DE69910358T2

DE69910358T2 - Verfahren und vorrichtung zur objektiven bewertung der videoqualität

Info

Publication number: DE69910358T2
Application number: DE69910358T
Authority: DE
Inventors: Pieter Andries HEKSTRA; Gerard John BEERENDS; Hendrik Robert KOENEN; Elisabeth Fransciscus DE CALUWE
Original assignee: Koninklijke KPN NV
Current assignee: Koninklijke KPN NV
Priority date: 1998-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: EP1059004B1; US6704451B1; EP0940996A1; DE69803830D1; ATE247364T1; CA2322219C; ES2205799T3; AU3328299A; ATE213378T1; DE69803830T2; WO1999045715A1; EP0940996B1; DE69910358D1; EP1059004A1; CA2322219A1; DK1059004T3

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft die Videoqualität und insbesondere eine objektive Feststellung der Qualität von kodierten und übertragenen Videosignalen.
TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Mit der Entwicklung von digitaler Kodiertechnologie sind Einsparungen bei der Übertragung und/oder Speicherkapazität von Videosignalen erreicht und eine grosse Anzahl von neuen Multimedia-Videodienstleistungen verfügbar geworden.
Einsparungen bei der Übertragung und/oder Speicherkapazität durch digitale Kompressionstechnologie hängen im allgemeinen von der Menge an Information ab, die im ursprünglichen Videosignal vorhanden ist, und ebenso davon, wie viel Qualität der Benutzer bereit ist, zu opfern. Beeinträchtigungen können sich aus der eingesetzten Kodiertechnologie ergeben und der begrenzten Übertragungskanalkapazität.
Die Videoqualitätsfeststellung kann in subjektive Feststellung durch menschliche Betrachter, die ihre subjektive Meinung bezüglich der Videoqualität abgeben, und objektive Feststellung aufgeteilt werden, die unter Einsatz von elektrischen Messungen durchgeführt werden.
Es ist die allgemeine Meinung, dass die Feststellung der Video qualität am besten durch menschliche Betrachter festzustellen ist, die jedoch ein komplexer, kostenintensiver und Zeit verbrauchender Vorgang ist. Demgemäss besteht die Notwendigkeit, objektive visuelle Qualitätsmessungen zu entwickeln, die auf der menschlichen Betrachtungsweise basieren, die eingesetzt werden können, um die subjektive Qualität von modernen Videodienstleistungen und -anwendungen vorherzusagen.
Studien im Rahmen des American National Standard Institute (ANSI) und der International Telecommunication Union (ITU) haben zu einer Vielzahl von Algorithmen für die objektive Feststellung von Videoqualität geführt.
Wie es dem Fachmann bekannt ist, erfordert die Berechnung von Qualitätsindikatoren zu Videosignalen auf Pixel-Basis ein grosses Verarbeitungsvolumen. In der im Zusammenhang mit einer Konferenz stehenden Veröffentlichung von S. D. Voran „The development of objective video quality measures that emulate human perception" in den Globocom '91 Konferenzpublikationen Band 3, Seiten 1776 bis 1781, 1991, ist eine wesentliche Klasse von störenden Verzerrungen an Videosignalen beschrieben, nämlich diejenigen, die Kanten oder Signalübergänge in dem Videobild zerstören, aufweichen, unscharf machen, verschieben oder erzeugen.
In einer weiteren Konferenzveröffentlichung von S. D. Voran und S. Wolf „An objective technique for assessing video impairments", bei der IEEE Pacific RIM Conference on Communications, Computers and Signal Processing, Proceedings Band 1 von 2, Seiten 161 bis 165, 1993, wird eine objektive Technik beschrieben, die auf digitalen Bildverarbeitungsschritten basiert, die auf originalen und beeinträchtigten digitalen Videosequenzen ausgeführt werden. Die Technik umfasst einen Merkmalsherauslösungsprozess, bei dem sogenannte Beeinträchtigungsmessungen von wahr nehmbaren Videoattributen in sowohl dem räumlichen als auch dem zeitlichen Bereich bestimmt werden. Die räumlichen Beeinträchtigungsmessungen basieren auf Sobel-Filterschritten oder alternativ auf einem sogenannten „Pseudo-Sobel"-Schritt, um den Kantengehalt des Videobildes zu verbessern und demgemäss die räumliche Beeinträchtigungsmessung. Die räumliche Beeinträchtigungsmessung basiert auf normalisierten Energieunterschieden der Sobelgefilterten Videorahmen, die übliche Standardabweichungsberechnungen einsetzen, die bei sichtbaren Anteilen der Bildmatrizen der originalen und beeinträchtigten Videosignale ausgeführt worden sind. Die Beeinträchtigungsmessungen, die so von den originalen und beeinträchtigten Videosequenzen herausgelöst worden sind, werden dann eingesetzt, um einen Qualitätsindikator zu berechnen, der den sichtbaren Einfluss der Beeinträchtigungen in der beeinträchtigten Videosequenz quantifiziert. Die Patentveröffentlichung US-A-5,446,492 beschreibt eine ähnliche Technik, bei dem der Merkmalsherauslösungsprozess auf den originalen und den beeinträchtigten Videosequenzen an räumlich voneinander getrennten Quellen- und Zielorten durchgeführt wird. Die aus der originalen Videosequenz herausgelösten Merkmale sind der Gestalt, dass sie in einfacher und schneller Weise zwischen dem Quellenort und dem Zielort über einen getrennten Übertragungsweg mit geringer Bandbreite übermittelt werden können, d. h. die Bandbreite der Quellenmerkmale ist sehr viel geringer als die Bandbreite der originalen Videosequenz. Zu diesem Zweck umfasst der Merkmalsherauslösungsprozess zusätzlich einen statistischen Unterprozess, der den Ausgang der Sobel-Filterwirkung einer statistischen Verarbeitung zuführt, d. h. die Berechnung von einer Standardabweichung von Bildpunkten, die in einem sogenannten interessierenden Bereich gehalten sind, für den die Videoqualität zu messen ist.
