JP2001197527A - 実時間人間視覚システム行動モデル化方法 - Google Patents

実時間人間視覚システム行動モデル化方法

Info

Publication number
JP2001197527A
JP2001197527A JP2000340610A JP2000340610A JP2001197527A JP 2001197527 A JP2001197527 A JP 2001197527A JP 2000340610 A JP2000340610 A JP 2000340610A JP 2000340610 A JP2000340610 A JP 2000340610A JP 2001197527 A JP2001197527 A JP 2001197527A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image signal
variance
module
processed image
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000340610A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3498842B2 (ja
Inventor
Kevin M Ferguson
ケビン・エム・ファーガソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tektronix Inc
Original Assignee
Tektronix Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tektronix Inc filed Critical Tektronix Inc
Publication of JP2001197527A publication Critical patent/JP2001197527A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3498842B2 publication Critical patent/JP3498842B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Image Analysis (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実時間ビデオ環境で、ビデオ・システムの画
像品質を分析する。 【解決手段】 モジュール13、14は、基準ビデオ信
号及び劣化ビデオの各々をろ波して、処理済み画像信号
を夫々発生する。モジュール21、22は、モジュール
24からのノイズを複数の処理済み画像信号の各々に注
入する。モジュール27は、基準ビデオ信号に対する分
散を計算する。モジュール26は、モジュール21及び
22の出力信号の差を求め、モジュール28は、この差
に対する分散を計算する。モジュール30は、これら分
散を組み合わせて劣化の尺度を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、ビデオ映
像の品質を評価する方法に関し、特に、実時間で人間の
視覚システムの行動をモデル化する方法に関する。本発
明のモデル化方法では、客観的な尺度を求めて、ビデオ
圧縮のように損失のある方法により記録され伝送された
ビデオ画像信号内のエラーの主観的な評価を予測する。
【0002】
【従来の技術】ビデオ圧縮の如く損失を伴う処理が行わ
れたビデオ画像信号に生じたエラーに対する観察者の主
観的な反応を予測するために、人間視覚システム・モデ
ルを用いる従来方法には、コンピュータ化された高価な
人間視覚システム(HVS)モデルがある。このHVS
モデルは、例えば、アメリカ合衆国ニュージャージ州リ
バー・エッジのワールド・サイエンティフィック・パブ
リッシングが1995年に発行したジェイ・ルビン(J.
Lubin)著「ターゲット(目標)検出及び識別のための
視覚モデル」の第245〜283ページの「画像システ
ム設計及び評価用の視覚識別モデル」や、アメリカ合衆
国マサチューセッツ州ケンブリッジのMITプレスが1
993年に発行したエス・デーリー(S.Daly)著「デジ
タル画像及び人間視覚」の「画像忠実度の評価用アルゴ
リズム」などに記載されている。人間視覚モデルを用い
ないで、主観的な劣化評価を予測するのに用いる測定に
は、ANSI/IRT測定がある(ANSI T1.8
01.03−yyy「客観的性能援助に対する一方向の
信号パラメータのデジタル搬送」を参照されたい)。こ
のANSI/IRT測定では、一般的には高速である
が、ビデオ画像の内容が大幅に変動し、HVSモデルな
どによる主観的評価との相関が良好ではない。
【0003】ほとんどのHVSモデルは、コントラスト
検出及び弁別のしきい値の如く、JND(Just Noticea
ble Differences)と一般的に呼ばれている顕著な差の
しきい値を予測する方法に基づいている。モデルの構成
要素は、しきい値での模擬行動に基づいているので、し
きい値の上の、即ち、しきい値を越えた行動が保証され
ない。これらHVSモデルは、一般的に、以下のパラメ
ータにより影響される増分コントラスト検出及び弁別の
しきい値に類似の実際に定めた1つ以上の行動を考慮し
た1つ以上のステージを含んでいる。 ・平均ルミナンス ・網膜上のターゲット画像の角度範囲及びサイズ ・方向(ターゲット画像パターン及びマスカー(maske
r)の両方の回転) ・空間周波数(ターゲット画像パターン及びマスカーの
両方) ・時間周波数(temporal frequency)(ターゲット画像
パターン及びマスカーの両方) ・周囲(又は側部マスク効果) ・偏心(又は視覚/窩(fovea)の中心からの角距離) これら7つのパラメータの影響の1つ以上がHVSモデ
ルでどのように扱われるかという概略を以下に説明す
る。
【0004】まず、従来技術において、画像処理の流れ
がどのように行われていたかに注意する価値がある。H
VSモデルで必用となる処理時間の大部分は、次の2つ
の共通インプリメンテーションにある。 ・フィルタ・バンク(ガウシャン・ピラミッドの如き画
像分解) ・コントラスト利得制御(コントラスト・マスク化の非
直線性) 種々の方向、空間周波数帯域、極性などにて最大応答
で、画像をニューラル画像(非常に多くの単純な画像)
