を受信し、ビデオデータパケットからビデオストリームを取得し、ビデオストリームを分析してビデオデータパケット内のビデオフレームの符号化情報を取得するように構成される。この実施形態では、ストリーム分析モジュール220は、ビデオデータパケット、パケット損失情報およびビデオ圧縮規格に従ってビデオデータパケットからビデオストリームを取得するが、ここで、ビデオ圧縮規格は従来技術における規格、例えば、H.264およびMPEG-4などである。ビデオストリームは、ビデオデータパケット、パケット損失情報およびビデオ圧縮規格に従って従来技術を使用することにより、ビデオデータパケットから取得できる。
【００２１】
この実施形態では、ストリーム分析モジュール220は、ビデオストリーム内のビデオフレームをGOP(group of picture)の形で分析するようにさらに構成される。この実施形態では、ビデオフレームの符号化情報は、ビデオフレームの符号化の種類、符号化レート、およびシーケンスのフレームレートパラメータを含む。ビデオフレームの符号化の種類には、Iフレーム、PフレームおよびBフレームがある。Iフレームは、イントラ符号化フレーム、Pフレームは順方向予測フレーム、Bフレームは双方向補間フレームである。Iフレームは完全なピクチャであり、PフレームおよびBフレームは、IフレームまたはPフレームとの相対的な変化を記録する。すなわち、各Iフレームは、PフレームおよびBフレームの基準フレームである。この実施形態では、Iフレーム、PフレームおよびBフレームは、既存のビデオ規格のみで定義されたものとは一致しない。そうではなくて、Iフレームは、イントラフレーム符号化モードを使用する全フレーム、PフレームおよびBフレームは、インターフレーム符号化モードを使用する全フレームが可能である。
【００２２】
ストリーム分析モジュール220は、ストリーム内のビデオフレームの符号化情報を単一フレーム品質評価モジュール230にフレームの形で送信するようにさらに構成されるが、ここで、ビデオフレームの符号化情報はランダムに、または順序通りに、単一フレーム品質評価モジュール230に送信できるものとする。
【００２３】
単一フレーム品質評価モジュール230は、ストリーム分析モジュール220からビデオフレームの符号化情報を受信し、そのビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームの品質を評価するように構成される。この実施形態では、単一フレーム品質評価モジュール230は、現行フレームの受信された符号化情報の種類を判定し、現行フレームの受信された符号化情報がIフレームの符号化情報であると判定した場合、Iフレームの符号化情報を評価してIフレームの単一フレームの品質評価結果を取得し、フレームの受信された符号化情報がPフレームまたはBフレームの符号化情報であると判定した場合、PフレームまたはBフレームの符号化情報をバッファリングし、PフレームまたはBフレームの基準フレームの符号化情報を受信して分析した後、その基準フレームを基準として使用するPフレームおよびBフレームの符号化情報を分析するようにさらに構成される。この実施形態では、基準フレームには、Iフレーム、PフレームおよびBフレームがある。Pフレームは、Iフレームまたは別のPフレームの基準フレームであり得て、Bフレームは、Iフレーム、Pフレームまた別のBフレームの基準フレームであり得る。
【００２４】
この実施形態では、単一フレーム品質評価モジュール230は、ビデオフレームの符号化の種類および符号化レートならびにシーケンスのフレームレートパラメータを評価することにより、ビデオフレームの単一フレームの品質評価結果を取得する。単一フレーム品質評価モジュール230は、数式Q=(C1×R+C2)×L×C3×f(Qr)に従って単一フレームの品質を評価することができるが、ここで、Qは、現行フレームの単一フレームの品質評価結果を表し、Rは、現行フレームの符号化レートを表し、現行フレームがIフレームの場合、C1およびC2は、Iフレームに対応する定数を表し、現行フレームがPフレームの場合、C1およびC2は、Pフレームに対応する定数を表し、現行フレームがBフレームの場合、C1およびC2は、Bフレームに対応する定数を表し、Lは、シーケンスのフレームレートパラメータを表し、C3は、シーケンスのフレームレートパラメータの正規化されたパラメータを表し、かつ定数であり、Qrは、現行フレームに対応する基準フレームの単一フレームの品質評価結果を表し、f(Qr)は、Qrの関数を表すものとする。現行フレームがIフレームの場合、f(Qr)は1に等しく、現行フレームがIフレームではなく、Qrがしきい値(T)より小さいか、等しい場合、f(Qr)は、数式f(Qr)=C4×(T-Qr)/Tによって計算されるが、ここで、C4は定数であるものとする。QrがTより大きい場合、f(Qr)は1に等しい。他の実施形態では、単一フレームの品質は、基準符号化の種類、符号化レート、およびシーケンスのフレームレートパラメータを含む数式を使用することによっても、または上記の数式から変換された数式を使用することによっても評価できる。