Ein Nachteil dieser bekannten Techniken liegt darin, dass der Merkmalsherauslösungsprozess auf Standardabweichungsberechnungen basiert. Dies bedeutet, dass Bildverzerrungen entgegengesetzte Fakten in Sobel-Rahmen haben können, dass z. B. Unschärfe gegen zusätzliches Rauschen oder falsche Kanten nicht immer erfasst werden können. Ein weiterer Nachteil ist, dass die bekannten Techniken eine relative Distanzmessung für die Qualitätserfassungen einsetzen, was demgemäss empfindlich ist für relative Effekte von geringer Grösse und geringer Sichtbarkeit.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, objektive Qualitätsmessungen anzugeben, die eingesetzt werden können, um die subjektive Qualität von Videosignalen festzustellen, um dabei mit höheren Niveaus von kognitiver Verarbeitung zu arbeiten, welche die Wahrnehmung von Videoqualität dominiert.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, solche Messungen standardisiert verfügbar zu machen.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, eine Anordnung und Ausrüstung zur objektiven Qualitätsmessung von verschlechterten Videosignalen zur Messung der Qualität von-Videokodierausrüstung und Algorithmen, Videoübertragungen und anderen Multimedia-Videodienstleistungen, die unter anderem nicht die oben genannten Nachteile aufweisen.
Diese und andere Ziele und Merkmale der Erfindung werden mit der vorliegenden Erfindung bei einem Verfahren zum Erhalt von Qualitätsindikatoren für eine objektive Feststellung eines verschlechterten oder Ausgangsvideosignals in Bezug auf ein Referenz- oder Eingangsvideosignal erhalten durch Quantifizieren der Stärke der Kanten oder Signalübergänge in sowohl den Eingangsals auch den Ausgangsvideosignalen unter Einsatz von Kanten- oder Signalübergangserfassungen, welches Verfahren einen ersten Hauptschritt umfasst, um Bildmerkmale der Eingangs- und Ausgangsvideosignale zu erzeugen, und einen zweiten Hauptschritt, um Qualitätsindikatoren aus den erzeugten Bildmerkmalen zu bestimmen und wobei zu der Definition des Verfahrens das Dokument des Standes der Technik US-A-5,446,492 eingesetzt worden ist. Das Verfahren zur Quantifizierung der Stärke der Kanten wird im nachhinein mit dem Wort „Kantenverhalten" referenziert.
Das Verfahren gemäss der Erfindung umfasst in dem ersten Hauptschritt die Schritte:

a) Erfassen von Kanten bei den Eingangs- und den Ausgangs-Videosignalen; und
b) Berechnen des Kantenverhaltens der Eingangs- und der Ausgangsvideosignale, Liefern der Eingangs- und Ausgangskantensignale; und in dem zweiten Hauptschritt die Schritte:
c) Feststellen der eingeführten Kanten in dem Ausgangs-Kantensignal durch Vergleich der Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale der entsprechenden Teile der Eingangs- und Ausgangsvideosignale, wobei eingeführte Kanten Kanten sind, die im Ausgangs-Kantensignal vorhanden sind, und die an entsprechenden Positionen im Eingangs-Kantensignal nicht vorhanden sind;
d) Feststellen von weggelassenen Kanten in dem Ausgangs-Kantensignal durch Vergleich der Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale von entsprechenden Teilen der Eingangs- und Ausgangsvideosignale, wobei weggelassene Kanten Kanten sind, die im Eingangs-Kantensignal vorhanden sind, und die im Ausgangs-Kantensignal an den entsprechenden Positionen nicht vorhanden sind;
e) Erhalten von normalisierten Werten der eingeführten Kanten relativ zu dem Ausgangs-Kantensignal, welches durch einen ersten Normalisierungsfaktor eingestellt worden ist;
f) Erhalten von normalisierten werten der weggelassenen Kanten relativ zum Eingangs-Kantensignal, welches durch einen zweiten Normalisierungsfaktor eingestellt worden ist;
g) Berechnen eines ersten Qualitätsindikators durch Mitteln der in dem Schritt e) erhaltenen Werte; und
h) Berechnen eines zweiten Qualitätsindikators durch Mitteln der in dem Schritt f) erhaltenen Werte.

Das Verfahren gemäss der Erfindung basiert auf der menschlichen Wahrnehmung und ist dadurch gekennzeichnet, dass räumliche Verzerrungen wie das Einführen oder das Weglassen von Kanten oder Signalübergängen einen grossen Einfluss auf die subjektive Qualität eines Videosignals haben. Weiterhin ist gefunden worden, dass die Einführung von Kanten mehr stört als das weglassen einer Kante.
Dies ist bei dem Verfahren gemäss der Erfindung berücksichtigt worden, in dem normalisierte Werte der eingeführten Kanten und der weggelassenen Kanten erhalten werden. Die eingeführten Kanten werden in Bezug auf das Ausgangs-Kantensignal normalisiert und durch eine erste Gewichtsfunktion oder Normalisierungsfaktor eingestellt und die weggelassenen Kanten werden in Bezug auf das Eingangs-Kantensignal durch einen zweiten Gewichts- oder Normalisierungsfaktor eingestellt. Das Erhalten von normalisierten Werten gemäss der vorliegenden Erfindung liegt mehr im Sinne der menschlichen Wahrnehmung, die immer relativ ist.
Die Qualitätsindikatoren für sowohl eingeführte als auch weggelassene Kanten werden nachfolgend durch Berechnung von Mittelwerten von diesen so normalisierten eingeführten und weggelassenen Kanten- oder Signalübergängen in dem Ausgangsvideosignal festgestellt.
Für eine Anzahl von unterschiedlichen Videosignaltypen, die gemäss der Bewegung in den Bildern klassifiziert werden, sind die erhaltenen Qualitätsindikatoren gemäss der Erfindung immer nahe zu den Qualitätsindikatoren, die von subjektiven Messungen durch menschliche Betrachter erhalten werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäss der Erfindung sind die Anteile der eingeführten und der weggelassenen Kanten aus relativen Polaritäten eines bipolaren Verzerrungssignals festgestellt, die aus verschiedenen Bauten von ausgerichteten entsprechenden unipolaren Eingangs- und Ausgangs-Kantensignalen von entsprechenden Teilen der Eingangs- und Ausgangsvideosignale ausgebildet werden.