又はチャネルに分解するのにフィルタ・バンクが普及し
ている。実際的なインプリメンテーションでは、2方向
(水平、垂直)、4つの空間周波数帯域、及び2つの極
性での最少の分解には、基準画像信号に対して、1つの
処理段階に2×4×2=16の画像が必用であり、劣化
のあるビデオ画像信号に対しても同様である。
【0005】典型的なHVSモデルでは、コントラスト
感度関数と呼ばれている空間周波数の関数としての応答
感度を考慮する。このモデルのコントラスト感度部分
は、次のように求まる。 ・空間周波数副帯域(subband)及び回転方向の独特な
組み合わせに対応して、各フィルタ・バンク・チャネル
の各ピクセルにてコントラストを、高周波エネルギー対
低(直流)周波数に対する比、又はその均等物として計
算する。 ・副帯域及び回転方向に応じて、コントラスト値をスケ
ーリング(拡大/縮小)する。
【0006】コントラストの計算には、ハイパス及びロ
ウパスの2個の異なるフィルタと、各チャネルの各ピク
セルに対する分割とが必用である。この複雑で高価なア
ルゴリズム段階では、画像のセグメント又は自己類似領
域の角度範囲と、局部的ルミナンスの空間周波数感度関
数との分散を考慮しない。これらモデルには、「線形範
囲」が示されない。感度が一般的に最大の周波数にて、
1度当たり1サイクル及び4サイクルの間で、コントラ
スト感度は、平均ルミナンスの平方根に大雑把に比例し
て増加し、角度範囲に対しても同様である。よって、従
来技術では、かなり複雑でコンピュータ化された高価な
方法を含んでおり、平均ルミナンス及び角度範囲の影響
を無視することにより、しきい値予測に、大きさの程度
よりも大きなエラーがある。HVSの一部のモデルで
は、平均ルミナンス及び角度範囲の影響を考慮するよう
に提案されているが、これらは、その後の完全なHVS
モデルに明らかに適応しない。これは、見かけ上、複雑
さが更に加わるためである。
【0007】このモデルのコントラスト利得制御部分
は、一般的にジェイ・フォレイ(J.Foley)の功績に基
づく。彼の論文には、1994年6月に発行された「ア
メリカ光学学会誌(Journal of the Optical Society o
f America)」Vol.11,No.6の「人間ルミナ
ンス・パターン−視覚メカニズム:新たなモデルに必用
な実験をマスクする」がある。この論文では、最低限以
下が必用とされる。 ・総てのチャネルにわたりスケーリングされたコントラ
スト画像の各ピクセルのエネルギーの(平方)和を計算
する。高分解能チャネルにより加算するために、低分解
能チャネルをアップ・サンプリング(up-sample)す
る。このチャネルからチャネルへの変換は、この段階で
の有効スループットを改善し、インプリメンテーション
を更に複雑にする。 ・1チャネル当たりの1ピクセルに対して、1つの加算
と、2つの非整数の累乗と、1つの除算の操作を行う。
エム・キャノン(M.Cannon)は、アメリカ合衆国ニュー
ジャージ州リバー・エッジのワールド・サイエンティフ
ィック・パブリシングから1995年に発行した「ター
ゲット検出及び識別のための視覚モデル」の第88〜1
17ページの「上方しきい値コントラスト知覚のための
多数の空間フィルタ・モデル」で、かなり複雑になった
上方しきい値領域へモデルを拡張することを提案した。
しかし、これは、表向き一層複雑となったので、その後
の完全HVSモデルには明らかに適さなかった。
【0008】これらモデルのいずれもが空間周波数感度
の時間的影響が存在しなかったり、抑制効果のみを含ん
でいたり、相対的に複雑であった。
【0009】また、方向及び周辺の影響は、直交フィル
タ及びクロス・ピラミッド・レベル・マスクが可能な範
囲のみに及び、一般的には、HVS実験データとの一致
が良好ではない。
【0010】現在の画像品質分析器には、アメリカ合衆
国オレゴン州ビーバートンのテクトロニクス・インコー
ポレイテッド製PQA−200型分析器があり、この技
術は、アメリカ合衆国特許第5818520号(特開平
9−233502号に対応)に記載されている。この分
析器は、アメリカ合衆国ニュージャージ州プリンストン
のサーノフ(Sarnoff)コーポレーションのJNDMe
trix(商標)アルゴリズムを基にした非実時間のシ
ステムである。このシステムでは、基準画像信号を対応
する劣化したビデオ画像信号と比較して、HVSモデル
に応じて処理した差を求めている。この評価を行うため
には、被試験システムは、試験が完了するまで、どうし
てもサービス(被試験システムが本来提供する動作)を
行うことができなくなる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】そこで、実時間ビデオ
環境で、簡単に実施できるビデオ画像品質評価用の実時
間HVS行動モデル化システムが望まれている。
【0012】したがって、本発明の目的は、実時間ビデ
オ環境で、ビデオ・システムの画像品質を分析できる実
時間人間視覚システム行動モデル化方法の提供にある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は、基準画像信号
(基準ビデオ)から得た試験画像信号(劣化ビデオ)の
可視劣化を測定する人間視覚システムの行動を実時間で
モデル化する方法であって;複数の画像信号の各々をろ
波して、複数の処理済み画像信号を夫々発生する第1ス
テップ(モジュール13、14)と;ノイズ(モジュー
ル24)を複数の処理済み画像信号の各々に注入する第
2ステップ(モジュール21、22)と;基準画像信号
を表す処理済み画像信号に対する分散(モジュール2
7)、及び第2ステップで求めた複数の処理済み画像信
号の差を表す差処理済み画像信号(モジュール26)に
対する分散(モジュール28)を計算する第3ステップ
と;複数の分散を組み合わせて劣化の尺度を求める第4
ステップ(モジュール30)とを具えていることを特徴
とする。
【0014】本発明によれば、基準画像信号と、この基
準画像信号から得た試験画像信号とを別々のチャネルで
処理する。これら画像信号をルミナンス画像信号に変換
し、2次元ロウパス・フィルタでろ波(フィルタ処理)
して、処理済み画像信号を発生する。これら処理済み画
像信号を、類似の統計を有する領域にセグメント(区
分)化する。セグメント又は領域の平均が、処理済み画
像信号のピクセルから減算されて、潜在的に(implicit
ly)ハイパスろ波されたセグメント化済み兼処理済みの
