CC BY
52
16 декабря 2011 г. 18:05
T-Comm #10-2010
(Технологии информационного общества)
Оценка качества передачи видео в системах видеонаблюдения с помощью программно-аппаратного комплекса
Приводятся численные оценки качества потокового видео, передаваемого в системах видеонаблюдения. полученные с помощью специализированного про.>раммно-аппаратного комплекса.
Шелухин О.И., Иванов Ю.Л., Арсеньев А.В.
Постановка задачи. Большинство современных телекоммуникационных систем предоставляет услуги передачи видео в реальном времени, гтри этом вопрос о качестве видео является очень важным. Известно множество публикаций [1,2. 3], посвященных механизмам обеспечения требуемого качества обслуживания (QoS), однако лишь в некоторых из них удалось достичь удовлетворительных результатов, имеющих практическое значение [4]. поскольку влияние параметров QoS на качество передачи видео невозможно однозначно определить из-за большого многообразия схем кодирования, методов восстановления после ошибок или обработки.
В некоторых работах для оценки качества видео часто используют синхронизацию кадров на передающей и приемной стороне, что означает отсутствие возможности оценки качества в случае потери кадров или ошибок декодирования [5, 6]. Известны способы и методики оценки влияния условий передачи на качества видео путем имитационного моделирования [7].
Рассмотрим оценку качества передачи видео в системах видсонаблюдсния. воспользовавшись показателями PSNR (от англ. Power Signal-To-Noisc Ratio) и MOS (от англ. Mean Opinion Score) полученными с помощью программно-аппаратного комплекса (ПАК) [8] при передаче видео по каналу с различной скоростью передачи R. В качестве исходного (нсзаколированного) видеоматериала использовался видеофайл YUV-формата с разрешением CIF «Highway», состоящий из 2000 кадров, включающих в себя 223 1-кадра. 445 Р-кадров, и 1332 В-кадров.
Оценка PSNR. Объективное качество видео обычно измеряется среднсквадратической ошибкой MSE (от англ. Mean Square lirror) или пиковым отношением сигнала к шуму PSNR, который вычисляется из MSE и являются традиционными метриками, позволяющими сравнить любые два изображения. Текущая оценка объективного качества видеопотока, полученная на выходе канала связи вычислялась в ПАК с помощью соотношения
PSNR(n)» - 20 log»
где V|vjt - 2k-l и к равно числу бит на пиксел!
(I)
Уравнение (1) является определением РЭКК между компонентами яркости У исходного (5) и полученного (О) изображения. На рис. 1-5. показаны реализации Р5М< и соответствующие им гистограммы распределения для различных скоростей передачи К . В качестве нулевого значения М5Е, характерного для отсутствия изменений, установлена верхняя граница РБМ< равная 45дБ, что соответствует М8Е=1. Согласно экспертным тестам, люди не чувствуют изменения выше этого значения Р5\'Н .
-Л
Рис. 1. Значения PSNR видеопоследовательности при R-300 кбит е
КІ
Т-Comm #10-2010
(Технологии информационного общества)
5
■?'Г 2 0
15 20 25 30 35 40 45
PSNR, дБ
Рис. 9. Сравнение теоретических и экспериментальных
значений PSNR и MOS
I (оказана оценка качества передачи потокового видео в системах видсонаблюдения, путем вычисления показателей качества PSNR. MSE, MOS с помощью специализированного профаммно-аппаратного комплекса.
Литература
1. Aguiar А. С.. II«епе С.. klaue J.. Karl N.. Wolisz A., and Mies me г II. Channel-aware schedulers for \oip and MPLG-4 based on channel prediction, to be published at Mo.MuC. 2003.
2. Sanneck H.. Mohr W„ I.e I,., Hoene C\. and Wolisz A. Quality of service support lor voice over ip over wireless. Wireless IP and Building the Mobile Internet. December 2002.
.V Wu I)., lion Y. T., Zhu W., Lee H.-J.. Chian” Т.. Zhanu Y.-Q.. and Chao H. J. On end-to- end architecture Гог transporting mpeg-4 video over the internet. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. 10(6) pp. 923 941. September 2000.
4 llertrich D. MPEG4 video transmission in wireless LANs basic QoS support on the data link layer of 802.1 lb. Minor Thesis. 2002.
5. SamolT Corporation. Jndmetrix-iq software and jnd: A human vision system model for objective picture quality measurements. 2<h>2
6. Project P905-PF EURESCOM. Aquavit assessment of quality for audio-visual signals over Internet and UMTS. 2000.
7. Иванов Ю.А. Лукьиннев C.A. Методика оценки качества декодирования видео стандарта H.264/AVC/SVC в беспроводных сетях Ч Электротехнические и информацнон-ные комплексы и системы. 2009. т.5. №4. С.35 47.
X. Шелухнн О.И.. Иванов Ю.А. Оценка качества передачи потокового видео в телекоммуникационных сетях с помощью программно-аппаратных средств Н Электротехнические и информационные комплексы и системы, 2009. т.5. №4.
С.48 56.
9. MPEG-4 Industry Forum (http://www.m4if.org/ resources.php)
10. MPEG (http: mpcg.nist.gov )
11. http: tracc.eas.asu.edu index.html
12. Пас1\\ов A.C., Иванов Ю.А. Оценка взаимного влияния Internet и видео трафиков при передаче в стандарте DVB/IP/MPEG-4 по гибридным спутниковым сетям связи И Вестник Чувашского университета. 2008. №2. с. 160-169.
13. http: www.isi.edu nsnam ns ns-documentation.html
15. ITU-R Recommendation ВТ.500-10. Methodology for the subjective assessment of the quality of television pictures. March 2000.
16. ITl'-T Recommendations P.9I0 P.920 P.930. Subjective video quality assessment methods for multimedia applications, interactive test methods for audiovisual communications, principles of a reference impairment system for video. 1996.
17. ANSI Tl.801.01 02-1996. Digital transport of video teleconferencing video telephony signals. ANSI. 1996.
IS ANSI T1.801.03-1996. Digital transport of one-way video signals parameters for objective performance assessment. ANSI. 1996.
19. ISO-1 EC JTCI SC29 WGII. Evaluation methods and procedures for july mpeg-4 tests. 1996.
20. Hanzo L., Cherriman P. J. and Streit .1. Wireless Video Communications. Digital & Mobile Communications. IEEE Press, 445 Hoes Lane, Piscataway, 2001.
21. Иванов Ю.А. Некоторые проблемы сжатия и передачи видео в реальном времени в беспроводных сетях // Электротехнические и информационные комплексы и системы, 2009, т.5, №1, С.62-64-
22. Berts .1. and Persson A. Objective and subjective quality assessment of compressed digital video sequences. Master's thesis, Chalmers University of Technology. 1998.
23. Nemethova 0„ Kies М.. Siffel E.. Rupp M. Quality Assessment for 11.264 Coded Low-Rate and low-Resolution Video Sequences. Proc ofConf. on Internet and Inf. Technologies (CUT). St. Thomas, US Virgin Islands, pp. 136-140, 2004.
24. Шелухнн 0.11., Иванов Ю.А., Арсеньев A.B. Анализ алгоритмов обработки интерактивной видеоконференцсвязи в системах беспроводного доступа/Олектротехническне и информационные комплексы к системы, 2009, т.5, №2. С. 17-26.
84