【００２５】
単一フレーム品質評価モジュール230は、ビデオフレームの単一フレームの品質評価結果をシーケンス品質評価モジュール240および送信装置30に送信し、ビデオフレームの単一フレームの品質評価結果を表示または記憶するために単一フレームの品質評価結果を送信装置30を経て表示装置40または記憶装置50に送信するようにさらに構成される。
【００２６】
シーケンス品質評価モジュール240は、単一フレーム品質評価モジュール230から送信されたビデオフレームの単一フレームの品質評価結果に従ってシーケンスの品質を評価するように構成される。この実施形態では、シーケンス品質評価モジュール240は、時間区間内の単一フレームの品質評価結果の平均値を計算し、その平均値と、同じ時間区間内のビデオフレームの単一フレームの品質評価結果との差に二乗演算を実行することによりビデオフレームの加重値を判定し、その加重値および時間区間内のビデオフレームの単一フレームの評価結果に加重平均演算を実行して時間区間内のシーケンスの品質評価結果を取得する。上記のプロセスは、次の数式で表すことができる。
【００２７】
【数１】
2011514059.tif 000003
【００２８】
上記の数式において、Qsは、時間区間内のフレームシーケンスの品質評価結果を表し、Qi,nは、i番目のフレームの単一フレームの品質評価結果を表し、
【００２９】
【数２】
2011514059.tif 000004
【００３０】
は、時間区間内の単一フレームの品質評価結果の平均値を表し、nは、時間区間内のビデオフレームの数を表す。他の実施形態では、シーケンス品質評価モジュール240は、従来技術を使用することによってもシーケンスの品質評価結果を取得することができる。
【００３１】
シーケンス品質評価モジュール240は、時間区間内のフレームシーケンスの品質評価結果を送信装置30に送信し、時間区間内のビデオフレームのシーケンスの品質評価結果を表示または記憶するためにシーケンスの品質評価結果を送信装置30を経て表示装置40または記憶装置50に送信するようにさらに構成される。
【００３２】
品質を評価するための上記のシステムおよび装置によって、ビデオフレームの符号化情報が取得され、そのビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームのおよびシーケンスの品質が評価および出力され、時間区間内のフレームのシーケンスの品質が評価および出力される。したがって、チャネル内で伝送されるビデオデータパケットの品質が正確に予測でき、ビデオフレームの単一フレームの品質評価結果および時間区間内のビデオフレームのシーケンスの品質評価結果が即時に取得できる。
【００３３】
図４は、本発明の実施形態における、ビデオストリームの品質を評価する方法の全体のフローチャートである。この実施形態では、デコードされたピクチャ要素を使用せずにビデオストリームの品質を評価するための品質評価方法が使用される。この品質評価方法は、次のステップを含む。すなわち、
【００３４】
S300。伝送チャネルからビデオデータパケットを取得し、取得されたビデオデータパケットの損失情報を分析する。
【００３５】
S302。ビデオデータパケットからビデオストリームを取得し、そのビデオストリームを分析してビデオストリーム内のビデオフレームの符号化情報を取得する。
【００３６】
S304。ビデオストリーム内のビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームの品質を評価する。
【００３７】
S306。ビデオフレームの単一フレームの品質評価結果に従ってシーケンスの品質を評価する。
【００３８】
S308。表示または記憶するために品質評価結果を送信する。この実施形態では、単一フレームの品質評価結果またはシーケンスの品質評価結果が表示または記憶のために送信される。
【００３９】
図５は、本発明の実施形態における、図４で示されたビデオストリームの品質を評価する方法のフローチャートである。
【００４０】
