ES2586946T3 - Método y aparato para evaluar la calidad de una secuencia de vídeo mediante la sincronización temporal del flujo de bits encriptado de un codificador de vídeo con la secuencia de vídeo procesada obtenida por un descodificador de vídeo exterior - Google Patents

Método y aparato para evaluar la calidad de una secuencia de vídeo mediante la sincronización temporal del flujo de bits encriptado de un codificador de vídeo con la secuencia de vídeo procesada obtenida por un descodificador de vídeo exterior Download PDF

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Abstract

Método para evaluar la calidad de una secuencia de vídeo sincronizando 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; f) 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; y g)estimar, mediante el módulo de evaluación de la calidad del vídeo, una puntuación de la calidad subjetiva basada en la información obtenida del flujo de bits y de la secuencia de vídeo procesada.

Description

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ilustración y descripción deben ser consideradas como ilustrativas o ejemplares y no como restrictivas. Deberá entenderse que personas con una experiencia ordinaria en la materia pueden hacer cambios y modificaciones dentro del alcance de las reivindicaciones siguientes. En particular, la invención presente cubre realizaciones adicionales con cualquier combinación de características de diferentes realizaciones descritas anterior y posteriormente.
Además, en las reivindicaciones la expresión “comprende” no excluye otros elementos o pasos, y el artículo indefinido “un o una” no excluye una pluralidad. Una sola unidad puede cumplir las funciones de varias características expuestas en las reivindicaciones. Las expresiones “esencialmente”, “sobre”, “aproximadamente” y otras similares en conexión con un atributo o un valor en particular definen también exactamente el atributo o exactamente el valor, respectivamente. Cualquier signo de referencia de las reivindicaciones no debe ser tomado como limitador del alcance de la invención.
Anexo 1
Método para la extracción del tipo de fotogramas de vídeo encriptado basado en sus tamaños (Citación de los párrafos [0013] a [0021] y [0026] a [0061] de la patente europea EP 2 413 535 A1)
Un método para estimar el tipo de la estructura del Grupo de Imagen, GoP, de una pluralidad de fotogramas de vídeo de un flujo de vídeo, puede comprender los pasos de:
a.capturar los tamaños de los fotogramas en bytes de cada fotograma de vídeo siguiente a un Intra-fotograma inicial, fotograma I, para obtener un grupo de tamaños de fotogramas; b.convertir, después de un número de fotogramas, el grupo de tamaños de fotogramas obtenido en el paso a) en un grupo de ceros y unos, en donde el cero significa tamaños pequeños de fotogramas, según se asume para fotogramas bidireccionales, fotogramas B, y uno significa tamaños grandes de fotogramas, según se asume para fotogramas predichos, fotogramas P;
c. hacer que se correspondan el grupo de ceros y de unos obtenido en el paso b) con un número de pautas predefinidas de números binarios, dichas pautas predefinidas de números binarios presentan estructuras GoP posibles; d.convertir el resultado de dichas correspondencias del paso c) para formar un valor de puntuación único; y
e.determinar la pauta particular del número de pautas predefinidas de números binarios que tienen el mejor valor de puntuación, según una métrica predefinida.
En el paso a), los límites de los fotogramas de vídeo del flujo de bits pueden ser detectados o bien observando los cambios de ciertos indicadores de tiempo de la capa de transporte, o por ciertos bits de las estructuras de las cabeceras que son usados para señalar nuevos fotogramas y decidir Intra-fotogramas a partir de otros fotogramas.
Se prefiere que en el paso b) el número de fotogramas comprenda todos los fotogramas hasta el siguiente fotograma I.
En el paso b) la conversión de los tamaños de fotogramas continuos a números binarios comprende de preferencia el uso de un valor de referencia que depende de características constantes o de fluctuación lenta, o de un valor de referencia adaptativo dinámicamente, que son de preferencia dependientes de los valores de los tamaños de los fotogramas capturados previamente y/u otras características dinámicas.
Las pautas básicas predefinidas de los números binarios muestran estructuras GoP posibles para números diferentes de fotogramas B consecutivos de codificación basada en el fotograma, codificación basada en el campo, codificación GoP abierta, o codificación GoP cerrada.
En el paso c) se prefiere que las pautas básicas predefinidas cortas estén repetidas con un posible truncamiento de la última pauta básica hasta que la serie de pautas básicas repetida tenga la misma longitud que la serie de tamaños de fotogramas expresada en binario del grupo de los tamaños de fotogramas.
Además, en el paso c) la correspondencia puede ser realizada por una operación “nor exclusivo” destinada al elemento, en donde en el paso d) el resultado de cada “nor exclusivo” es añadido para formar el valor de la puntuación, y en donde en el paso e) la métrica del valor de la puntuación se corresponde con el valor máximo.
