KR100824264B1

KR100824264B1 - 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치 및 방법

Info

Publication number: KR100824264B1
Application number: KR1020060116483A
Authority: KR
Inventors: 정진섭; 곽영수; 김진만; 정진삼; 이재환
Original assignee: 주식회사 이노와이어리스
Priority date: 2006-11-23
Filing date: 2006-11-23
Publication date: 2008-04-24

Abstract

본 발명은 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 통신망을 거쳐 입력되는 수신영상과 그 기준이 되는 참조영상 간의 화질을 비교하고, 이러한 비교 결과에 따라 참조영상에 대비되는 수신영상의 품질을 나타내는 산출값을 출력함으로써 통신망의 영상데이터 송/수신 상태를 점검할 수 있도록 한 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치 및 방법에 관한 것이다.

또한, 품질테스트의 시작을 알리는 시작동기영상과 실제 품질테스트를 위한 테스트영상을 포함하여 이루어진 수신영상을 통신망을 통해 수신하는 인터페이스부; 상기 인터페이스부를 통해 입력된 수신영상을 색 신호로 디코딩하는 코덱부; 상기 코덱부로부터 입력된 상기 색 신호의 명도, 채도 및 색상 정보 중 어느 하나의 값을 확인하여 각각의 프레임당 평균값을 계산하고, 상기 계산된 평균값을 토대로 상기 수신영상 중에서 테스트영상을 검출하는 테스트영상검출부; 및 상기 테스트영상검출부에서 검출된 테스트영상을 그 기준이 되는 참조영상에 동기화시키고, 상기 동기화된 상태에서 상기 테스트영상과 상기 참조영상 간의 화질을 비교하고, 상기 비교한 결과에 따라 MOS값을 산출하여 출력하는 MOS측정부를 포함하여 이루어진다.

영상, 화질, MOS, 동기화, 통신망

Description

통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치 및 방법{apparatus and method for measuring image received via network}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상품질측정시스템의 네트워크 구성도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 품질측정용 영상의 프레임 구조를 예시한 도면,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상품질측정장치의 기능모듈 구성도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상품질측정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100: 영상품질측정장치 110: 터미널

120: 인터페이스부 130: 코덱부

140: 테스트영상검출부 150: MOS 측정부

160: 디스플레이부

200: VoIP폰 300: 컴퓨터

400, 500: 이동통신단말기 600: LCD모니터

700: 이동통신망 800: 인터넷

근래 들어, 정보/통신분야의 비약적인 발전에 힘입어 이제는 휴대품화될 정도로 이동통신 단말기가 보편화되어 있고, 나아가 음성통화나 문자메시지 송/수신이 주기능이었던 것은 이미 오래전이며, 새로운 기술의 출현에 따라 다종다양한 기능을 갖는 신 모델들이 속속 출시되어 구 모델들을 빠르게 대체하고 있다. 특히, 방송과 통신이 결합된 새로운 개념의 디지털 멀티미디어방송(Digital Multimedia Broadcasting; DMB)서비스가 당 업계에서 활발히 진행됨에 따라 이에 발맞춰 단말기 제조사도 DMB 수신 기능을 주기능으로 한 신 모델을 적극적으로 출시하고 있는 추세이다.

또한, 얼마 전까지만 하여도 인터넷에 접근하는 방식은 유선을 통해 이루어지는 것이 보편적이었으나 근래 들어서는 WAP(Wireless Application Protocol)이나 WIPI 등의 플랫폼을 기반으로 이동통신망을 통해 접근하는 방식이나 공중 무선 LAN과 액세스 포인트(Access Point)를 통해 접근하는 방식을 통해 인터넷에 접근할 수 있게 되었으며, 더 나아가서는 ADSL 수준의 품질과 비용으로 정지 또는 저속 이동 중에도 고속 인터넷 접속할 수 있는 휴대인터넷(WiBro 또는 WiMax) 방식이 현재 상용화를 위해 적극적으로 개발 진행중에 있다.