画像信号を発生する。セグメント化された処理済み画像
信号にノイズを注入し、基準のセグメント化され且つ処
理済みの画像信号と、基準画像信号及び試験セグメント
化処理済み画像信号の差とに対して、分散を計算する。
差セグメント化処理済み画像信号に対する分散を、基準
セグメント化処理済み画像信号の分散により正規化す
る。この結果のN乗根を、試験画像信号の可視劣化の尺
度として求める。この可視劣化の尺度は、JND、MO
Sなどの適切な単位(ユニット)に変換してもよい。
【0015】本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添
付図を参照した以下の詳細説明から明らかになろう。
【0016】
【発明の実施の形態】人間視覚システムにおける種々の
ノイズ源の影響を調べると共に、文献のデータにより明
らかになった人間視覚システムの行動を試験するには、
以下の観察を行なう。
【0017】1.上側空間周波数レンジ、即ち、コント
ラスト感度関数でのルミナンス影響の線形領域での振幅
感度は、変化する平均ルミナンスに鈍感であり、依然、
周波数の平方根で下がっていく。これは、2次ロウパス
・フィルタに対応する。
【0018】2.ウェーバー(Weber)及びドフリース
・ローズ(Devries-Rose)領域(オックスホード・ユー
・プレスが1989年に発行したテーラー(Taylor)等
の「視覚モデルのためのコントラスト検出及び識別」
や、エヌ・グラハム(N.Graham)の「視覚パターン分析
器」を参照されたい)は、共に、低周波数レンジに対応
し、振幅感度は、変化する平均ルミナンスにより最も影
響される。種々の平均ルミナンスにおける振幅対周波数
曲線の試験により、平均ルミナンスに応じて、可変ハイ
パス・フィルタに類似した行動が明らかになる。同様な
観察を基にしたモデルが、ジャーナル・オブ・ジ・オプ
ティカル・ソサエティ・オブ・アメリカの1985年第
22巻第10号の第1769〜1786ページのコーン
スィート(Cornsweet)及びイェロット(Yellott)著
「輝度に基づく空間加法」により提案されている。ジャ
ーナル・オブ・ジ・オプティカル・ソサエティ・オブ・
アメリカの1989年第6巻の第312〜317ページ
のロハリ(Rohaly)及びブチェスバウム(Buchsbaum)
著「コントラスト感度関数におけるルミナンス分散に対
するグローバル空間色彩メカニズムの計算法」は、固定
ハイパス・フィルタ及び可変ロウパス・フィルタを用い
て、振幅に対抗したコントラストに基づくモデルを提案
している。総ての場合において、ロウパス・フィルタと
ハイパス・フィルタとを組み合わせるか、カスケード接
続してバンドパス・フィルタを構成しており、一方のフ
ィルタが固定で、他方のフィルタが平均ルミナンスの関
数となっている。コントラストの計算には加算ステップ
が必要なので、固定ロウパス・フィルタ及び可変ハイパ
ス・フィルタを含む振幅表現が一層効果的である。
【0019】3.近くの複数のしきい値輝度の間のコン
トラスト弁別におけるペデスタル効果は、空間静止(固
定)ノイズ、即ち、中心位置(foveal location)に依
存するが時間に独立したエラーと、人間視覚システムに
おける他のノイズとに一致する。ノイズ・フロア(nois
e floor)の下では、検出用のコントラスト増分が、ペ
デスタルしきい値の増加に伴って増加するが、ノイズ・
フロアの上では、検出用のコントラスト増分が、ペデス
タルしきい値の増加に伴って減少する。他には、非固定
ノイズが提案されているが、あきらかにこれらは完全な
HVSモデルに依然含まれており、ビデオ画像信号の視
覚劣化を予測するのに使用される。
【0020】4.角度範囲と、コントラスト及び弁別し
きい値の両方との間の2乗根(平方根)の規則関係は、
各画像を類似の統計の領域にセグメント化すべきことを
意味する。よって、完全な画像領域が、いくらか「コヒ
ーレント」な領域の小さな組み合わせに分割される。領
域が大きくなるほど、平均が減算されたときのハイパス
遮断周波数での実効コントラスト感度が低下する。
【0021】5.低下した平均ルミナンス、類似してい
ないマスク信号及び低下したパッチ領域によるコントラ
スト弁別増分上昇は、一致したフィルタを用いる最良の
信号検出に類似した処理を意味する。かかるシステムに
おいて、処理済み基準画像及び試験画像の相関係数を1
から減算して、差を測定できる。
【0022】6.相関係数を1から減算することは、し
きい値及び弁別を良好に予測するが、知覚上側しきい値
は良好には予測しない。しきい値の上では、知覚したコ
ントラストが、実際のコントラストの平方根に近似して
増加する。しきい値及び上側しきい値における行動を1
つの簡単な数学的表現に一致させるために、処理済み画
像差の正規化した分散のN乗根を用いるが、この例で
は、4乗根(0.25のべき乗)である。なお、以下の
式では、0.25を.25(小数点前の0を省略)で表
している。 [応答]= K *(var(Itest_proc - Iref_proc)/var
(Iref_proc)).25 なお、Iref_proc及びItest_procは、夫々処理し、ろ波
したノイズのある基準画像及び試験画像であり、var()
は、分散を示す。また、Kは、係数である。
【0023】(a)しきい値において、所望行動は、略
次のようになる。 [応答]=K*(sum(Itest_proc2 + Iref_proc2 - 2*Ite
st_proc*Iref_proc).25)/ (var(Iref_proc).25 [応答]≒ K*(2 - 2*correlation(Iref_proc,Itest_p
roc).25 = 1 なお、sum()は加算を示し、correlation()は相関を示
す。 (b)しきい値以上で、所望行動は、次のように近似さ
れる。 [応答]= K*(sum(|Itest_proc - Iref_proc|2)/var
(Iref_proc)).25 また、フラット・フィルタ画像基準に対して、 Iref_proc = noise であり、 [応答]= K* (sum(|Itest_proc|2)/var(noise)).25 である。noiseは、ノイズである。ここで、ゼロ・コン
トラストに対するコントラストの上側しきい値応答は、
コントラストの平方根として増加する。よって、しきい
値及び上側しきい値条件の両方が一致する。都合のよい
