ANÁLISIS DE BORDES EN LA EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE UN VIDEO.

Procedimiento de evaluación de la calidad de un vídeo, que comprende las etapas siguientes:



generar unos respectivos mapas de bordes para un campo/trama de referencia y un campo/trama de vídeo de prueba;

generar datos relativos a los bordes contenidos dentro de los respectivos mapas de bordes y utilizar los datos generados para producir un valor de medición de la calidad de un vídeo;

en el que la etapa de generación de datos comprende además generar datos relativos a los bordes contenidos dentro de los correspondientes subelementos de campo/trama de los respectivos mapas de bordes;

caracterizado porque las etapas de generación de datos comprenden además:

contar los píxeles de borde situados dentro de los subelementos de los campos/tramas de prueba y referencia; determinar los respectivos valores de diferencia entre los respectivos recuentos de los correspondientes subelementos de campo/trama de los campos/tramas de prueba y referencia; y

generar un valor de parámetro de borde en función de los valores de diferencia.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2004/002400.

Solicitante: BRITISH TELECOMMUNICATIONS PUBLIC LIMITED COMPANY.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: 81 NEWGATE STREET LONDON EC1A 7AJ REINO UNIDO.

Inventor/es: BOURRET,Alexandre.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G06T5/00 SECCION G — FISICA.G06 COMPUTO; CALCULO; CONTEO.G06T TRATAMIENTO O GENERACION DE DATOS DE IMAGEN, EN GENERAL (especialmente adoptados para aplicaciones particulares, ver las subclases apropiadas, p. ej. G01C, G06K, G09G, H04N). › Perfeccionamiento o restauración de imagen, p. ej. desde un mapeado binario a un mapeado binario creando una imagen similar.
  • G06T7/00 G06T […] › Análisis de imagen, p. ej. desde un mapeado binario para obtener un mapeado no binario.
  • G06T9/00 G06T […] › Codificación de imagen, p. ej. desde un mapeado binario para obtener un mapeado no binario (compresión en general H03M; compresión para la transmisión de imágenes H04N).

PDF original: ES-2376235_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Análisis de bordes en la evaluación de la calidad de un vídeo.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un sistema para realizar de forma automatizada la evaluación de la calidad de un vídeo y, en particular, a uno de dichos procedimientos y sistemas que emplean una técnica de análisis de bordes.

Antecedentes de la invención y técnica anterior

Las técnicas de evaluación de la calidad de un vídeo en las que se emplean observadores humanos se conocen desde hace mucho tiempo en el ámbito de la técnica y se describen en la recomendación del CCIR Rec. 500 (ITU-R BT.500 “Methodology for the Subjective Assessment of the Quality of Television Picture”) . Las técnicas de evaluación automatizada de la calidad de un vídeo también son conocidas en la técnica. Un ejemplo de sistema de técnica anterior que permite la evaluación automatizada de la calidad de un vídeo es el PQA 300, disponible a través de Tektronix Inc., Beaverton, Oregón, USA. El PQA 300 compara una secuencia vídeo de prueba generada por un sistema durante una prueba con una correspondiente secuencia de referencia, y facilita un nivel de calidad de la imagen constituido por un valor cuantitativo indicativo de la calidad de la secuencia de vídeo de prueba. Con el fin de obtener el nivel de la calidad de la imagen, el PQA 300 realiza un análisis espacial, un análisis temporal y un análisis a todo color de la secuencia de prueba con respecto a la secuencia de referencia.

En la técnica, también se conoce la forma de detectar bordes dentro de las imágenes y se conocen muchos algoritmos de detección de bordes que se pueden aplicar a las imágenes. Los ejemplos de algoritmos de detección de bordes conocidos comprenden los detectores de bordes laplacianos, los detectores de bordes de Canny y los detectores de bordes de Rothwell. El código fuente en el lenguaje de programación C para un detector de bordes de Canny se podía descargar gratuitamente por ftp antes de la fecha de prioridad desde ftp://figment-csee.usf.edu/pub/Edge Comparison/source code/canny.src, mientras que el código fuente en C para un detector de bordes de Rothwell estaba disponible en ftp://figment-csee.usf.edu/pub/Edge Comparison/source code/rothwell.src.

Las características de borde para la evaluación de la calidad de un vídeo, características que se determinan a partir de imágenes de diferencia de trama filtradas mediante un filtro de Sobel, se describen en el documento de Stephen Wolf: “Features for Automated Quality Assessment of Digitally Transmitted Video”, NTIA REPORT 90-264, U.S. DEPARTMENT OF COMMERCE, junio de 1990, páginas 1-82.