따라서, 단말기 제조사의 경우에는 보다 양질의 영상품질을 고객에게 제공하기 위해 자기가 제조한 단말기로 수신되는 실제 영상의 품질을 확인할 필요가 있고, 이동통신사의 경우에도 자기가 운용 및 유지·보수하는 이동통신망의 성능이나 상태를 체크하여 최적화시키기 위한 용도로 네트워크를 거치는 실제 영상의 품질을 확인할 필요가 있음에도 불구하고, 현재까지 이에 대한 개발이 이루어져 있지 않은 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 통신망을 거쳐 수신되는 수신영상을 그 기준이 되는 참조영상과 동기화시키고, 이렇게 동기화된 상태에서 참조영상에 비교되는 수신영상의 화질을 평가하도록 한 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치는 품질테스트의 시작을 알리는 시작동기영상과 실제 품질테스트를 위한 테스트영상을 포함하여 이루어진 수신영상을 통신망을 통해 수신하는 인터페이스부; 상기 인터페이스부를 통해 입력된 수신영상을 색 신호로 디코딩하는 코덱부; 상기 코덱부로부터 입력된 상기 색 신호의 명도, 채도 및 색상 정보 중 어느 하나의 값 을 확인하여 각각의 프레임당 평균값을 계산하고, 상기 계산된 평균값을 토대로 상기 수신영상 중에서 테스트영상을 검출하는 테스트영상검출부; 및 상기 테스트영상검출부에서 검출된 테스트영상을 그 기준이 되는 참조영상에 동기화시키고, 상기 동기화된 상태에서 상기 테스트영상과 상기 참조영상 간의 화질을 비교하고, 상기 비교한 결과에 따라 MOS값을 산출하여 출력하는 MOS측정부를 포함하여 이루어진 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치를 제공한다.

전술한 구성에서, 상기 인터페이스부에는 통신단말기와의 연결을 위한 호를 발생시키는 기능이 포함되거나 영상 수신을 위한 영상프로토콜을 컨트롤하는 기능이 포함되는 것이 바람직하고, 상기 색 신호는 RGB 또는 YUV 신호인 것이 바람직할 것이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정방법은 통신망을 통해 수신되는 품질테스트의 시작을 알리는 시작동기영상과 실제 품질테스트를 위한 테스트영상을 포함하여 이루어진 수신영상을 그 기준이 되는 참조영상과 비교하고, 상기 비교한 결과에 따라 MOS값을 산출하는 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정방법에 있어서, 상기 수신영상을 색 신호로 디코딩하는 (a) 단계; 상기 (a) 단계에서 디코딩된 색 신호의 명도, 채도 및 색상 정보 중 어느 하나의 값을 확인하여 각각의 프레임당 평균값을 계산하는 (b) 단계; 상기 (b) 단계에서 계산된 평균값을 토대로 수신된 수신영상 중에서 테스트영상을 검출하는 (c) 단계; 상기 (c) 단계에서 검출된 테스트영상을 그 기준이 되는 참조영상에 동기화시키는 (d) 단계; 상기 동기화된 상태에서 상기 테스트영상과 상기 참조영상 간의 화질을 비교 하여 상기 테스트영상의 MOS값을 산출하는 (e) 단계; 및 상기 (e) 단계에서 산출된 MOS값을 출력하는 (f) 단계를 포함하여 이루어진 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정방법을 제공한다. 여기서, 색 신호는 RGB 또는 YUV 신호인 것이 바람직하다.

이하 본 발명을 설명하기에 앞서, 영상품질을 측정하는 방법으로 MOS 알고리즘이라는 것이 제안되어 있다. 즉, 본 발명에서는 이러한 MOS(Mean Opinion Score)알고리즘을 이용하여, 통신망을 거쳐 수신된 영상을 그 기준이 되는 '참조영상'과 화질을 비교하고, 참조영상에 대비되는 수신영상의 화질등급을 산출하게 되는 것이다. 예를 들어, 수신영상의 화질등급은 아래의 표 1과 같이 5단계로 평가될 수 있을 것이며, 이와 같은 MOS 알고리즘은 구체적으로, ITU-T에서 권고한 J.144(rev.1)에 정의된 MOS 알고리즘인 것이 바람직할 것이다.

한편, 상기한 수신영상은 통신망을 거쳐 수신되는 만큼, 정확한 영상품질테스트를 위해서는 수신영상과 참조영상을 동기화시키는 것이 무엇보다 중요할 것인바, 이하에는 이를 중점적으로 다루게 될 것이고, 또한 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치 및 방법에 대해서 상세하게 설명한다.