ことに、全体の画像がセグメント測定にわたって蓄えら
れるまで、N乗根の必要性がない。これは、本実施例
で、q=4のqノルムをとるのと等化である。
【0024】対応するモデル要素及び6つの校正パラメ
ータは、次のようになる。 (a)2次元無限インパルス応答の2次ロウパス・フィ
ルタ校正パラメータは、(i)便宜上、表示モデルに配
置できる「入力スケール」と、(ii)ダブル・ポール
を設定する「帰還係数」とを含む。これは、当業者に周
知の等化有限インパルス応答フィルタで実施できる。
【0025】(b)セグメント化(領域発展)は、
(i)セグメント・ブロック平均総合に対するしきい値
と、(ii)ブロック分散の近似セグメント分散に対す
るしきい値とにより管理される。再計算ブロックは、セ
グメント・ブロック手段を用いて、セグメント内のルミ
ナンスの平均を示し、各ピクセルから局部的平均(対応
セグメントのルミナンスを意味する)を減算する。
【0026】(c)ノイズ発生器及び「オブスキュラー
(obscurer)」(最高価値の演算子)校正は、ノイズ振
幅の選択を必要とする。各セグメントにとって、正規化
された差分散(処理済み基準の分散から劣化をマイナス
したvar(Iref_proc - Itest_proc)を処理済み基準画像
のvar(Iref_proc)の分散で除算)を計算する。このステ
ップには、校正定数が必要ない。
【0027】(d)全体画像に対して、集合的な尺度
を、セグメント正規化差分散の平均のN乗根として計算
する。なお、例えば、N=4である。この集合的な尺度
を、変換又はスケーリング係数により適切な単位に変換
する(しきい値又はJND単位に対するK)。
【0028】図1を参照する。この図1は、HVSモデ
ルの精度の大部分と、非HVSモデルに匹敵する効率と
を組み合わせて従来技術を改善した画像品質評価装置の
ブロック図(流れ図)を示す。基準ビデオ信号及び劣化
(試験)ビデオ信号をルミナンス表示モジュール11及
び12に夫々入力して、ルミナンス単位に変換する。コ
ントラスト感度しきい値データに対応する空間周波数応
答を2次元(2D)2次ロウパス・フィルタ・モジュー
ル13及び14、並びに1個の潜在的なハイパス・フィ
ルタで夫々実現する。(減算モジュール17及び18
で、ブロック平均計算モジュール15及び16からの局
部的な平均(ロウパス)値から各個別のピクセルを減算
する。)このフィルタの組み合わせが、各方向、平均ル
ミナンス及びセグメント領域に関する論文のデータ(コ
ントラスト感度対周波数)が示唆した条件を満足させ
る。このステージからのたった1つの画像出力は、各画
像に対する後続のステージにより処理される。この点
が、従来技術のフィルタ・バンクからの多数の画像出力
と対照的な点である。次に、非直線時間フィルタを挿入
して、HVSモデルの多量の時間的行動を考慮するが、
この実施例では示さない。
【0029】ブロック平均計算モジュール15及び16
により、3ピクセル×3ピクセルのブロックにおけるブ
ロック平均を計算する。両方のチャンネルにおいて、セ
グメント境界判断モジュール20は、ブロック平均の中
間及び他の簡単なブロック統計に基づいて画像をセグメ
ント化する。しかし、計算資源を簡略化し且つ少なくす
るために、セグメント境界判断モジュール20を削除し
てもよい。現在のセグメント化アルゴリズムに用いるブ
ロック計算は、ローカル(ブロック)平均ルミナンス及
び前の分散を含んでいる。しかし、単純な最大値及び最
小値を、領域を発展させるのに用いてもよい。各ブロッ
クの中間を、それの属するセグメントにわたって平均化
し、新たなブロック中間を作る。減算モジュール17及
び18は、これらブロック中間を、対応ブロックの各ピ
クセルから減算する。なお、これらブロックは、潜在的
なハイパス・フィルタに作用する。
【0030】コアリング動作モジュール21及び22
は、ろ波された入力画像の絶対値と、ノイズの空間的に
固定されたパターンの絶対値との大きい方を選択して、
ノイズ発生器モジュール24からのノイズを各ピクセル
に注入する。ここで、 |A|>|B|の場合、 コア(A,B)=(|A|−|B|) であり、|A|<|B|の場合、 コア(A,B)=0 である。なお、Aは信号であり、Bはノイズである。セ
グメント分散計算モジュール27は、基準画像セグメン
トIrefに対する分散var(Iref')を計算する。減算セグメ
ント26は、基準画像セグメントIref及び試験画像セグ
メントItestの間の差Iref-Itestを求める。セグメント
分散計算モジュール28は、この差Iref-Itestに対する
セグメント分散(Iref'-Itest')を計算する。正規化モジ
ュール30は、各セグメントに対して、基準分散(Ire
f')により、試験(差)チャンネル分散(Iref'-Ites
t')を正規化(除算)して、2チャンネルのセグメント
分散データ・セットを組み合わせる。
【0031】最後に、尺度モジュール32で、各セグメ
ントの正規化した分散の平均(平均(x))のN乗根
(1/N乗)を計算して、集合的な尺度を求める。この
実施例では、N=4であるが、Nは、任意の整数値でよ
い。変換モジュール34は、この集合的な尺度を拡大/
縮小(スケーリング)するか、又は、JND、MOSな
どの適切な単位に変換する。
【0032】
【発明の効果】上述の如く、本発明による実時間人間視
覚システム行動モデル化方法は、2つの信号を並列のチ
ャンネルで処理し、基準画像用及び差(基準−試験)画
像用の平均化セグメント分散を求め、この平均化セグメ
ント分散を正規化し、N乗根を求めて集合的な尺度を得
て、この結果を適切な単位に変換することにより、基準
ビデオ画像信号から試験ビデオ画像信号の劣化を測定す
る。よって、本発明は、実時間ビデオ環境で、ビデオ・
システムの画像品質分析を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実時間人間視覚システム行動モデ
ル化方法を用いるビデオ映像品質評価用のシステムのブ
ロック図である。
【符号の説明】
11、12 ルミナンス表示モジュール 13、14 ロウパス・フィルタ・モジュール 15、16 ブロック平均計算モジュール 17、18、26 減算モジュール 20 セグメント境界判断モジュール 21、22 コアリング動作モジュール 24 ノイズ発生器モジュール 27、28 セグメント分散計算モジュール 30 正規化モジュール 32 尺度モジュール 34 変換モジュール