Según una realización, en el paso e) para la pauta que tiene el mejor valor de la puntuación se selecciona la estructura GoP, el estatus del campo/fotograma y el estatus del GoP abierto/Gop cerrado asociados como resultado de la estimación de la pauta del GoP del GoP en curso.
De preferencia, para los siguientes GoPs o bien se capturan nuevas series de tamaños de fotogramas, o se usa cualquier tipo de medias del GoP haciendo la media de los tamaños de los fotogramas de los grupos previos y en curso de los tamaños de fotogramas.
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Después de la estimación de la pauta del GoP se lleva a cabo una puntuación adicional del tipo del fotograma, en donde cada conjunto de fotogramas B consecutivos entre dos fotogramas P que consiste en al menos 3 fotogramas B es examinado adicionalmente por si los tamaños de los fotogramas según el resultado del paso a) en estas posiciones de dichos conjuntos que pueden contener fotogramas B de referencia son significativamente mayores que en todas las otras posiciones de los fotogramas B de dichos conjuntos, en donde, si éste es el caso de un número adecuado de dichos conjuntos de fotogramas B del grupo de tamaños de fotogramas, se asume que dichos fotogramas son verdaderamente fotogramas B de referencia y se asume que la estructura GoP estimada es una estructura GoP de una así llamada secuencia de codificación jerárquica.
A continuación se describe el método con más detalle.
En un primer paso, se estima o calcula el número de bytes de cada fotograma de vídeo. Existen varios métodos diferentes apropiados para realizar esta tarea. Por ejemplo, pueden explotarse los cambios de ciertos indicadores de tiempo de la capa de transporte para detectar el comienzo de fotogramas nuevos, o se utilizan ciertos bits de las estructuras de las cabeceras que se usan para señalar nuevos fotogramas. En general, estas propiedades de los flujos de bits están disponibles incluso en los flujos de bits encriptados. Por tanto, o bien se pueden calcular los tamaños de los fotogramas con el número exacto de bytes, o se pueden estimar lo suficientemente bien para realizar los pasos siguientes.
En un segundo paso, el flujo de bits de vídeo es escaneado hasta que se encuentra el siguiente fotograma I, lo que representa el inicio del siguiente grupo GoP.
En flujos no encriptados, el siguiente fotograma I (como con todos los tipos de fotogramas) puede ser encontrado mirando en la cabecera del fotograma de vídeo. En flujos encriptados, o si los límites del fotograma aparecen en algún lugar en puntos desconocidos dentro de la información útil, en vez de hacer lo anteriormente indicado, se puede acceder a ciertas banderas que marcan los fotogramas I como “puntos de acceso aleatorio”. Si por alguna razón esas banderas no aparecen, todavía se puede usar un análisis de los tamaños de los fotogramas encontrados para detectar fotogramas I, ya que su tamaño es en general mucho mayor que el de los fotogramas P y B.
En un tercer paso, los tamaños en bytes de todos los fotogramas de vídeo siguientes hasta el siguiente fotograma I son capturados en ciertos grupos hasta que es encontrado el siguiente fotograma I y por tanto se completa el GoP.
En un cuarto paso estos grupos son hechos corresponder con un número de pautas predefinidas que representan estructuras GoP típicas. La mejor correspondencia es asociada a una estructura GoP específica que en pasos posteriores sirve como prototipo para las siguientes GoPs y puede por tanto habilitar una fácil estimación a priori de los tipos de fotogramas de los fotogramas de entrada.
Para los siguientes GoPs, el grupo de tamaños de fotogramas puede ser reajustado, para que solamente se usen datos del GoP en curso, o pueden añadirse los tamaños de fotogramas de un cierto número de GoPs previos para obtener valores medios. En el último caso puede necesitarse un grupo adicional para que se haga notar el número de valores de tamaños de fotogramas añadidos a los elementos del grupo. De preferencia, las medias móviles pueden ser calculadas aplicando:
para (todos los fotogramas n dentro del GoP en curso)
FrameSizeArray [n] = (M – 1)/M*FrameSizeArray[n] + 1/M*FrameSize[n]
en donde M es el número de GoPs al que se le va a hacer la media.
Se pueden usar diferentes esquemas de ponderación
Posibles pautas de GoPs Según se ha dicho anteriormente, un GoP tiene usualmente una estructura específica que se compone de una cierta secuencia de fotogramas P y B entre dos fotograma I que marcan los límites del GoP. Ejemplos de estructuras GoP
típicas son:
I, b, b, P, I, b, B, b,
b,P, b, P, b, B, b, b,b, P, P… b, B, b, P (la estructura GoP “clásica” conocida de la MPEG2) (posible estructura GoP para codificación jerárquica, siendo B = referencia al fotograma B b = no hace referencia al fotograma B)
Debe tenerse en cuenta que con frecuencia se codifica el vídeo entrelazado como “secuencia de campo” y que comprende dos campos independientes por fotograma de vídeo. En este caso, las estructuras anteriores tendrían la forma siguiente:
I/P, b/b, b/b, P/P, b/b, b/b, P/P… I/P, b/b, B/B, b/b P/P, b/b, B/B, b/b, P/P… 8
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