MOS 값	품질등급
5	수(Excellent)
4	우(Good)
3	미(Fair)
2	양(Poor)
1	가(Bad)

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상품질측정시스템의 네트워크 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 영상품질측정시스템에 따르면 이동통신망(700)을 통해 이동통신단말기(400, 500) 사이에 송/수신되는 영상을 대상으로 한 MOS 측정과, 컴퓨터(300)나 화상전화가 가능한 VoIP폰(200)으로부터 인터넷(800)과 이동통신망(700)을 경유하여 이동통신단말기(500)로 수신되는 영상을 대상으로 한 MOS 측정과, 이동통신단말기(400)로부터 이동통신망(700)과 인터넷(800)을 경유하여 수신되는 영상을 대상으로 한 MOS 측정 등이 가능할 것이다. 이외에도 도 1에 도시한 단말기(200, 300, 400)가 아닌, 컨텐츠 제공자(Contents Provider; CP) 등이 구축해 놓은 영상을 제공하기 위한 서버로부터 이동통신망(700) 및 인터넷(800) 중 적어도 어느 하나를 경유하여 수신되는 영상을 대상으로 한 MOS 측정도 가능할 것이다. 이에 따라, 본 발명에 따른 영상품질측정장치(100)는 인터넷(800)을 통해 수신된 영상의 품질을 측정하거나 이동통신단말기(500)에 연결되어 이동통신망(700)을 통해 수신되는 영상의 품질을 측정할 수 있을 것이며, 이렇게 품질 테스트된 영상과 그 결과인 MOS측정값이 LCD 모니터(600)를 통해 출력될 수 있을 것이다. 여기서, 영상품질측정장치(100)에는 무선으로 인터넷(800)이나 이동통신망(700)에 직접 접속 가능하게 하는 무선주파 송/수신 모듈이 탑재되는 것이 바람직한바, 이에 따라 영상품질측정장치(100)는 이동성이 더욱 보장되어 차량을 통해 각 지역 예를 들면, 각 기지국에서의 실제 영상 품질을 비교 측정할 수 있을 것이다.

한편, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 품질측정용 영상의 프레임 구조를 예시한 도면인바, 도 2에 도시한 바와 같이 영상품질측정장치(100)로 입력되는 수신영상의 구조는 품질테스트의 시작 동기를 위한 '시작동기영상'과, 실제 '테스트영상'과, 테스트 종료를 알리기 위한 '종료알림영상'을 포함하여 이루어질 수 있을 것이다. 여기서, 시작동기영상과 테스트영상은 그 명암이나, 색상 또는 채도가 확연하게 차이가 나야 하는바 예를 들면, 시작동기프레임의 모든 픽셀에 흰색 정보를 수록하여 테스트영상과 확연히 대비되게 할 수 있을 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상품질측정장치의 기능모듈 구성도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 영상품질측정장치(100)의 구성은 영상을 포함하는 각종 데이터가 입/출력되는 터미널(110); 이동통신망(700)이나 인터넷(800)을 거친 영상을 수신하기 위한 기능이 복합적으로 구성된 모듈로써, 타 이동통신단말기(400)나 VoIP폰(200)과의 연결을 위한 호를 발생시키도록 이동통신단말기(500)를 제어하거나 직접 호를 발생시키는 기능을 수행하고, 인터넷(800)을 경유하여 컴퓨터(300)와 연결하는 기능을 수행하며, 영상을 수신받기 위해 각종 영상프로토콜을 컨트롤하는 기능을 수행하는 인터페이스부(120); 인터페이스부(120)를 통해 수신된 영상을 YUV 신호나 RGB 신호와 같은 '색신호'로 디코딩(신장)하는 코덱부(codec)(130); 코덱부(130)에서 디코딩된 색신호의 명도(이외, 채도 또는 색상)값을 확인하여 프레임당 평균값을 계산하고, 이렇게 계산된 평균값을 토대로 수신영상 중에서 테스트영상을 검출하여 저장하는 테스트영상검출부(140); 이러한 테스트영상검출부(140)에서 검출된 테스트영상을 그 기준이 되는 참조영상 간의 화질을 비교하여 테스트영상의 MOS값을 산출하는 MOS측정부(150); 및 테스트영상검출부(140)로부터 입력되는 테스트영상과 MOS측정부(150)로부터 입력되는 MOS값을 표시하는 디스플레이부(160)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 인터페이스부(120)를 통해 수신된 영상이 이미 색신호로 디코딩된 경우에는 코덱부(130)를 거치지 않고 바로 테스트영상검출부(140)로 입력될 수도 있을 것이다.

