Métodos y aparatos para la sincronización temporal entre un flujo de bits encriptado y la secuencia de vídeo procesada de un descodificador de vídeo exterior.

Método para sincronizar temporalmente el flujo de bits de entrada encriptado de un descodificador de vídeo con la secuencia de vídeo procesada

(PVS) obtenida por un descodificador de vídeo exterior,

comprendiendo el método los pasos de:

a) suministrar el flujo de bits de entrada encriptado a un módulo de análisis;

b) analizar, en el módulo de análisis, la información de la cabecera del paquete del flujo de bits de entrada encriptado, y calcular el tamaño y el tipo de las imágenes contenidas en el flujo de bits;

c) extraer, basándose en los tamaños y tipos de la imagen calculados, características que son representativas del contenido presentado en las imágenes de vídeo;

d) extraer el tipo del contenido y las características respectivas representativas del contenido de las imágenes de la secuencia de vídeo procesada;

e) comparar las características extraídas en el paso d) de la imagen en curso de la secuencia de vídeo procesada con las características extraídas en el paso c) de las imágenes analizadas para calcular la parte del flujo de bits que se corresponde con la PVS en curso.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10171454.

Solicitante: DEUTSCHE TELEKOM AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: FRIEDRICH-EBERT-ALLEE 140 53113 BONN ALEMANIA.

Inventor/es: ARGYROPOULOS,SAVVAS, FEITEN,BERNHARD, GARCIA,MARIE-NEIGE, LIST,PETER, RAAKE,ALEXANDER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION DE IMAGENES, p. ej. TELEVISION > H04N17/00 (Diagnóstico, prueba o medida, o sus detalles, para los sistemas de televisión)

PDF original: ES-2536202_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Métodos y aparatos para la sincronización temporal entre un flujo de bits encriptado y la secuencia de vídeo procesada de un descodificador de vídeo exterior Campo de la invención La invención se refiere a métodos y aparatos para sincronizar temporalmente el flujo de bits de vídeo encriptado de un descodificador de vídeo exterior con la secuencia de vídeo procesada proporcionada por este descodificador de vídeo exterior.

Antecedentes de la invención La proliferación de aplicaciones de comunicación por vídeo a lo largo de los últimos años ha necesitado el desarrollo de fuertes medidas en la calidad del vídeo para evaluar la Calidad de la Experiencia (QoE) , definida como la calidad del servicio percibida por el usuario. La evaluación de la calidad del vídeo es un aspecto crítico del diseño, la planificación y la monitorización eficientes de los servicios (por ejemplo, el Internet Protocol Television - IPTV) por parte de los proveedores del contenido.

Actualmente, los sistemas de evaluación de la calidad del vídeo híbridos emplean una combinación de información del paquete, información del flujo de bits y la secuencia de vídeo generada por un descodificador de vídeo exterior, por ejemplo, la secuencia de vídeo descodificada por una "set-top-box" (STB) , o descodificador de televisión, y mostrada en el dispositivo de pantalla del usuario. En general, en un algoritmo de evaluación de la calidad del vídeo híbrido las características extraídas o calculadas del flujo de bits (por ejemplo, vectores de movimiento, tipos de macrobloques, coeficientes de transformación, parámetros de cuantificación, etc.) y la información extraída de las cabeceras de los paquetes (por ejemplo, velocidad de transferencia de los bits, perdida de paquetes, retrasos, etc.) es combinada con las características extraídas del campo de los píxeles a partir de la secuencia de vídeo generada por un descodificador de vídeo exterior. Sin embargo, en muchas aplicaciones, el flujo de bits de vídeo transmitido está encriptado debido a cuestiones de derechos de autor y la clave de la desencriptación sólo está incluida en un dispositivo de hardware (típicamente el STB del usuario final) . Por tanto, los modelos de evaluación de la calidad no pueden tener acceso a la información útil del paquete y a las características relacionadas del flujo elemental (ES) que está encapsulado en los paquetes; en lugar de eso, usan información extraída de las cabeceras de los paquetes, esto es, de las cabeceras del flujo de transporte (MPEG-2 TS) , del Real-Time Transport Protocol (RTP) , o del flujo elemental empaquetado (PES) , dependiendo del nivel de encriptación. Dichos modelos, llamados modelos paramétricos o basados en la cabecera del paquete, no están destinados explícitamente a aspectos tales como la calidad de la fuente o las implementaciones del codificador y del reproductor. El audio, vídeo y los modelos de la calidad audiovisual paramétricos están siendo desarrollados y estandarizados actualmente por el ITU-T Study Group 12 bajo el nombre provisional de P.NAMS.