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準画像信号から得た試験画像信号の可
    視劣化を測定する人間視覚システムの行動を実時間でモ
    デル化する方法であって、 複数の上記画像信号の各々をろ波して、複数の処理済み
    画像信号を夫々発生する第1ステップと、 ノイズを複数の上記処理済み画像信号の各々に注入する
    第2ステップと、 上記基準画像信号を表す上記処理済み画像信号に対する
    分散、及び上記第2ステップで求めた複数の上記処理済
    み画像信号の差を表す差処理済み画像信号に対する分散
    を計算する第3ステップと、 複数の上記分散を組み合わせて上記劣化の尺度を求める
    第4ステップとを具えた実時間人間視覚システム行動モ
    デル化方法。
  2. 【請求項2】 上記第4ステップは、 上記基準処理済み画像信号の分散を用いて、上記差処理
    済み画像信号の正規化した分散を求め、 上記正規化した分散のN乗根を上記劣化の尺度とするこ
    とを特徴とする請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 上記劣化の尺度を適切な単位に変換する
    ステップを更に具えたことを特徴とする請求項1の方
    法。
  4. 【請求項4】 上記第1ステップは、 上記基準画像信号及び上記試験画像信号の各々をルミナ
    ンス画像信号に変換し、 上記ルミナンス画像信号の各々を2次元ロウパス・フィ
    ルタ処理して、上記処理済み画像信号の各々を発生する
    ことを特徴とする請求項1の方法。
JP2000340610A 1999-11-11 2000-11-08 実時間人間視覚システム行動モデル化方法 Expired - Fee Related JP3498842B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/438,697 US6678424B1 (en) 1999-11-11 1999-11-11 Real time human vision system behavioral modeling
US09/438697 1999-11-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001197527A true JP2001197527A (ja) 2001-07-19
JP3498842B2 JP3498842B2 (ja) 2004-02-23