S400。伝送チャネルからビデオデータパケットを取得する。この実施形態では、ビデオデータパケットは、指定されたビデオサービスパケットでよい。すなわち、ビデオデータパケットはVODサービスパケット、IPTVサービスパケットおよびビデオフォンサービスパケットでよい。他の実施形態では、ビデオデータパケットは、ネットワークビデオサービスで使用できる。
【００４１】
S402。取得されたビデオデータパケットを分析してビデオデータパケットのパケット損失情報を取得する。この実施形態では、パケット損失情報は、有効なパケット、失われたパケット、および失われたパケットのIDを含む。
【００４２】
S404。ビデオデータパケット、パケット損失情報およびビデオ圧縮規格に従ってビデオデータパケットからビデオストリームを取得する。
【００４３】
S406。ビデオストリームを分析してビデオストリーム内のビデオフレームの符号化情報を取得する。この実施形態では、ビデオフレームの符号化情報は、ビデオフレームの符号化の種類、符号化レート、およびシーケンスのフレームレートパラメータを含む。ビデオフレームの符号化の種類には、Iフレーム、PフレームおよびBフレームがある。Iフレームは、イントラ符号化フレーム、Pフレームは順方向予測フレーム、Bフレームは双方向補間フレームである。Iフレームは完全なピクチャであり、PフレームおよびBフレームは、Iフレームとの相対的な変化を記録する。すなわち、各Iフレームは、一般的にPフレームおよびBフレームの基準フレームである。この実施形態では、Iフレーム、PフレームおよびBフレームは、既存のビデオ規格のみで定義されたものとは一致しない。そうではなくて、Iフレームは、イントラフレーム符号化モードを使用する全フレーム、PフレームおよびBフレームは、インターフレーム符号化モードを使用する全フレームが可能である。
【００４４】
S408。現行フレームの符号化情報の種類を判定する。この実施形態では、現行フレームの符号化情報がIフレームの符号化情報であると判定された場合、プロセスはS410に進む。現行フレームの符号化情報がPフレームまたはBフレームの符号化情報であると判定された場合、プロセスはS414に進む。
【００４５】
S410。Iフレームの符号化情報を評価してIフレームの単一フレームの品質評価結果を取得し、プロセスはS412に進む。この実施形態では、単一フレームの品質は、ビデオフレームの符号化の種類および符号化レートならびにシーケンスのフレームレートパラメータに従って評価される。単一フレームの品質評価は、数式Q=(C1×R+C2)×L×C3に従って行うことができるが、ここで、Qは、現行フレームの単一フレームの品質評価結果を表し、Rは、現行フレームの符号化レートを表し、現行フレームがIフレームの場合、C1およびC2は、Iフレームに対応する定数を表し、Lは、シーケンスのフレームレートパラメータを表し、C3は、シーケンスのフレームレートパラメータの正規化されたパラメータを表し、かつ定数であるものとする。他の実施形態では、単一フレームの品質は、基準符号の種類、符号化レート、およびシーケンスのフレームレートパラメータを含む数式を使用することによっても、または上記の数式から変換された数式を使用することによっても評価できる。
【００４６】
S414。PフレームまたはBフレームの符号化情報をバッファリングし、S412に進む。
【００４７】
S412。基準フレームを基準として使用するPフレームおよびBフレームの符号化情報を評価してPフレームおよびBフレームの単一フレームの品質評価結果を取得する。この実施形態では、基準フレームには、Iフレーム、PフレームおよびBフレームがある。Pフレームは、Iフレームまたは別のPフレームの基準フレームであり得て、Bフレームは、Iフレーム、Pフレームまた別のBフレームの基準フレームであり得る。この実施形態では、Iフレームの単一フレームの品質が評価された後、以下の動作が順に実行される。すなわち、Iフレームを基準として使用する現行PフレームおよびBフレームの符号化情報を評価して現行PフレームおよびBフレームの単一フレームの品質評価結果を取得し、現行Pフレームを基準として使用する別のPフレームおよび別のBフレームの符号化情報を評価して別のPフレームおよび別のBフレームの単一フレームの品質評価結果を取得し、現行Bフレーム以外のBフレーム、および現行Bフレームまたは前述の別のBフレームを基準として使用する、前述のBフレーム以外のBフレームの符号化情報を評価して、そのBフレームの単一フレームの品質評価結果を取得する。
【００４８】