En los artículos de Pinho et al. basados en las conferencias: “On the partition of binar y edge maps as a first step for quantitative quality evaluation” y “Figures of merit for quality assessment of binar y edge maps”, Proceedings of the International Conference on Image Processing (ICIP) Lausanne, 16-19 de septiembre de 1996, Nueva York, IEEE, US., vol. 1, 16 septiembre de 1996, páginas 343-346 y 591-594, ISBN: 0-7803-3259-8, se describe la determinación de mapas de bordes binarios que se dividen en elementos de bordes coincidentes, difuminados y falsos, para evaluar la calidad de las imágenes de vídeo.

Sumario de la invención

La presente invención aplica técnicas de detección de bordes conocidas de por sí en la técnica de procesamiento de imágenes al campo de la evaluación automatizada de la calidad de un vídeo, mediante la provisión de un procedimiento y un sistema de evaluación de la calidad de un vídeo, en los que se emplea cualquier algoritmo de detección de bordes conocido como base de una fase de análisis de bordes de campos/tramas de vídeo de prueba, con el objetivo de generar un valor de parámetro de borde que pueda utilizarse después como aportación en la obtención de un valor de calidad de un vídeo global. La utilización de una fase de detección de bordes aporta, a la evaluación de la calidad, información valiosa relativa a los atributos de imagen que son significativos desde el punto de vista de la percepción para el observador humano, con lo cual el resultado obtenido mediante la evaluación automatizada se asemeja más al que obtendría un observador humano a través de una evaluación subjetiva.

En vista de lo anterior, en un primer aspecto se provee un procedimiento de evaluación de la calidad de un vídeo que comprende las etapas siguientes:

generar unos respectivos mapas de bordes para un campo/trama de referencia y un campo/trama de vídeo de prueba;

generar datos relativos a los bordes contenidos dentro de los respectivos mapas de bordes y utilizar los datos generados para obtener un valor de medición de la calidad de un vídeo; en el que la etapa de generación de datos comprende además la generación de datos relativos a los bordes contenidos dentro de los correspondientes subelementos de campo/trama de los respectivos mapas de bordes;

en el que la etapa de generación de datos comprende además las etapas siguientes:

contar los píxeles de borde situados dentro de los subelementos de los campos/tramas de prueba y referencia;

determinar los respectivos valores de diferencia entre los respectivos recuentos de los correspondientes subelementos de campo/trama de los campos/tramas de prueba y referencia y generar un valor de parámetro de borde dependiente de los valores de diferencia.

Por consiguiente, en la invención del primer aspecto, se emplean técnicas de detección de bordes dentro de un procedimiento de evaluación de la calidad de un vídeo, mejorando de ese modo el resultado obtenido mediante dicho procedimiento con respecto a los resultados obtenidos a partir de pruebas humanas subjetivas de las mismas secuencias de prueba.

Esto resuelve un problema de algoritmos de extracción de bordes, causado por su sensibilidad al ruido y la degradación que puede producirse en una imagen y que puede dar lugar a desajustes en los resultados. En particular, los efectos de suavizado en la secuencia de prueba pueden determinar que el borde extraído esté desplazado con respecto al borde extraído de la señal de referencia. Por esta razón, una comparación directa de los píxeles de los mapas de bordes puede generar un valor de evaluación de calidad de un vídeo erróneo, aun cuando dichos efectos de suavizado muy probablemente pasen inadvertidos por el observador humano que efectúa una evaluación de calidad de un vídeo subjetiva.

Se realiza una comparación entre los subelementos de campo/trama de las señales de prueba y de referencia, y se obtiene un valor de parámetro de borde que es indicativo de las diferencias entre los respectivos subelementos de campo/trama. El valor del parámetro de borde puede utilizarse, pues, directamente como un único valor indicativo de los datos de borde para generar el valor de evaluación de la calidad de un vídeo final.

Preferentemente, dentro de la forma de realización preferida, la etapa de utilización comprende además la integración del valor del parámetro de borde con otros valores de parámetros obtenidos mediante otras técnicas de análisis para generar el valor de calidad de un vídeo. Las otras técnicas de análisis pueden comprender preferentemente uno o más de los siguientes tipos de análisis: análisis espacial, análisis temporal y análisis de textura.

Preferentemente, la etapa de integración comprende la ponderación de los valores de parámetros conforme a unos valores de ponderación predeterminados, y la suma de los valores ponderados, siendo la suma resultante el valor de calidad de un vídeo.