Die ersten und zweiten Normalisierungsfaktoren können fix oder, vorzugsweise, in Übereinstimmung mit den Merkmalen der Videosignale gesetzt werden, wie die Luminanz- und Chrominanzwerte derselben.
Für hohe Luminanzwerte sind Kantenverschlechterungen weniger sichtbar, was gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung durch einen ersten Normalisierungsfaktor berücksichtigt wird, welcher einen variablen Anteil umfasst, der aus den maximalen charakteristischen Werten der Videosignale erhalten wird, wie dem Luminanzsignal.
Die Berechnung des Kantenverhaltens kann in einer Vielzahl von Weisen festgestellt werden. Die einfachste und geradeaus ausgeführte mathematische Formulierung liegt darin, die Norm des Gradienten der Videosignale zu berechnen. Ein Beispiel hiervon ist das Sobel-Filtern, welches bewiesen hat, dass es verlässliche Werte ergibt. Abhängig davon, wieweit die Videosignale in den Ableitungen angenähert werden, können verschiedene Änderungen in der Berechnung des Kantenverhaltens denkbar sein. All diese Typen werden als Sobel-Filtern bezeichnet.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, insbesondere wenn die eingeführten und die weggelassenen Kanten aus einem Verzerrungssignal erhalten werden, welches aus ausgerichteten Eingangs- und Ausgangs-Kantensignalen ausgebildet ist, wird ein verbessertes oder verschmiertes Sobel-Filtern exzellente Ergebnisse liefern. Mit dem verschmierten Sobel-Filtern wird ein Verschmieroperator mit einer Breite von beispielsweise 3 Pixeln eingesetzt. Durch diese Verschmiertechnik wird der Effekt der falschen Ausrichtung in der Ausbildung des Verzerrungssignals kompensiert.
Die Ausrichtung von Eingangs- und Ausgangs-Kantensignalen ist erforderlich, weil Videosequenzen, die durch einen Codec oder über einen Übertragungskanal übertragen werden, Verzögerungen in Bezug auf die Originalsequenz zeigen und die von Bild zu Bild ändern können. Falls die Videosequenz relativ wenig Bewegung aufweist, besteht nur wenig Einfluss auf das objektive Videomessverhalten. Bei grossen Bewegungen führt das Fortlassen von Verzögerungskompensationen zu einer grossen Missstimmigkeit beim Gehalt der Szene zwischen originalen und verzerrten Sequenzen. Dies erhöht die berechneten Verzerrungen. Um in der Zeit das sich verändernde Verzögerungsproblem zu lösen, können bekannte Ausrichtungsalgorithmen eingesetzt werden, wie sie in der ITU-T Contribution COM-12-29, „Draft new recommendation on multi-media communication delay, synchronisation, and frame rate measurement", Dezember 1997, beschrieben sind.
In der Praxis und in Übereinstimmung mit der Erfindung, werden die Qualitätsindikatoren aus den Luminanz- und Chrominanz darstellungen eines Farbvideosignals erhalten.
Die heuristische Optimierung hat zu Qualitätsindikatoren geführt, die aus verschmierten Sobel-Kantenerfassungen erhalten werden, wobei für Luminanzsignale der konstante Teil eines ersten Normalisierungsfaktors im Bereich zwischen 15 und 30 liegt, vorzugsweise bei 20; der konstante Teil des zweiten Normalisierungsfaktors liegt im Bereich zwischen 5 und 15; vorzugsweise bei 10; und der variable Teil des ersten Normalisierungsfaktors liegt im Bereich zwischen 0,3 und 1, vorzugsweise bei 0,6 mal den maximalen Kantenwerten des Luminanzsignals der Eingangs- und Ausgangsvideosignale. Für die Chrominanzsignale liegt der konstante Teil der ersten und zweiten Gewichtsfaktoren im Bereich zwischen 5 und 15, vorzugsweise bei 10.
Aus den so erhaltenen ersten und zweiten Qualitätsindikatoren für die Luminanz- und Chrominanzsignale werden gewichtete Qualitätsindikatoren erhalten. Beispielsweise können mehrfach lineare Regressionstechniken eingesetzt werden. Für einen Mittelwert (MOS für Mean Opinion Score), der aus den gewichteten Qualitätsindikatoren berechnet wird, welche aus den oben genannten verschmierten Sobel-Filtern erhalten worden sind, und bevorzugten Gewichtsfaktoren wird die Korrelation der berechneten MOS und der betrachteten MOS aus den subjektiven Messungen einen Wert von über 0,9 erreichen, was erforderlich ist, um verlässliche Vorhersagen treffen zu können.
Die besten Ergebnisse werden erhalten beim Trainieren des Verfahrens mit subjektiven Referenzqualitätsdaten dergestalt, das Normalisierungsfaktoren und/oder Gewichtungen von Qualitätsindikatoren optimiert werden.
