[Lu_Wang_Bovik_Kouloheris_2002]
Full-Reference Video Quality Assessment Considering Structural Distortion and No-Reference Quality Evaluation of MPEG Video
Resumen:
El paper introduce dos modelos de valoración de calidad. Una FR basada en Wang_Bovik_2002 y otra NR diseñada para estimar la calidad del video comprimido con MPEG. Este último está basado en 1) una estimación de los errores de cuantización utilizando escalas de cuanticazión de MPEG, 2) una evaluación No-Reference del efecto blocking para 8x8 y para 16x16 y 3) una combinación de la estimación del error de cuantización y la evaluación del efecto blocking utilizando la información de vectores de movimiento de MPEG.
Comenta que se pueden desarrollar distintos métodos de valoración de la calidad basados en esta filosofía (Distorsión Estrucutral), dependiendo de cómo, cada uno de ellos, cuantifique la distorsión estructural. En el paper utlizan exactamente la formula del Quality Index de Wang_Bovik_2002, que resulta mucho más consistente con los resultados subjetivos que el PSNR. (Habrá que contrastar estos resultados con los ofrecidos por el estandar de la VQEG Phase I Pinson_Wolf_2004 o algun paper que lo haga. Lo hacen ellos en Wang_Lu_Bovik_2004).
Métrica FR
La figura muestra el esquema del modelo FR propuesto. Primero miden la calidad frame a frame para por ultimo mediar los índices de calidad de los frames en el de la secuencia final. Sobre bloques 8x8 seleccionados aleatoriamente, no todos, se pasan primero analisis estadísticos como media y varianza para determinar si el bloque pertenece a una región smooth (suave, homogenea) a una región de bordes o a una región de textura, para despues aplican el Universal Quality Index al bloque (No explica porque se clasifican en tipos de bloque). Se median los indices de todos los bloques para dar la medida de calidad del frame.
Esta medida de calidad del frame se ajusta teniendo en cuenta dos factores. Blockiness y Motion.
El Blockiness del frame se mide por separado basandose en el algoritmo de Wang_Bovik_Evans_2000 donde también se estima el efecto blur. La medida de blockines se utiliza para ajustar (No dice cómo) el indice del frame si tiene muy alto indice de calidad pero también tiene un alto blockiness, lo que ocurre en frames con mucho movimiento en MPEG a un bit rate bajo.
Luego estiman el movimiento entre el frame y el anterior mediante un algoritmo de estimación de movimiento con una resolución de full-pixel. La razon de hacer esta estimación es que el los ojos son menos sensibles al efecto blur cuando hay gran movimiento. El ajuste (no dicen como) del índice del frame se hace en este caso, bajo indice de calidad, alto blur y bajo blockiness, lo que suele ocurrir en codificación MPEG en modo de reduced-resolution y a bajo bit-rate.
La metrica de cada frame tiene en cuenta los tres componenetes de color, Y, Cb y Cr a los que se aplica el algoritmo independientemente, y los resultados se pondenran linealmente como indica el paper. El indice final del frame se media con los demas frames para dar el índice de la secuencia.
Métrica RR
La imagen muestra el esquema de la métrica RR para MPEG. La entrada al sistema es video comprimido con MPEG-2. Primero se decodifica parcialmente el stream MPEG, para obtener los coeficientes cuantizados DCT, la escala de cuantización y el vector de movimiento de cada bloque. Luego estiman el error de cuantización, ver paper para explicación. Los errores de cuantización de todos los coeficientes DCT se median para estimar el error de cuantizacón total del frame. Con el algoritmo de Wang_Bovik_Evans_2000 se evalua el blockiness. La información de movimiento la tienen de los vectores obtenidos de la decodificación (solo utilizan la información de magnitud de los vectores). Finalmente utilizan una combinación lineal normalizada (no dicen cual ni como) del error de cuantización del frame con el efecto blockiness para obtener el indice de calidad del frame. La información de movimiento se utiliza para ajustar (sin decir como) el indice de calidad de aquellos frames que tengan mucho movimiento. Los indices de los frames se pueden mediar para obtener el indice de la secuencia o de un grupo de frames.
Esta métrica RR se ajusta con un coeficiente de correlación lineal de 0.9671 a la FR también propuesta.
Bibliografía disponible:
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