Resultará evidente que las características extraídas de las cabeceras de los paquetes necesitan corresponderse temporalmente con las características extraídas de la secuencia de vídeo obtenida por el descodificador de vídeo exterior, de otra manera, debido a la pérdida de la sincronización temporal, la evaluación de la calidad del vídeo percibida no sería precisa. Así, el primer paso en cada algoritmo de evaluación de la calidad del vídeo híbrido es la sincronización del flujo de bits de vídeo (encriptado) con la secuencia de vídeo obtenida por el descodificador de vídeo exterior.

Se muestra un diagrama de bloques de un sistema de evaluación de la calidad del vídeo híbrido en la Figura 1. El dispositivo de descodificación exterior, por ejemplo, el STB situado en la parte del usuario final, descodifica el flujo de bits recibido y genera la secuencia de vídeo procesada (PVS) mostrada por el dispositivo de salida (típicamente un aparato de TV o un monitor) . Es de destacar que el STB puede descodificar el flujo de bits encriptado de entrada ya que éste contiene la clave de desencriptación requerida. En paralelo, un dispositivo de sondeo captura el flujo de bits encriptado de entrada, y a continuación lo examina y analiza para extraer y calcular características relacionadas con la calidad a partir del análisis de las cabeceras de los paquetes. El dispositivo de sondeo incorpora un módulo para la sincronización temporal entre el flujo de bits de entrada y la secuencia de vídeo obtenida del descodificador de vídeo exterior. Esta información de la sincronización es empleada basándose en el algoritmo de evaluación de la calidad del vídeo (junto con las características del flujo de bits de entrada y las características de la PVS) dentro del dispositivo de sondeo para evaluar la calidad de la secuencia de vídeo y calcular una estimación objetiva de la "Mean Opinion Score" (MOS) o Calidad Subjetiva Media.

A partir de ahora en adelante, la expresión "Processed Video Sequence" (PVS) , o Secuencia de Vídeo Procesada, significa la secuencia de vídeo generada por el descodificador de vídeo exterior. En general, las razones principales para la asincronía temporal entre el flujo de bits y la PVS son el retraso y las pérdidas de paquetes que pueden ocurrir durante la transmisión del flujo de bits de vídeo por una red. Cuando el flujo de vídeo es transmitido por una red "best effort", o "la mejor posible", tal como Internet, el tiempo de llegada de cada paquete no es constante y puede variar significativamente. La variación a lo largo del tiempo de la latencia del paquete a través de la red se llama "jitter", o fluctuación. Para asegurar una reproducción uniforme de la secuencia sin fluctuación, la mayoría de

los sistemas de vídeo emplean un buffer o circuito intermedio de eliminación de fluctuaciones. El flujo de bits recibidos es escrito en el buffer de entrada basándose en el tiempo de llegada de cada paquete, y los datos de la imagen correspondientes a un fotograma o cuadro son leídos en él y llevados al descodificador a intervalos de tiempo predeterminados correspondientes al período del fotograma. El tiempo en pantalla de cada imagen está determinado por el campo de la indicación de tiempo grabado en la cabecera del paquete. Esto es, el valor de la indicación de tiempo se corresponde con el período de tiempo que transcurre desde la detección del código de inicio de la imagen hasta el tiempo en pantalla de la imagen.