Die Erfindung liefert fernerhin eine Anordnung zum Erhalten von Qualitätsindikatoren für eine objektive Bestimmung eines beeinträchtigten oder Ausgangsvideosignals in Bezug auf ein Referenz- oder Eingangsvideosignal durch Quantifizierung der Stärke der Kanten- oder Signalübergänge in sowohl den Eingangs- als auch den Ausgangsvideosignalen unter Einsatz von Kanten- oder Signalübergangserfassung, welche Anordnung Mittel zur Erzeugung von Bildmerkmalen der Eingangs- und Ausgangsvideosignale umfasst und Mittel zur Bestimmung von Qualitätsindikatoren aus den erzeugten Bildmerkmalen, wobei zur Definition der Anordnung das Dokument US-A-5,446,492 eingesetzt worden ist. Die Anordnung gemäss der Erfindung umfasst in den Mitteln zur Erzeugung von Bildmerkmalen:

a) Mittel zur Erfassung von Kanten in den Eingangs- und Ausgangsvideosignalen; und
b) Mittel zur Berechnung des Kantenverhaltens der Eingangs- und der Ausgangsvideosignale, unter Lieferung der Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale; und in den Mitteln zur Bestimmung der Qualitätsindikatoren:
c) Mittel zur Feststellung von eingefügten Kanten in dem Ausgangs-Kantensignal durch Vergleich der Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale von entsprechenden Teilen der Eingangs- und Ausgangsvideosignale, wobei eingeführte Kanten Kanten sind, die im Ausgangs-Kantensignal vorhanden sind und die in den entsprechenden Positionen im Eingangs-Kantensignal fehlen;
d) Mittel zur Bestimmung von weggelassenen Kanten in dem Ausgangs-Kantensignal durch Vergleich der Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale von entsprechenden Teilen der Eingangs- und Ausgangsvideosignale, wobei weggelassene Kanten Kanten sind, die im Eingangs-Kantensignal vorhanden sind und die an den entsprechenden Positionen in dem Ausgangs-Kantensignal fehlen;
e) Mittel zum Erhalten von normalisierten Werten der eingeführ ten Kanten in Bezug auf das Ausgangs-Kantensignal, welches durch einen ersten Normalisierungsfaktor eingestellt wird;
f) Mittel zum Erhalten von normalisierten werten der weggelassenen Kanten relativ zum Eingangs-Kantensignal, welches durch einen zweiten Normalisierungsfaktor eingestellt wird;
g) Mittel zum Berechnen eines ersten Qualitätsindikators durch Mitteln der in dem Schritt e) erhaltenen Werte; und
h) Mittel zum Berechnen eines zweiten Qualitätsindikators durch Mitteln der in dem Schritt f) erhaltenen Werte.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Kanten-Erfassungs- und Berechnungsmittel verbesserte oder verschmierte Sobel-Filtermittel.
Fachleute werden bemerken, dass die oben unter a) und b) erwähnten Mittel körperlich kombiniert oder durch ein einziges Mittel für sowohl die Eingangs- und Ausgangsvideosignale unter Einsatz geeigneter Multiplexermittel ersetzt werden können. In gleicher Weise können sowohl die Mittel c) und d) und/oder die Mittel e) und f) als auch die Mittel g) und h) in getrennter Weise oder kombiniert vorliegen.
Die Anordnung als ganzes kann in einem geeigneten digitalen Prozessormittel implementiert und in einem verwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC für Application Specific Integrated Circuit) eingeordnet sein, um beispielsweise die Qualität von Video-Codecs und die Qualität von Videoübertragungen zu messen.
Die obigen und anderen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich nun in einer für den Fachmann einfachen Art und Weise aus der folgenden schriftlichen Beschreibung ergeben, wenn diese in Zusammenhang mit den Zeichnungen gelesen wird, in denen gleiche Bezugszeichen jeweils gleiche Elemente bezeichnen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt einen Ansatz zum objektiven Messen der Qualität eines Videosystems, bei dem ein Auffassungs-/Erfassungsmodell einen menschlichen Betrachter simuliert;
2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine objektive Basis-Messung gemäss einem Ansatz nach 1;
3a zeigt ein Videobild und 3b Kanten- oder Signalübergänge in dem Bild nach 3a;
4 zeigt in einer schematischen und illustrativen Weise ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel zur Feststellung von eingeführten und weggelassenen Kanten in einem Ausgangsvideosignal;
5 zeigt ein Flussdiagramm des Hauptausführungsbeispiels des Verfahrens gemäss der Erfindung; und
6 zeigt ein Blockschaltbild einer Anordnung gemäss der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Zwei Hauptkategorien der Videoqualitätsfeststellung können unterschieden werden. Dies ist die subjektive Feststellung und die objektive Feststellung. Die objektive Feststellung einer Videoqualität, wie beispielsweise für Fernsehsendungen, sind in der Vergangenheit durch Auflösungskarten, Farbbänder, Frequenzantwortmessungen und Messungen des Signal-Rauschverhältnisses des Videosignals durchgeführt worden. Mit der Einführung von fortgeschrittenen, digitalen Video-Kodier- und Dekodiertechniken sind die klassischen objektiven Qualitätsmessungen wie Signal-Rauschverhältnis und die gesamte harmonische Verzerrung weniger sinnvoll geworden. Diese klassischen objektiven visuellen Quali tätsmessungen beziehen sich nicht auf den Betrachter, der entscheidet, von seiner eigenen subjektiven Feststellung aus, ob ein Videosignal das von ihm erwartete Qualitätsniveau erreicht. Die Verfügbarkeit von objektiven Testverfahren, die eine hohe Korrelation mit der subjektiven Qualität aufweisen, ist daher wesentlich.
Die 1 zeigt eine sogenannte Blackbox-Anwendung in Bezug auf die objektive Messung der Qualität eines Videosystems 1, wie ein Videocodec (Kodierer/Dekodierer), eine Übertragungsvorrichtung oder ein Übertragungsweg etc..
Ein Videoeingangs- oder Referenzsignal Y_in, welches an einen Eingangsanschluss 2 geliefert wird, wird von den Videosystem 1 in ein Ausgangsvideosignal Y_out an einem Ausgangsanschluss 3 verarbeitet.
Ein menschlicher Betrachter 4, der das Ausgangsvideosignal Y_out über seine Augen wahrnimmt, wird bei einem idealen Videosystem 1 keine Unterschiede zwischen den Eingangs- und Ausgangsvideosignalen feststellen. In der Praxis jedoch wird das Videosystem 1 den Ausgang im Vergleich zum Eingang verschlechtern, was zu einer Qualitätsentscheidung beim menschlichen Betrachter führt. Das Niveau der empfundenen Qualität wird sowohl durch die Aufnahme der Eingangs- und Ausgangssignale durch den menschlichen Betrachter, d. h. durch seine visuellen Organe, als auch durch die Wahrnehmung bestimmt, d. h. die Art und Weise, in der die empfangenen Signale durch das Gehirn interpretiert werden.
Demgemäss müssen objektive Qualitätsfeststellungen von Videosignalen, die mit subjektiven Qualitätswahrnehmungen korrelieren, sowohl auf erfassenden als auch wahrnehmenden Modellen 5 basie ren.