Family

ID=23741664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000340610A Expired - Fee Related JP3498842B2 (ja) 1999-11-11 2000-11-08 実時間人間視覚システム行動モデル化方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6678424B1 (ja)
EP (1) EP1100278B1 (ja)
JP (1) JP3498842B2 (ja)
KR (1) KR100647146B1 (ja)
CN (1) CN1183781C (ja)
DE (1) DE60020795T2 (ja)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006060790A (ja) * 2004-07-12 2006-03-02 Microsoft Corp 動き補償時間フィルタリングにおける適応アップデート
WO2009133900A1 (ja) * 2008-04-30 2009-11-05 日本電気株式会社 画質評価システム、方法およびプログラム
WO2009133884A1 (ja) * 2008-04-30 2009-11-05 日本電気株式会社 画質評価方法、画質評価システムおよびプログラム
WO2009133879A1 (ja) * 2008-04-30 2009-11-05 日本電気株式会社 画像評価方法、画像評価システム及びプログラム
US8213503B2 (en) 2008-09-05 2012-07-03 Microsoft Corporation Skip modes for inter-layer residual video coding and decoding
US8340177B2 (en) 2004-07-12 2012-12-25 Microsoft Corporation Embedded base layer codec for 3D sub-band coding
US8374238B2 (en) 2004-07-13 2013-02-12 Microsoft Corporation Spatial scalability in 3D sub-band decoding of SDMCTF-encoded video
US8493513B2 (en) 2006-01-06 2013-07-23 Microsoft Corporation Resampling and picture resizing operations for multi-resolution video coding and decoding
US8711948B2 (en) 2008-03-21 2014-04-29 Microsoft Corporation Motion-compensated prediction of inter-layer residuals
US8953673B2 (en) 2008-02-29 2015-02-10 Microsoft Corporation Scalable video coding and decoding with sample bit depth and chroma high-pass residual layers
US9571856B2 (en) 2008-08-25 2017-02-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Conversion operations in scalable video encoding and decoding