この実施形態では、単一フレームの品質は数式Q=(C1×R+C2)×L×C3×f(Qr)を使って評価されるが、ここで、Qは、現行フレームの品質評価結果を表し、Rは、現行フレームの符号化レートを表し、現行フレームがPフレームの場合、C1およびC2は、Pフレームに対応する定数を表し、現行フレームがBフレームの場合、C1およびC2は、Bフレームに対応する定数を表し、Lは、シーケンスのフレームレートパラメータを表し、C3は、シーケンスのフレームレートパラメータの正規化されたパラメータを表し、かつ定数であり、Qrは、現行フレームに対応する基準フレームの単一フレームの品質評価結果を表し、f(Qr)は、Qrの関数を表すものとする。Qrが、事前設定されたしきい値(T)より小さいか、等しい場合、f(Qr)は、数式f(Qr)=C4×(T-Qr)/Tによって計算されるが、ここで、C4は定数であるものとする。QrがTより大きい場合、f(Qr)は1に等しい。
【００４９】
この実施形態では、S412が実行された後、プロセスはS416およびS418に同時に進む。
【００５０】
S416。Iフレーム、PフレームおよびBフレームの単一フレームの評価結果に従ってシーケンスの品質を評価する。この実施形態では、フレームのシーケンスの品質は、時間区間内の受信されたビデオフレームの単一フレームの品質評価結果に従って、次の数式を使用することにより評価される。
【００５１】
【数３】
2011514059.tif 000005
【００５２】
上記の数式において、Qsは、時間区間内のフレームシーケンスの品質評価結果を表し、Qi,nは、i番目のフレームの単一フレームの品質評価結果を表し、
【００５３】
【数４】
2011514059.tif 000006
【００５４】
は、時間区間内の単一フレームの品質評価結果の平均値を表し、nは、時間区間内のフレームの数を表す。S416が実行された後、プロセスはS418に進む。
【００５５】
S418。品質評価結果を表示および記憶するために送信する。この実施形態では、単一フレームの品質評価結果またはシーケンスの品質評価結果が表示される必要がある場合、単一フレームの品質評価結果またはシーケンスの品質評価結果は送信装置を経て表示装置に送信される必要があり、表示装置は、単一フレームの品質評価結果または時間区間内のビデオフレームのシーケンスの品質評価結果を表示する。単一フレームの品質評価結果またはシーケンスの品質評価結果が表示される必要がない場合、単一フレームの品質評価結果またはシーケンスの品質評価結果は送信装置を経て記憶装置に送信され、記憶装置は、単一フレームの品質評価結果または時間区間内のビデオフレームのシーケンスの品質評価結果を記憶する。
【００５６】
本発明の実施形態で提供される品質評価方法に従えば、デコードされたピクチャ要素を使用せずにビデオフレームの符号化情報が取得され、そのビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームおよびシーケンスの品質が評価および出力され、時間区間内のフレームのシーケンスの品質が評価および出力される。したがって、チャネル内で伝送されるビデオデータパケットの品質が正確に予測でき、ビデオフレームの単一フレームの品質評価結果および時間区間内のビデオフレームのシーケンスの品質評価結果が即時に取得できる。
【００５７】
当業者には、前述の実施形態におけるステップの全部または一部は、プログラムによって指示されるハードウェアによって実施できることが理解できよう。そのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶できる。プログラムが実行されると、前述の実施形態における方法のプロセスが関わってくる。記憶媒体は、磁気ディスク、コンパクトディスク、読み取り専用メモリ(ROM)、またはランダムアクセスメモリ(RAM)であってよい。
【００５８】
本発明はいくつかの例示的な実施形態によって説明されているが、本発明は、そのような実施形態に限定されるものではない。当業者が本発明の範囲から逸脱することなく本発明に様々な修正および変更を加えられることは明らかである。
【符号の説明】
【００５９】
1  エンコーダ
2  ルータ
3  デコーダ
10  システム
20  装置
30  送信装置
40  表示装置
50  記憶装置
200  パケット取得モジュール
210  パケット分析モジュール
220  ストリーム分析モジュール
230  単一フレーム品質評価モジュール
240  シーケンス品質評価モジュール
【図１】
2011514059.tif 000007
【図２】
2011514059.tif 000008
【図３】
2011514059.tif 000009
【図４】
2011514059.tif 000010
【図５】