Die 2 zeigt die Basisprinzipien der objektiven Messung, bei der ein Erfassungsmodell 6 die Eingangs- und Ausgangsvideosignale in eine interne Darstellung der Eingangs- und Ausgangsvideosignale transformiert. Der Unterschied 7 in den inneren Darstellungen wird auf ein Qualitätsniveau unter Einsatz eines kognitiven Modells 8 abgebildet. Die Erfassungsmodelle 6 sind im Allgemeinen auf Kanten- oder Signalübergängen basiert, unter Einsatz von Raumfiltern, die aus dem menschlichen visuellen System stammen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Qualitätswahrnehmung eines menschlichen Betrachters in grösstmöglicher Weise aus objektiven Messungen herzuleiten.
Die 3a zeigt ein Videobild, wo hingegen 3b Kanten- oder Signalübergänge zeigt, die in dem Bild erfasst werden. Zum Zwecke der Illustration wird ein entsprechend ausgewählter willkürlicher Teil in beiden Figuren mit einer Ellipse 9 bezeichnet.
Die Erfindung basiert im wesentlichen auf einer Kanten- oder Signalübergangserfassung eines Videosignals, wie beispielsweise mit der 4 beschrieben.
Die Signalteile 10 und 11 eines Eingangsvideosignals Y_in und eines Ausgangsvideosignals Y_out sind in Raum und Zeit ausgerichtet, um jede inhärente Zeitverzögerung oder räumliche Verschiebung im Videosignalsystem 1 (1) auszuschliessen. Der Signalteil 10 umfasst einen Kanten- oder Signalübergang 12, wie dargestellt, während der Signalteil 11 einen Kanten- oder Signalübergang 13 umfasst, der in der Position in Bezug auf die Kante 12 verschoben und von geringerer Amplitude ist. Bei dem hier vorliegenden Beispiel wird angenommen, dass die Kante 13 eine neue oder eingeführte Kante im Ausgangssignal Y_out ist.
Im idealen, nicht verzerrten Fall haben sowohl der Signalteil 11 als auch der Signalteil 12 Kanten an derselben Position und von derselben Amplitude, so dass sie einander in einem Verzerrungssignal aufheben, welches durch Differenzbildung aufgebaut worden ist.
Die Signalteile 10 und 11 werden einem Kantenerfasser unterworfen, der durch einen Pfeil 14 dargestellt wird, um die Stärke der Kanten 12 und 13 festzustellen, um Kantensignale X_in und X_out zu liefern, die jeweils durch die Bezugszeichen 15 beziehungsweise 16 bezeichnet sind.
Wie gezeigt, sind die Kantensignale von unipolarer Natur, d. h. sowohl für die führenden als auch für die nachfolgenden Abschnitte der Kanten 12 und 13 werden entsprechende positive Pulse 17 und 18 geliefert.
In einem nächsten Schritt, der durch einen Pfeil 19 dargestellt wird, wird ein Verzerrungssignal 20 durch Subtraktion des Kantensignals 15 von dem Kantensignal 16 ausgebildet, d. h. (X_out – X_in). Dieses Verzerrungssignal 20 ist von bipolarer Natur wie dargestellt. Aus dem Verzerrungs- oder Differenzsignal 20 werden eingeführte oder weggelassene Kanten festgestellt, wie dies durch die Pfeile 21 bzw. 22 erläutert wird.
Der positive Teil des bipolaren Verzerrungssignals 20, d. h. bezeichnet mit (X_out – X_in)⁺. liefert eingeführte Kanten in dem Ausgangssignal 11. Dies bedeutet, dass die Kante 13 nicht im Eingangssignal vorhanden ist. Der negative Anteil des Verzer rungssignals 20, d. h. bezeichnet (X_out – X_in), liefert die weggelassenen Kanten in dem Ausgangssignal 11, d. h. die Kante 12 des Eingangssignals 10, die nicht im Ausgangssignal 11 auftritt.
Fachleute werden feststellen, dass die Kantenerfassung zum Zwecke der vorliegenden Erfindung durch eine Differenz oder ableitende Funktion erreicht werden kann, wobei eine Vielzahl von Kantengrössenwerten erzeugt werden, die auf den Bildwerten basieren, d. h. die hier als Kantengrad bezeichnet werden.
Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Kantendetektor ein Sobel-Operator sein, der Grössenordnungswerte aus der Ableitung der Bildwerte erzeugt, d. h. der Wechsel der Intensität über eine Vielzahl von Bildpunkten.
Das Sobel-Filtern ist eine Operation, die in der Bildverarbeitung sehr bekannt ist und sie kann in vielen Textbüchern zu diesem Thema gefunden werden, wie beispielsweise in „Digital Image Processing" von R. C. Gonzalez und P. Winz, 2. Auflage; Addison-Wesley Publishing Co., Reading, Massachusetts, 1987.
Bei dem klassischen Sobel-Filtern wird die Rate der Veränderung der Bildpunkte eines Videobildes entlang der X-Achse, d. h. die horizontalen Kanten, durch ein Falten des Videobildes mit der folgenden Matrix bestimmt:
Die Veränderungsrate der Bildpunkte des Videobildes entlang der Y-Achse, d. h. die vertikalen Kanten, werden durch ein Falten des Bildes mit der folgenden Matrix festgestellt:
Die Quadratwurzel der Summe von beiden Kantendetektoren liefert die Kantengrösse in einem Bildpunkt oder Punkt des Videobildes.
Die Erfindung nutzt die Einsicht, dass menschliche Wahrnehmung eine relative Tätigkeit ist, so dass ein Gewichten oder eine Normalisierung der eingeführten oder weggelassenen Kanten festgestellt wird.
Demgemäss werden die eingeführten Kanten relativ in Bezug auf das Ausgangskantensignal normalisiert, welches durch einen ersten Normalisierungsfaktor eingestellt wird, und die weggelassenen Kanten werden relativ in Bezug auf das Eingangs-Kantensignal normalisiert, welches durch einen zweiten Normalisierungsfaktor eingestellt wird. Dies führt zu den folgenden Gleichungen:
wobei:
Q1 = erster Qualitätsindikator für eingeführte Kanten;
Q2 = zweiter Qualitätsindikator für weggelassene Kanten;
W1 = erster Normalisierungsfaktor; und
W2 = zweiter Normalisierungsfaktor.