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6876381B2 (en) * 2001-01-10 2005-04-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. System and method for providing a scalable objective metric for automatic video quality evaluation employing interdependent objective metrics
US6941017B2 (en) * 2001-09-18 2005-09-06 Tektronix, Inc. Temporal processing for realtime human vision system behavior modeling
US20040036772A1 (en) * 2001-09-25 2004-02-26 Pugel Michael Anthony Method for optimizing the level of rf signals by comparing quality of the rf signals under different operation modes
US7139035B2 (en) * 2002-12-30 2006-11-21 Texas Instruments Incorporated Video noise floor estimator with impulse noise detection
US20040207643A1 (en) * 2003-04-18 2004-10-21 Bozidar Janko Attention model enhanced video waveform monitor
GB0314161D0 (en) * 2003-06-18 2003-07-23 British Telecomm Edge analysis in video quality assessment
CN1938727A (zh) * 2004-02-27 2007-03-28 Td视觉有限公司 用于数字解码3d立体视频图像的方法和***
EP2538676A3 (en) * 2004-02-27 2014-01-08 Tdvision Corporation S.A. DE C.V. Method and system for digital coding 3D stereoscopic video images
US7405747B2 (en) * 2004-04-14 2008-07-29 Tektronix, Inc. Extended K2T measurement of video
US7356195B2 (en) * 2004-04-29 2008-04-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. System and method for estimating image sharpness
US7715646B2 (en) 2005-03-25 2010-05-11 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Unified visual measurement of blur and noise distortions in digital images
US7801385B2 (en) * 2005-05-10 2010-09-21 Intel Corporation Perceptual filter support techniques
US8396468B1 (en) 2005-09-15 2013-03-12 At&T Mobility Ii Llc Assessing performance and quality of a mobile communication service
US8620293B2 (en) * 2005-09-15 2013-12-31 At&T Mobility Ii Llc Location-based transmitter selection and handoff
US8587630B1 (en) 2005-09-15 2013-11-19 At&T Mobility Ii Llc Assessing performance and quality of a mobile communication service
US8509761B2 (en) * 2005-09-15 2013-08-13 At&T Mobility Ii Llc Location based services quality assessment
US20080012856A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Daphne Yu Perception-based quality metrics for volume rendering
KR100824264B1 (ko) * 2006-11-23 2008-04-24 주식회사 이노와이어리스 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치 및 방법
JP5512522B2 (ja) * 2007-09-28 2014-06-04 オセ−テクノロジーズ・ベー・ヴエー Mtfの適応可能な補正のための方法、装置、およびコンピュータプログラム
WO2011133505A1 (en) 2010-04-19 2011-10-27 Dolby Laboratories Licensing Corporation Quality assessment of high dynamic range, visual dynamic range and wide color gamut image and video
PL2508754T3 (pl) 2011-04-04 2016-10-31 System napędowy dla siłowni wiatrowej
US8743291B2 (en) 2011-04-12 2014-06-03 Dolby Laboratories Licensing Corporation Quality assessment for images that have extended dynamic ranges or wide color gamuts
DK2573386T3 (en) 2011-09-26 2015-02-09 Siemens Ag Drive system for a wind power plant
CN102447945B (zh) * 2011-11-22 2013-09-25 河海大学 一种图像亮度的jnd值测定方法
CN103070671B (zh) * 2013-01-31 2014-07-30 郑州大学 啮齿类动物视觉认知行为功能自动化测评***
CN109285146B (zh) * 2018-08-30 2021-12-10 南京邮电大学 基于恰可觉察失真的全参考图像质量评价方法
CN110399886B (zh) * 2019-07-15 2022-09-30 华侨大学 一种屏幕图像jnd模型构建方法
DE102022101854A1 (de) 2021-06-02 2022-12-22 HELLA GmbH & Co. KGaA Verfahren zur Analyse einer Leuchtdichteverteilung des von einer Beleuchtungsvorrichtungfür ein Fahrzeug ausgehenden Lichts

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4918633A (en) * 1985-11-25 1990-04-17 Eastman Kodak Company Digital image noise reduction method and transmission system
US5010405A (en) * 1989-02-02 1991-04-23 Massachusetts Institute Of Technology Receiver-compatible enhanced definition television system
US5309526A (en) * 1989-05-04 1994-05-03 At&T Bell Laboratories Image processing system
US5313298A (en) * 1992-03-05 1994-05-17 Rubin, Bednarek And Associates, Inc. Video companding method and system
US5446492A (en) 1993-01-19 1995-08-29 Wolf; Stephen Perception-based video quality measurement system
US5790717A (en) 1993-10-26 1998-08-04 Bell Communications Research Inc. Apparatus and method for predicting subjective quality of compressed images
US5818520A (en) * 1996-02-12 1998-10-06 Tektronix, Inc. Programmable instrument for automatic measurement of compressed video quality
US5719966A (en) 1996-03-29 1998-02-17 David Sarnoff Research Center, Inc. Apparatus for assessing the visiblity of differences between two image sequences
US5974159A (en) 1996-03-29 1999-10-26 Sarnoff Corporation Method and apparatus for assessing the visibility of differences between two image sequences
US6360022B1 (en) * 1997-04-04 2002-03-19 Sarnoff Corporation Method and apparatus for assessing the visibility of differences between two signal sequences
GB9803580D0 (en) 1998-02-21 1998-04-15 Nds Ltd Determining visually noticeable differences between two images
US6285797B1 (en) * 1999-04-13 2001-09-04 Sarnoff Corporation Method and apparatus for estimating digital video quality without using a reference video