한편, 색 표현 방식에는 대표적으로 RGB 방식과 YUV 방식이 있는바, RGB 방식에서는 R, G, B에 각각 최대 8비트가 할당되고, 이에 따라 16,777,216(2의 24승) 가지의 색이 표현 가능하며, 특히 색이 밝을수록 RGB에 할당되는 수는 커지게 되어 있는 것이 일반적이다. 따라서, 시작동기프레임으로 쓰일 수 있는 것은 보통 백색화면이 될 것인바, 테스트영상검출부(140)에는 백색화면인지 아닌지를 판단할 수 있는 기준값 다시 말해, 테스트영상의 검출에 대한 기준이 되는 기준값이 미리 설정되어 있을 것이다. 이에 따라, 테스트영상검출부(140)는 상기한 계산된 평균값이 상기한 기준값 이상인 경우에는 그에 해당되는 프레임을 시작동기프레임(또는 종료알림프레임) 즉, 백색화면인 것으로 판단하고, 기준값 이하인 경우에 그에 해당되는 프레임을 테스트프레임인 것으로 판단하여 검출하게 되는 것이다.

다음으로, MOS측정부(150)는 구체적으로, 테스트영상검출부(140)로부터 입력되는 테스트영상과 미리 저장된 참조영상을 동기화하고, 이렇게 동기화된 상태에서 순차적으로 각 프레임의 화질을 비교하여 MOS값을 산출하며, 이렇게 산출된 MOS값을 디스플레이부(160)로 출력한다. 여기서, MOS측정부(150)는 각각의 프레임마다 MOS값을 산출할 수도 있고, 평균하여 MOS값을 산출할 수도 있을 것이다. 예를 들어, 통신망 상태가 극히 불안전하여 테스트영상 중 어느 하나의 프레임이 송신되지 못한 경우에는 테스트영상과 참조영상 간에 동기화되지 못함에 따라, 디스플레이부(160)로 출력되는 MOS값은 표 1에 도시한 바와 같이 '1'이 될 수 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상품질측정방법을 설명하기 위한 흐름도인바, 이 흐름도의 주체는 영상품질측정장치(100)가 되며, 수신측 이동통신단말기(이하, 수신단말기)(500)에 연결된 상태에서 송신측 이동통신단말기(이하 송신단말기)(400)로부터 영상을 수신받는 것으로 하여 설명을 진행하는 것임을 밝혀둔다.

먼저, 단계 S11은 영상품질테스트를 위한 영상을 이동통신단말기(500)로 요청하는 단계인바, 구체적으로 송신단말기(400)로 호를 발생하도록 수신단말기(500)를 제어하는 것이다. 이에 따라, 양 단말기(400, 500)는 상호 연결되고, 송신단말기(400)는 도 2에 도시한 바와 같은 수신영상을 수신단말기(500)로 전송하게 되는 것이다. 이때, 수신영상은 송신단말기(400) 측에 미리 준비되어 있는 것으로서, 송신단말기(400)의 메모리에 저장되어 있을 수도 있고 임의의 노트북 컴퓨터에 있는 것이 송신단말기(400)를 경유하여 수신단말기(500)로 전송되는 것일 수도 있다.

다음으로, 단계 S13에서는 영상프로토콜을 제어하여 송신단말기(400)로부터 영상을 수신하고, 단계 S15를 수행하여 수신영상을 RGB 신호로 디코딩하고, 디코딩된 RGB 신호의 명도값을 확인(단계 S17)하며, 한 프레임당 평균 명도값을 계산(단계 S19)한다.

다음으로, 단계 S21로 진행하여서는 이렇게 계산된 평균 명도값이 미리 정의된 기준값 이하인지를 판단하게 된다. 다시 말해, 단계 S21은 해당 프레임이 시작동기프레임(또는 종료알림프레임)인지 테스트프레임인지를 판단하는 과정인 것이다.

단계 S21에서의 판단결과, 기준값 이하가 아닌 경우에는 단계 S23으로 진행하여 디코딩되는 RGB 신호가 계속 있는지를 다시 판단하게 된다. 즉, 단계 S21에서 단계 S23으로 진행하는 것은 단계 S21에서의 판단 결과, 해당 프레임이 시작동기프레임 또는 종료알림프레임인 것에 기인한 것이다. 따라서, 단계 S23에서의 판단결과, RGB 신호가 계속 있는 경우 단계 S17로 복귀하여 단계 S17 내지 단계 21을 반복 수행한다.