Die Qualitätsfaktoren werden getrennt für die Luminanz- und Chrominanz-Teile des farbigen Videosignals berechnet. Die Normalisierungsfaktoren W1 und W2 werden in Übereinstimmung mit den Charakteristika der Videosignale gesetzt und können einen konstanten Teil entsprechend den Luminanz- und Chrominanzwerten der Videosignale umfassen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst der erste Normalisierungsfaktor einen variablen Teil, der aus den maximalen Kantenwerten des Eingangs- und Ausgangsvideosignals erhalten wird, vorzugsweise sind dies die maximalen Kantenwerte des Luminanzsignals der Eingangs- und Ausgangsvideosignale. Dies deshalb, weil Kantenverschlechterungen für hohe Luminanzwerte weniger sichtbar sind. Das Anwenden der Sobel-Operation als Kantenoperator in Übereinstimmung mit der Erfindung führt dazu, dass die Gleichungen (1) und (2) geschrieben werden können als:
wobei:
Sobel (Y) das Sobel-Filtern des Videosignals Y bedeutet.
Wie oben beschrieben und zum Zwecke der vorliegenden Erfindung müssen die Eingangs- und Ausgangsvideosignale in Zeit und Raum ausgerichtet sein.
Um eine Falschausrichtung zu korrigieren und das Verarbeiten in Bezug auf die räumliche Auflösung des Videosignals zu verarbeiten, wurde das Sobel-Filtern durch einen sogenannten Verschmieroperator verbessert, der eine Breite von wenigen Bildpunkten hat. Der Einsatz dieses Verschmieroperators hat die Wirkung, dass die Sobel-Filteroperation über die Bildpunkte erstreckt wird.
Eine Drei-Bildpunkte-breite-Verschmierung des gefilterten Sig nals wird definiert als: Verschmier-Sobel(Y) = MAX{i = –1, 0, 1; j = –1, 0, 1 Sobeli,j(Y)} (5)wobei:
i, j = Bildpunkte in x und y Richtungen sind, über die das Sobel-Filtern ausgeführt wird.
Wiederum sind für verlässliche Ergebnisse erste und zweite Qualitätsindikatoren für eingeführte und weggelassene Kanten für die Luminanz- und Chrominanz-Teile eines farbigen Videosignals getrennt zu berechnen.
Aus heuristischen Optimierungen für die Luminanzsignale können verlässliche Ergebnisse durch das Setzen eines ersten Normalisierungsfaktors W1 in einem Bereich zwischen 15 und 30, vorzugsweise 20, gefunden werden, und umfassen einen variablen Anteil im Bereich zwischen 0,3 und 1, vorzugsweise 0,6 mal die maximalen Kantenwerte des Luminanzsignals, und ein zweiter Normalisierungsfaktor in einem Bereich zwischen 5 und 15, vorzugsweise 10. Für die Chrominanzsignale werden erste und zweite Normalisierungsfaktoren in einem Bereich zwischen 5 und 15 gewählt, vorzugsweise bei 10.
Demgemäss können für die Luminanzsignale in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung exzellente Qualitätsindikatoren erhalten werden aus:
wobei:
Q(L) = Qualitätsindikator für Luminanzsignale,
Y^L = Luminanzsignal, und
X^L = Kanten-Luminanzsignal.
Die Begründung für den Faktor 0,6 MAX(X^L _in Y^L _out) liegt im Gesetz von Weber, welches feststellt, dass bei grossen Luminanzwerten Betrachter weniger sensibel hinsichtlich dem absoluten Kontrast sind.
Für beide Chrominanzsignale C_R und C_B der Videosignale können Qualitätsindikatoren erhalten werden als:
wobei:
Q(C_R) = Qualitätsindikator für das Chrominanz C_R Signal,
Q(C_B) = Qualitätsindikator für das Chrominanz C_B Signal, Y^C _R = Chrominanz C_R Signal, und
Y^C _B = Chrominanz C_B Signal.
Unter Einsatz von mehrfachen linearen Regressionstechniken kann ein mittlerer Wertungswert (MOS) aus den sechs Qualitätsindikatoren, die erhalten worden sind, und den drei Qualitätsindikatoren, die aus dem LP-Abstand zwischen dem Referenz- oder Eingangsvideosignal und dem beeinträchtigten oder Ausgangsvideosignal abgeleitet worden sind. Mit der vorliegenden Erfindung erreicht die Korrelation zwischen dem berechneten MOS und dem beobachteten MOS aus subjektiven Messungen von menschlichen Testpersonen einen Wert von 0,9, was erforderlich ist für die Standardisierungszwecke innerhalb der ANSI-ITU.
Die Normalisierungsfaktoren und die Gewichte der Qualitätsindikatoren können weiter optimiert werden durch Ausführen des Verfahrens gemäss der Erfindung für subjektive Qualitätsdaten aus einer Anzahl von Trainings-Videosequenzen.
Die 5 zeigt in einem Flussdiagramm die Hauptschritte des Verfahrens gemäss der vorliegenden Erfindung.
Die Erfassung von Kanten und die Berechnung der Kantigkeit des Eingangsvideosignals sind in schematischer Weise durch die Kästen 25 und 26 dargestellt, während die Kästen 27 und 28 dasselbe für das Ausgangsvideosignal darstellen.
Aus den Kantensignalen, die in den Blöcken 26 und 28 erhalten worden sind, werden eingeführte und weggelassene Kanten in dem Ausgangssignal festgestellt, die durch die Kästen 29 und 33 bezeichnet sind.
In Übereinstimmung mit der menschlichen Wahrnehmung werden normalisierte Werte erhalten, indem ein erster und ein zweiter Nor malisierungsfaktor, wie er in den Blöcken 30 und 34 gezeigt wird, eingeführt wird. Die eingeführten Kanten werden in Bezug auf das Ausgangs-Kantensignal normalisiert, wohingegen die weggelassenen Kanten in dem Ausgangssignal in Bezug auf das Eingangssignal normalisiert werden.