En un segundo aspecto, la presente invención provee también un sistema de evaluación de la calidad de un vídeo que comprende: unos medios de generación de mapas de bordes operativos para generar unos respectivos mapas de bordes para un campo/trama de vídeo de referencia y un campo/trama de vídeo de prueba; unos medios de análisis de mapas de bordes operativos para generar datos relativos a los bordes contenidos dentro de los respectivos mapas de bordes y unos medios de determinación de valores de calidad de un vídeo operativos para utilizar los datos generados para generar un valor de medición de la calidad de un vídeo; en el que los medios de análisis de mapas de bordes son operativos además para generar datos relativos a los bordes contenidos dentro de unos correspondientes subelementos de campo/trama de los respectivos mapas de bordes; en el que los medios de análisis... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de evaluación de la calidad de un vídeo, que comprende las etapas siguientes:

generar unos respectivos mapas de bordes para un campo/trama de referencia y un campo/trama de vídeo de prueba; generar datos relativos a los bordes contenidos dentro de los respectivos mapas de bordes y utilizar los datos generados para producir un valor de medición de la calidad de un vídeo; en el que la etapa de generación de datos comprende además generar datos relativos a los bordes contenidos dentro de los correspondientes subelementos de campo/trama de los respectivos mapas de bordes; caracterizado porque las etapas de generación de datos comprenden además: contar los píxeles de borde situados dentro de los subelementos de los campos/tramas de prueba y referencia; determinar los respectivos valores de diferencia entre los respectivos recuentos de los correspondientes subelementos de campo/trama de los campos/tramas de prueba y referencia; y generar un valor de parámetro de borde en función de los valores de diferencia.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de utilización comprende además la integración del valor del parámetro de borde con otros valores de parámetros obtenidos mediante otras técnicas de análisis, para proporcionar el valor de calidad de un vídeo.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que la etapa de integración comprende la ponderación de los valores de los parámetros conforme a unos valores de ponderación predeterminados, y la suma de los valores ponderados, siendo la suma resultante el valor de calidad de un vídeo.

4. Programa informático o conjunto de programas dispuestos de tal forma que, cuando se ejecutan en un sistema informático, hace (n) que el sistema lleve a cabo el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.

5. Señal portadora modulada que incorpora datos correspondientes al programa informático o por lo menos a uno de los programas del conjunto de programas según la reivindicación 4.

6. Soporte de almacenamiento legible por ordenador, que almacena un programa informático o por lo menos uno de los programas del conjunto de programas informáticos según la reivindicación 4.

7. Sistema de evaluación de la calidad de un vídeo que comprende:

unos medios de generación de mapas de bordes dispuestos, en uso, para generar unos respectivos mapas de bordes para un campo/trama de vídeo de referencia y un campo/trama de vídeo de prueba;

unos medios de análisis de mapas de bordes dispuestos, en uso, para generar datos relativos a los bordes contenidos dentro de los respectivos mapas de bordes; y unos medios de determinación del valor de calidad de un vídeo dispuestos, en uso, para utilizar datos generados y producir un valor de medición de la calidad de un vídeo;

en el que los medios de análisis de mapas de bordes están dispuestos además, en uso, para generar datos relativos a los bordes contenidos dentro de los correspondientes subelementos de campo/trama de los respectivos mapas de bordes;

caracterizado porque los medios de análisis de mapas de bordes comprenden además:

unos medios de recuento para contar los píxeles de los bordes situados dentro de los subelementos de los campos/tramas de prueba y referencia;

unos medios de diferencia para determinar los respectivos valores de diferencia entre los respectivos recuentos de los correspondientes subelementos de campo/trama de los campos/tramas de prueba y referencia; y unos medios de cálculo de parámetros para calcular un valor de parámetro de borde en función de los valores de diferencia.

8. Sistema según la reivindicación 7, que comprende además uno o más medios de análisis dispuestos, respectivamente, en uso, para analizar los campos/tramas de vídeo de referencia y prueba y producir unos respectivos valores de parámetros de análisis relativos a los resultados de los respectivos análisis; en el que los medios de determinación de valores de la calidad de un vídeo comprenden además unos medios de integración para integrar el valor de parámetro de borde con los otros valores de parámetros obtenidos a partir de los otros medios de análisis, con el fin de proporcionar el valor de calidad de un vídeo.

9. Sistema según la reivindicación 8, en el que los medios de integración comprenden unos medios de ponderación para ponderar los valores de los parámetros conforme a unos valores de ponderación predeterminados, y un 10 sumador para sumar los valores ponderados, siendo la suma resultante el valor de calidad de un vídeo.


 

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