2011514059.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成22年8月25日(2010.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオストリームの品質を評価する方法であって、
ビデオストリームを取得するステップと、
前記ビデオストリーム内のビデオフレームの符号化情報を取得するステップと、
前記ビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームの品質を評価するステップと、
前記単一フレームの品質評価結果に従ってシーケンスの品質を評価するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記ビデオフレームの符号化情報は、前記ビデオフレームの符号化の種類、符号化レート、パケット損失情報、および前記シーケンスのフレームレートパラメータを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記単一フレームの品質を評価するステップは、前記ビデオフレームの、Iフレーム、PフレームおよびBフレームを含む符号化の種類、前記符号化レート、前記パケット損失情報、および前記シーケンスのフレームレートパラメータを使用して単一フレームの品質を評価するステップを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記単一フレームの品質を評価するステップは、
現行フレームの符号化情報の種類を判定するステップと、
前記現行フレームの符号化情報が前記Iフレームの符号化情報であると判定された場合、前記現行フレームの単一フレームの品質を評価するステップと、
を含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記単一フレームの品質を評価するステップは、
前記現行フレームの符号化情報が前記PフレームまたはBフレームの符号化情報であると判定された場合、前記PフレームまたはBフレームの符号化情報をバッファリングするステップと、
前記PフレームまたはBフレームによって参照される基準フレームの単一フレームの品質を評価した後、前記PフレームまたはBフレームを評価して、前記PフレームまたはBフレームの単一フレームの品質評価結果をそれぞれ取得するステップと、
を含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記シーケンスの品質を評価するステップは、
時間区間内の単一フレームの品質評価結果の平均値を計算するステップと、
前記平均値と、前記時間区間内のビデオフレームの単一フレームの品質評価結果との差に二乗演算を実行することにより前記ビデオフレームの加重値を判定するステップと、
前記加重値および前記時間区間内のビデオフレームの単一フレームの品質評価結果に加重平均演算を実行して前記時間区間内のシーケンスの品質評価結果を取得するステップと、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記単一フレームの品質評価結果または前記シーケンスの品質評価結果を出力するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ビデオストリームの品質を評価する装置であって、
ビデオデータパケットからビデオストリームを取得し、前記ビデオストリーム内のビデオフレームの符号化情報を取得するように構成されたストリーム分析モジュールと、
前記ビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームの品質を評価するように構成された単一フレーム品質評価モジュールと、
前記単一フレームの品質評価結果に従ってシーケンスの品質を評価するように構成されたシーケンス品質評価モジュールと、
を備えた装置。
【請求項９】
前記ビデオフレームの符号化情報は、前記ビデオフレームの符号化の種類、符号化レート、パケット損失情報、および前記シーケンスのフレームレートパラメータを含む請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記単一フレーム品質評価モジュールは、前記ビデオフレームの、Iフレーム、PフレームおよびBフレームを含む符号化の種類、前記符号化レート、前記パケット損失情報、および前記シーケンスのフレームレートパラメータを使用して単一フレームの品質を評価するようにさらに構成された請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記単一