Das Mitteln der erhaltenen Werte, in den Kästen 31 und 35 dargestellt, führt zu ersten und zweiten Qualitätsindikatoren gemäss der vorliegenden Erfindung, die durch die Blöcke 32 und 36 dargestellt werden.
Die 6 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Anordnung zum Erhalten von Qualitätsindikatoren für eine objektive Messung einer Videosignalqualität in Übereinstimmung mit dem Verfahren der Erfindung.
Am Eingangsanschluss 40 ist ein Ausgangsvideosignal Y_out in Zeit und Raum mit einem Eingangsvideosignal Y_in ausgerichtet, welches am Eingangsanschluss 41 anliegt. Die Kantenerfassung und die Berechnungsmittel 42 und 43 sind dafür da, um Kanten zu erfassen und die Stärke der Kanten zu quantifizieren, d. h. die Kantigkeit der jeweiligen Videosignale, und um Ausgangs- und Eingangs-Kantensignale zu liefern. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Mittel 42 und 43 für eine Sobel-Filterung der Videosignale angeordnet, insbesondere für eine verschmierte Sobel-Filterung.
Die Kantensignale, die geliefert worden sind, werden dem Mittel 44 zur Festlegung eines Verzerrungssignals oder Differenzsignals geliefert, wobei es sich um das Verzerrungssignal 20, welches in der 4 dargestellt ist, handeln kann.
Die Erfassungsmittel 45 arbeiten auf dem Verzerrungssignal zum Erfassen der eingeführten Kanten in dem Ausgangs-Kantensignal und die Erfassungsmittel 46 arbeiten auf dem Verzerrungssignal, um die weggelassenen Kanten in dem Ausgangs-Kantensignal festzustellen.
Aus den eingeführten Kanten wird in Kombination mit einem ersten Normalisierungsfaktor, der auf den Eingangsanschluss 47 eines Mittelungsmittels 49 angewandt wird, ein erster Qualitätsindikator 51 berechnet. Ein zweiter Qualitätsindikator 52 wird durch das Mittelungsmittel 50 aus dem weggelassenen Kantensignal in Übereinstimmung mit einem zweiten Normalisierungsfaktor berechnet, der an einem Eingangsanschluss 48 der Mittelungsmittel 50 angewandt wird.
Die Fachleute werden feststellen, dass die Kantenerfassung und Berechnungsmittel 42, 43 in einem einzigen Kantenbearbeitungsmittel kombiniert werden können, wenn entsprechende Multiplexertechniken angewandt werden. Dies ist auch gültig für die Erfassungsmittel 45 und 46 und auch für die Mittelungsmittel 49 und 50. Vorzugsweise wird ein Schaltkreis vorgelegt, der in einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC für Application Specific Integrated Circuit) integriert ist oder geeignet programmierte Prozessormittel umfasst.
Die Anordnung kann sowohl eingesetzt werden, um die Qualität von Videoübertragungen festzustellen, als auch um die Qualität von Video-Codecs oder anderen Videobearbeitungssystemen zu messen.
Während die vorliegende Erfindung in Bezug auf ein bestimmtes Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, wird es für den Fachmann klar sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die hier beschriebenen und erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Verschiedene Ausführungsbeispiele und Adaptionen neben den hier gezeigten und diskutierten als auch andere Veränderungen und äquivalente Anordnungen sind in genügender Weise durch die vorstehende Beschreibung und Zeichnungen offenbart, ohne dass sie aus dem Rahmen der vorliegenden Erfindung führen. Demgemäss ist gewollt, dass die Erfindung nur durch den Bereich der beigefügten Ansprüche begrenzt wird.

Claims

Verfahren zum Erhalt von Qualitätsindikatoren für eine objektive Feststellung eines verschlechterten oder Ausgangsvideosignals in Bezug auf ein Referenz- oder Eingangsvideosignal durch Quantifizieren der Stärke der Kanten oder Signalübergänge in sowohl den Eingangs- als auch den Ausgangsvideosignalen unter Einsatz von Kanten- oder Signalübergangserfassungen, welches Verfahren umfasst: – einen ersten Hauptschritt zur Erzeugung von Bildmerkmalen der Eingangs- und Ausgangsvideosignale, wobei die Bildmerkmale Kanteninformationen umfassen, und einen zweiten Hauptschritt zur Bestimmung von Qualitätsindikatoren aus den erzeugten Bildmerkmalen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Hauptschritt die Schritte umfasst: a) Erfassen von Kanten bei den Eingangs- beziehungsweise den Ausgangs-Videosignalen (25, 27); und b) Berechnen des Kantenverhaltens der Eingangs- und der Ausgangsvideosignale, Liefern der Eingangs- und Ausgangskantensignale (26, 28); und der zweite Hauptschritt die Schritte umfasst: c) Feststellen der eingeführten Kanten in dem Ausgangs-Kantensignal durch Vergleich der Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale der entsprechenden Teile der Eingangs- und Ausgangsvideosignale (29), wobei eingeführte Kanten Kanten sind, die im Ausgangs-Kantensignal vorhanden sind, und die an entsprechenden Positionen im Eingangs-Kantensignal nicht vorhanden sind; d) Feststellen von weggelassenen Kanten in dem Ausgangs- Kantensignal durch Vergleich der Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale von entsprechenden Teilen der Eingangs- und Ausgangsvideosignale (33), wobei weggelassene Kanten Kanten sind, die im Eingangs-Kantensignal vorhanden sind, und die an den entsprechenden Positionen im Ausgangs-Kantensignal nicht vorhanden sind; e) Erhalten von normalisierten Werten der eingeführten Kanten relativ zu dem Ausgangs-Kantensignal, welches durch einen ersten Normalisierungsfaktor (30) eingestellt worden ist; f) Erhalten von normalisierten Werten der weggelassenen Kanten relativ zum Eingangs-Kantensignal, welches durch einen zweiten Normalisierungsfaktor (34) eingestellt worden ist; g) Berechnen eines ersten Qualitätsindikators durch Mitteln der in dem Schritt e) (31, 32) erhaltenen Werte; und h) Berechnen eines zweiten Qualitätsindikators durch Mitteln der in dem Schritt f) (35, 36) erhaltenen Werte.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, i) dass die Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale als entsprechende unipolare Signale geliefert werden, j) dass die Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale von entsprechenden Teilen der Eingangs- und Ausgangs-Videosignale ausgerichtet sind, k) dass ein bipolares Verzerrungssignal durch Differenzbildung der ausgerichteten Eingangs- und Ausgangs-Videosignale erstellt wird, und l) dass die eingeführten und weggelassenen Kanten aus den jeweiligen Polaritäten des Verzerrungssignals erstellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Normalisierungsfaktoren in Übereinstimmung mit den Merkmalen der Videosignale gesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Normalisierungsfaktoren einen konstanten Anteil aufweisen, der in Übereinstimmung mit den Luminanz- und Chrominanzwerten der Videosignale gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Normalisierungsfaktor einen variablen Anteil umfasst, der aus den maximalen charakteristischen Kantenwerten der Videosignale erhalten wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale durch ein Sobel-Filtern geliefert werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale durch ein verbessertes oder verschmiertes Sobel-Filtern geliefert werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Qualitätsindikatoren aus entweder den Luminanz- und/oder Chrominanzsignalen der Eingangs- und Ausgangs-Videosignale erhalten werden.
