Μελέτη και υλοποίηση του αλγορίθμου VQM για εκτίμηση ποιότητας τηλεοπτικής εικόνας.

Abstract

Η ψηφιακή τηλεόραση έγινε πραγματικότητα χάρη στην ανάπτυξη των ασύρματων επικοινωνιών και των αλγορίθμων συμπίεσης. Όμως ακόμα υπάρχει πιθανότητα το βίντεο που θα παρακολουθεί ο τηλεθεατής να έχει υποστεί παραμόρφωση, είτε από λάθη κατά τη μετάδοση, είτε από υπερβολική συμπίεση. Στην παρούσα διπλωματική εργασία περιγράφεται και αναπτύσσεται σε μορφή λογισμικού ένας προτυποποιημένος αλγόριθμος που μετράει αντικειμενικά την ποιότητα της ψηφιακής τηλεοπτικής εικόνας. Ο αλγόριθμος αυτός χρησιμοποιείται για να προσεγγίσει την υποκειμενική ποιότητα της εικόνας, όπως γίνεται αντιληπτή από τον χρήστη και βοηθάει στην ανίχνευση προβλημάτων στο δίκτυο παροχής της ψηφιακής τηλεόρασης και στη βελτιστοποίησή του. Στα πλαίσια της διπλωματικής αναπτύχθηκε μονάδα λογισμικού που υλοποιεί πλήρως τον αλγόριθμο και δοκιμάστηκε σε ένα σύνολο από βίντεο που είχαν υποστεί κάποιου είδους παραμόρφωση. Προκειμένου να είναι ακριβής και κοντά στην πραγματικότητα, πρέπει η βαθμολόγηση της ποιότητας να γίνεται με βάση το βίντεο που παρακολουθεί ο τηλεθεατής και όχι το σήμα που λαμβάνεται από την κεραία, επειδή η πραγματικά αντιληπτή ποιότητα της εικόνας δεν εξαρτάται μόνο από τις παραμέτρους και τη συμπεριφορά του δικτύου αλλά και από δυναμικά χαρακτηριστικά του αρχικού βίντεο όπως χωρική ανάλυση, κίνηση και δυναμική της εικόνας.

Digital Television became reality thanks to the development of wireless communications and compression algorithms. However there is still possibility that the video watched by the viewer is deformed by errors in transmission or excessive compression. This thesis presents the architecture and the software development of a standardized software-based algorithm which measures objectively the quality of digital television image. This algorithm is used to approach the picture quality, as perceived by the user and can assist in detecting problems in the video delivery chain and in optimizing it. In the frame of the thesis, a software module fully implementing the algorithm is developed and it is tested against a set of impaired videos. In order to be accurate and as close to reality as possible, the assessment of quality must be based on the video watched by the viewer and not on the quality of the signal received by the antenna, because the actual perceived quality does not only depend on network parameters but also on dynamic characteristics of the video such as spatial analysis, motion and picture dynamics.