En el sistema de descodificación de vídeo descrito anteriormente, el tiempo en pantalla de cada imagen de vídeo se determina según los datos incluidos en el flujo de bits de vídeo para la determinación del tiempo en pantalla. Ya que el tiempo en pantalla de una imagen no es fijo, la PVS no siempre se puede hacer que se corresponda exactamente con el flujo de bits original. Además, la PVS es generada por un descodificador de vídeo exterior (que está, por ejemplo, integrado en el STB o en el dispositivo de pantalla del espectador) que no forma parte del sistema de evaluación de la calidad del vídeo y tiene propiedades y funcionalidad desconocidas ya que es típicamente proporcionado por un tercero.

En la bibliografía, el problema de la sincronización temporal entre una fuente y una secuencia de vídeo distorsionada ha sido estudiado previamente y se le denomina también registro de vídeo. En "Comparison of matching strategies for temporal frame registration in the perceptual evaluation of video quality", Proc. of the Second International Workshop on Video Processing and Quality Metrics for Consumer Electronics de enero de 2006, de M. Barkowsky, R. Bitto, J. Bialkowski y A. Kaup, se presenta y examina una comparación... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para sincronizar temporalmente el flujo de bits de entrada encriptado de un descodificador de vídeo con la secuencia de vídeo procesada (PVS) obtenida por un descodificador de vídeo exterior, 5 comprendiendo el método los pasos de:

a) suministrar el flujo de bits de entrada encriptado a un módulo de análisis;

b) analizar, en el módulo de análisis, la información de la cabecera del paquete del flujo de bits de entrada encriptado, y calcular el tamaño y el tipo de las imágenes contenidas en el flujo de bits;

c) extraer, basándose en los tamaños y tipos de la imagen calculados, características que son 10 representativas del contenido presentado en las imágenes de vídeo;

d) extraer el tipo del contenido y las características respectivas representativas del contenido de las imágenes de la secuencia de vídeo procesada;

e) comparar las características extraídas en el paso d) de la imagen en curso de la secuencia de vídeo procesada con las características extraídas en el paso c) de las imágenes analizadas para calcular la 15 parte del flujo de bits que se corresponde con la PVS en curso.

2. El método de la reivindicación 1, en donde las características extraídas en los pasos c) y d) son características que varían con el tiempo.

3. El método de la reivindicación 1, o la 2, en donde la parte del flujo de bits que se corresponde con la PVS en curso es introducida adicionalmente en un módulo de evaluación de la calidad del vídeo.

4. El método de la reivindicación 1, en donde el paso b) detecta además fotogramas que han sido afectados por la pérdida de paquetes, y comprende además los pasos de:

f) examinar la imagen en curso de la secuencia de vídeo generada por el descodificador de vídeo exterior para artefactos generados debido a las pérdidas de paquetes; y g) hacer que la secuencia de vídeo procesada se corresponda con el fotograma correspondiente del flujo de bits, en donde, si se detectó que la imagen en curso de la secuencia de vídeo procesada en el paso f) contenía artefactos que fueron insertados a consecuencia de una pérdida de paquete, entonces esa imagen es hecha corresponder con la parte del flujo de bits que se corresponde con el fotograma que se encontró en el paso b) que contenía la pérdida de paquete.

5. Aparato para sincronizar temporalmente el flujo de bits de entrada encriptado de un descodificador de vídeo con la secuencia de vídeo procesada descodificada por un descodificador de vídeo exterior, comprendiendo el aparato:

un analizador de flujo de bits que recibe el flujo de bits de entrada encriptado, estando configurado el analizador del flujo de bits para examinar y analizar el flujo de bits de entrada, y un módulo de sincronización que está configurado para sincronizar el flujo de bits analizado con la 35 secuencia de vídeo procesada, caracterizado por que el módulo de sincronización comprende:

un primer módulo de extracción que está configurado para extraer, basándose en los tamaños y tipos de fotogramas calculados, características que son representativas del contenido presentado en los fotogramas de vídeo, un segundo módulo de extracción que está configurado para extraer el tipo del contenido y características respectivas representativas del contenido de las imágenes de la secuencia de vídeo procesada, y una unidad de comparación conectada a la primera unidad de extracción y a la segunda unidad de extracción, estando configurada la unidad de comparación para 45 comparar las características extraídas de la imagen en curso de la secuencia de vídeo procesada con las características extraídas de los fotogramas analizados, y para determinar el fotograma correspondiente n*.