フレーム品質評価モジュールは、現行フレームの符号化情報の種類を判定し、前記現行フレームの符号化情報が前記Iフレームの符号化情報であると判定された場合、前記現行フレームの単一フレームの品質を評価するようにさらに構成された請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記単一フレーム品質評価モジュールは、前記現行フレームの符号化情報が前記PフレームまたはBフレームの符号化情報であると判定し、前記PフレームまたはBフレームの符号化情報をバッファリングし、前記PフレームまたはBフレームによって参照される基準フレームの単一フレームの品質を評価した後、前記PフレームまたはBフレームを評価して、前記PフレームまたはBフレームの単一フレームの品質評価結果をそれぞれ取得するようにさらに構成された請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記シーケンス品質評価モジュールは、時間区間内の単一フレームの品質評価結果の平均値を計算し、前記平均値と、前記時間区間内のビデオフレームの単一フレームの品質評価結果との差に二乗演算を実行することにより前記ビデオフレームの加重値を判定し、前記加重値および前記時間区間内のビデオフレームの単一フレームの品質評価結果に加重平均演算を実行して前記時間区間内のシーケンスの品質評価結果を取得するようにさらに構成された請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
チャネル内で伝送されたビデオデータパケットを取得するように構成されたパケット取得モジュールと、
ビデオデータパケットの、有効なパケットおよび失われたパケットおよび失われたパケットのIDを含むパケット損失情報を分析するように構成されたパケット分析モジュールと、
をさらに備えた請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
前記ストリーム分析モジュールは、前記ビデオデータパケット、前記パケット損失情報およびビデオ圧縮規格に従ってビデオストリームを取得するようにさらに構成された請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
ビデオストリームの品質を評価するシステムであって、
ビデオデータパケットからビデオストリームを取得して前記ビデオストリーム内のビデオフレームの符号化情報を取得し、前記ビデオフレームの符号化情報に従って単一フレームの品質を評価し、前記単一フレームの品質評価結果に従ってシーケンスの品質を評価するように構成された、品質を評価する装置と、
前記品質を評価する装置の単一フレームの品質評価結果またはシーケンスの品質評価結果を送信するように構成された送信装置と、
を備えたシステム。
【請求項１７】
前記ビデオフレームの符号化情報は、前記ビデオフレームの符号化の種類、符号化レート、パケット損失情報、および前記シーケンスのフレームレートパラメータを含む請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記品質を評価する装置は、前記ビデオフレームの、Iフレーム、PフレームおよびBフレームを含む符号化の種類、前記符号化レート、前記パケット損失情報、および前記シーケンスのフレームレートパラメータを使用して単一フレームの品質を評価するようにさらに構成された請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記品質を評価する装置は、現行フレームの符号化情報の種類を判定し、前記現行フレームの符号化情報が前記Iフレームの符号化情報であると判定された場合、前記現行フレームの単一フレームの品質を評価するようにさらに構成された請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記品質を評価する装置は、前記現行フレームの符号化情報が前記PフレームまたはBフレームの符号化情報であると判定し、前記PフレームまたはBフレームの符号化情報をバッファリングし、前記PフレームまたはBフレームによって参照される基準フレームの単一フレームの品質を評価した後、前記PフレームまたはBフレームを評価して、前記PフレームまたはBフレームの単一フレームの品質評価結果をそれぞれ取得するようにさらに構成された請求項１９に記載のシステム。
【国際調査報告】
2011514059.tif 000012
2011514059.tif 000013
2011514059.tif 000014
2011514059.tif 000015