한편, 단계 S21에서의 판단결과, 단계 S19에서 계산된 평균 명도값이 미리 정의된 기준값 이상인 경우에는 단계 S25로 진행하여 해당 프레임을 검출하고, 단계 S17로 복귀하여 단계 S17 내지 단계 21을 반복 수행한다. 여기서, 단계 S25는 종료알림프레임이 입력되기 전까지 반복하여 수행될 것이다.

또한, 단계 S23의 판단결과, RGB신호가 입력되지 않는 경우 즉, 수신영상이 모두 수신된 경우에는 테스트프레임 검출 과정을 끝내게 된다.

다음으로, 단계 S27을 수행하여 검출된 테스트영상과 그 기준이 되는 참조영상 간의 화질을 비교하고, 이러한 비교 결과값인 MOS값을 산출(단계 S29)하며, 검출된 테스트영상을 표시(단계 S31)하며, 표시되는 테스트영상의 MOS값을 출력(단계 S33)한다.

본 발명의 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치 및 방법은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치 및 방법에 따르면, 통신망을 거쳐 수신되는 수신영상을 그 기준이 되는 참조영상과 동기화시키고, 이렇게 동기화된 상태에서 참조영상에 비교되는 수신영상의 화질을 평가함으로써 통신망의 영상데이터 송/수신 상태를 점검할 수 있는 효과가 있다.

Claims

품질테스트의 시작을 알리는 시작동기영상과 실제 품질테스트를 위한 테스트영상을 포함하여 이루어진 수신영상을 통신망을 통해 수신하는 인터페이스부;

상기 인터페이스부를 통해 입력된 수신영상을 색 신호로 디코딩하는 코덱부;

상기 코덱부로부터 입력된 상기 색 신호의 명도, 채도 및 색상 정보 중 어느 하나의 값을 확인하여 각각의 프레임당 평균값을 계산하고, 상기 계산된 평균값을 토대로 상기 수신영상 중에서 테스트영상을 검출하는 테스트영상검출부; 및

상기 테스트영상검출부에서 검출된 테스트영상을 그 기준이 되는 참조영상에 동기화시키고, 상기 동기화된 상태에서 상기 테스트영상과 상기 참조영상 간의 화질을 비교하고, 상기 비교한 결과에 따라 MOS값을 산출하여 출력하는 MOS측정부를 포함하여 이루어지고,

상기 색 신호는 RGB 또는 YUV 신호인 것을 특징으로 하는 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 인터페이스부에는 통신단말기와의 연결을 위한 호를 발생시키는 기능이 포함되는 것을 특징으로 하는 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 인터페이스부에는 영상 수신을 위한 영상프로토콜을 컨트롤하는 기능이 포함되는 것을 특징으로 하는 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정장치.
삭제
통신망을 통해 수신되는 품질테스트의 시작을 알리는 시작동기영상과 실제 품질테스트를 위한 테스트영상을 포함하여 이루어진 수신영상을 그 기준이 되는 참조영상과 비교하고, 상기 비교한 결과에 따라 MOS값을 산출하는 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정방법에 있어서,

상기 수신영상을 색 신호로 디코딩하는 (a) 단계;

상기 (a) 단계에서 디코딩된 색 신호의 명도, 채도 및 색상 정보 중 어느 하나의 값을 확인하여 각각의 프레임당 평균값을 계산하는 (b) 단계;

상기 (b) 단계에서 계산된 평균값을 토대로 수신된 수신영상 중에서 테스트영상을 검출하는 (c) 단계;

상기 (c) 단계에서 검출된 테스트영상을 그 기준이 되는 참조영상에 동기화시키는 (d) 단계;

상기 동기화된 상태에서 상기 테스트영상과 상기 참조영상 간의 화질을 비교하여 상기 테스트영상의 MOS값을 산출하는 (e) 단계; 및

상기 (e) 단계에서 산출된 MOS값을 출력하는 (f) 단계를 포함하여 이루어지고,

상기 색 신호는 RGB 또는 YUV 신호인 것을 특징으로 하는 통신망을 거친 영상에 대한 품질측정방법.
삭제