Verfahren nach Anspruch 8, insbesondere abhängig von den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass für Luminanzsignale der konstante Teil des ersten Normalisierungsfaktors im Bereich zwischen 15 und 30 liegt, vorzugsweise bei 20; dass der konstante Teil des zweiten Normalisierungsfaktors im Bereich zwischen 5 und 15 liegt, vorzugsweise bei 10; und dass der variable Teil des ersten Normalisierungsfaktors im Bereich zwischen 0,3 und 1 mal, vorzugsweise bei 0,6 mal, des maximalen Wertes des Luminanzsignals der Eingangs- und Ausgangsvideosignale liegt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Chrominanzsignale der konstante Teil der ersten und zweiten Normalisierungsfaktoren im Bereich zwischen 5 und 15, vorzugsweise bei 10, liegt.
Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass aus den ersten und zweiten Qualitätsindikatoren für jeweils die Luminanz- und Chrominanzsignale gewichtete Qualitätsindikatoren erhalten werden und dass ein Mittelwert (MOS) aus den erhaltenen gewichteten Qualitätsindikatoren berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrfache lineare-Regressions-Techniken angewandt werden, um die ersten beziehungsweise zweiten Qualitätsindikatoren zu gewichten.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Normalisierungsfaktoren und/oder die Gewichtung der Qualitätsindikatoren aus Qualitätsindikatoren gesetzt werden, die aus subjektiven Qualitätsdaten und berechneten Qualitätsdaten erhalten worden sind.
Anordnung zum Erhalten von Qualitätsindikatoren für eine objektive Bestimmung eines beeinträchtigten oder Ausgangsvideosignals in Bezug auf ein Referenz- oder Eingangsvideosignal durch Quantifizierung der Stärke der Kanten- oder Signalübergänge in sowohl den Eingangs- als auch den Ausgangsvideosignalen unter Einsatz von Kanten- oder Signalübergangserfassung, welche Anordnung umfasst: – Mittel zur Erzeugung von Bildmerkmalen der Eingangs- und Ausgangsvideosignale, wobei die Bildmerkmale Kanteninformationen umfassen, und – Mittel zur Bestimmung von Qualitätsindikatoren aus den erzeugten Bildmerkmalen, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung von Bildmerkmalen umfassen: a) Mittel (42, 43) zur Erfassung von Kanten in den Eingangsbeziehungsweise Ausgangsvideosignalen; und b) Mittel (42, 43) zur Berechnung des Kantenverhaltens der Eingangs- und Ausgangsvideosignale, unter Lieferung der Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale; und die Mitteln zur Bestimmung der Qualitätsindikatoren umfassen: c) Mittel (45) zur Feststellung von eingefügten Kanten in dem Ausgangs-Kantensignal durch Vergleich der Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale von entsprechenden Teilen der Eingangs- und Ausgangsvideosignale, wobei eingeführte Kanten Kanten sind, die im Ausgangs-Kantensignal vorhanden sind und die an den entsprechenden Positionen im Eingangs-Kantensignal fehlen; d) Mittel (46) zur Bestimmung von weggelassenen Kanten in dem Ausgangs-Kantensignal durch Vergleich der Eingangs- und Ausgangs-Kantensignale von entsprechenden Teilen der Eingangs- und Ausgangsvideosignale, wobei weggelassene Kanten Kanten sind, die im Eingangs-Kantensignal vorhanden sind und die an den entsprechenden Positionen in dem Ausgangs-Kantensignal fehlen; e) Mittel (47) zum Erhalten von normalisierten Werten der eingeführten Kanten relativ in Bezug auf das Ausgangs-Kantensignal, welches durch einen ersten Normalisierungsfaktor eingestellt wird; f) Mittel (48) zum Erhalten von normalisierten Werten der weggelassenen Kanten relativ zum Eingangs-Kantensignal, welches durch einen zweiten Normalisierungsfaktor eingestellt wird; g) Mittel (49) zum Berechnen eines ersten Qualitätsindikators (51) durch Mitteln der in dem Schritt e) erhaltenen Werte; und h) Mittel (50) zum Berechnen eines zweiten Qualitätsindikators (52) durch Mitteln der in dem Schritt f) erhaltenen Werte.
Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantenerfassungs- und die Berechnungsmittel Sobel-Filtermittel umfassen.
Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantenerfassungs- und die Berechnungsmittel verbesserte oder verschmierte Sobel-Filtermittel umfassen.
Anordnung nach Anspruch 14, 15, oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung in einem digitalen Prozessormittel implementiert ist.
Verwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC) geeignet, um Mittel zu umfassen, um alle Verfahrensschritte nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 13 durchzuführen, oder die Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 17 umfassend.
Verwendung des Verfahrens, der Anordnung oder des ASIC nach einem der vorstehenden Ansprüche zur Messung der Qualität von Video-Codecs.
Verwendung des Verfahrens, der Anordnung oder des ASIC nach einem der Ansprüche 1 bis 18 zur Messung der Qualität von Videoübertragungen.