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006060790A (ja) * 2004-07-12 2006-03-02 Microsoft Corp 動き補償時間フィルタリングにおける適応アップデート
US8340177B2 (en) 2004-07-12 2012-12-25 Microsoft Corporation Embedded base layer codec for 3D sub-band coding
US8442108B2 (en) 2004-07-12 2013-05-14 Microsoft Corporation Adaptive updates in motion-compensated temporal filtering
US8374238B2 (en) 2004-07-13 2013-02-12 Microsoft Corporation Spatial scalability in 3D sub-band decoding of SDMCTF-encoded video
US8493513B2 (en) 2006-01-06 2013-07-23 Microsoft Corporation Resampling and picture resizing operations for multi-resolution video coding and decoding
US9319729B2 (en) 2006-01-06 2016-04-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Resampling and picture resizing operations for multi-resolution video coding and decoding
US8780272B2 (en) 2006-01-06 2014-07-15 Microsoft Corporation Resampling and picture resizing operations for multi-resolution video coding and decoding
US8953673B2 (en) 2008-02-29 2015-02-10 Microsoft Corporation Scalable video coding and decoding with sample bit depth and chroma high-pass residual layers
US8964854B2 (en) 2008-03-21 2015-02-24 Microsoft Corporation Motion-compensated prediction of inter-layer residuals
US8711948B2 (en) 2008-03-21 2014-04-29 Microsoft Corporation Motion-compensated prediction of inter-layer residuals
US8503822B2 (en) 2008-04-30 2013-08-06 Nec Corporation Image quality evaluation system, method, and program utilizing increased difference weighting of an area of focus
US8644642B2 (en) 2008-04-30 2014-02-04 Nec Corporation Image quality evaluation method, system, and program based on an alternating-current component differential value
US8699818B2 (en) 2008-04-30 2014-04-15 Nec Corporation Method, system, and program for determining image quality based on pixel changes between image frames
WO2009133879A1 (ja) * 2008-04-30 2009-11-05 日本電気株式会社 画像評価方法、画像評価システム及びプログラム
WO2009133884A1 (ja) * 2008-04-30 2009-11-05 日本電気株式会社 画質評価方法、画質評価システムおよびプログラム
US9280705B2 (en) 2008-04-30 2016-03-08 Nec Corporation Image quality evaluation method, system, and computer readable storage medium based on an alternating current component differential value
WO2009133900A1 (ja) * 2008-04-30 2009-11-05 日本電気株式会社 画質評価システム、方法およびプログラム
US9571856B2 (en) 2008-08-25 2017-02-14 Microsoft Technology Licensing, Llc Conversion operations in scalable video encoding and decoding
US10250905B2 (en) 2008-08-25 2019-04-02 Microsoft Technology Licensing, Llc Conversion operations in scalable video encoding and decoding
US8213503B2 (en) 2008-09-05 2012-07-03 Microsoft Corporation Skip modes for inter-layer residual video coding and decoding

Also Published As

Publication number Publication date
CN1296361A (zh) 2001-05-23
DE60020795T2 (de) 2006-05-04
EP1100278A3 (en) 2003-01-22
EP1100278B1 (en) 2005-06-15
KR100647146B1 (ko) 2006-11-17
CN1183781C (zh) 2005-01-05
US6678424B1 (en) 2004-01-13
DE60020795D1 (de) 2005-07-21
EP1100278A2 (en) 2001-05-16
KR20010051612A (ko) 2001-06-25
JP3498842B2 (ja) 2004-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3498842B2 (ja) 実時間人間視覚システム行動モデル化方法
Aydin et al. Video quality assessment for computer graphics applications
US6888564B2 (en) Method and system for estimating sharpness metrics based on local edge kurtosis
Heeger et al. A model of perceptual image fidelity
KR100347202B1 (ko) 이미지스트림을국부적콘트라스트단위들로분해하는방법및장치
Gao et al. Image quality assessment and human visual system
US8908989B2 (en) Recursive conditional means image denoising
US6690839B1 (en) Efficient predictor of subjective video quality rating measures
JP2002503360A (ja) 2つの画像系列の差の可視性を評価する方法および装置
JP2005354685A (ja) パターン適応型フィルターリングによる映像信号の平滑化装置及びその平滑化方法
JP2000078618A (ja) ビデオ画像品質の評価方法
Zhang et al. Data-driven transform-based compressed image quality assessment
JP3955517B2 (ja) 実時間ヒューマン・ビジョン・システム行動モデル化方法
Yu et al. Fast bilateral filtering by adapting block size
Trivedi et al. A new contrast measurement index based on logarithmic image processing model
US7102667B2 (en) Picture quality diagnostics for revealing cause of perceptible impairments
Osberger et al. A computational model of the human visual system for image quality assessment
Eriksson et al. Modeling the perception of digital images: A performance study
Fanning Metrics for image-based modeling of target acquisition
Avadhanam et al. Prediction and measurement of high quality in still-image coding
Benzi et al. A bio-inspired synergistic virtual retina model for tone mapping
Rao et al. Combined transform and spatial domain based “no reference” measure for underwater images
Ernawan et al. A Psychovisual Threshold for Generating Quantization Process in Tchebichef Moment Image Compression.
Kitanovski et al. Masking in chrominance channels of natural images—Data, analysis, and prediction
RU2695424C1 (ru) Устройство для улучшения качества изображений

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3498842

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071205

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081205

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091205

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091205

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101205

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101205

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111205

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111205

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121205

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121205

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131205

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees