Nghiên cứu phương pháp đo đánh giá chất lượng dịch vụ truyền hình có độ phân giải cao hdtv (tt)

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG - NGUYỄN THẾ BÙI PT I T NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH CĨ ĐỘ PHÂN GIẢI CAO (HDTV) CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MÃ SỐ: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - NĂM 2014 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS: LÊ HỮU LẬP Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Tiến Ban PT I T Phản biện 2: TS Đinh Chí Hiếu Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, với phát triển truyền hình số truyền hình phân giải cao (HDTV) có bước phát triển nhanh chóng trở thành xu hướng phát triển ngành công nghệ truyền hình giới Tại Việt Nam có nhiều nhà cung cấp dịch vụ triển khai cung cấp dịch vụ truyền hình HDTV Tuy nhiên, thực tế xuất cơng nghệ HD có chất lượng khác (HD Ready, Full HD, HD chuyển đổi, ), ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ cung cấp cho người sử dụng, chí cịn làm cho người sử dụng phân biệt chất lượng thực IT HDTV đánh đồng với chất lượng truyền hình số Điều làm cho dịch vụ truyền hình HDTV phổ biến rộng rãi ảnh hưởng đến phát triển dịch vụ, cho dù nhà cung cấp dịch vụ truyền hình có tập PT trung quảng bá ưu HDTV so với dạng truyền hình khác Được đồng ý trí thày hướng dẫn, tơi mạnh dạn nghiên cứu thực luận văn với đề tài “Nghiên cứu phương pháp đo đánh giá chất lượng dịch vụ truyền hình có độ phân dải cao (HDTV)” Luận văn xây dựng với nội dung chủ yếu sau: Chương 1: Tổng quan truyền hình độ phân giải cao HDTV Chương 2: Phương pháp đánh giá chất lượng hình ảnh HDTV Chương 3: Kỹ thuật đo kiểm tra chất lượng HDTV Trong trình thực đề tài sử dụng nhiều tài liệu, liệu khác làm sở, chắn khơng tránh khỏi sai sót, khiếm khuyết Tơi mong nhận ý kiến góp ý chỉnh sửa, bổ sung để đề tài hoàn thiện CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH ĐỘ PHÂN GIẢI CAO HDTV 1.1 Giới thiệu truyền hình phân giải cao (HDTV) HDTV hệ thống truyền hình có độ phân giải cao so với hệ thống truyền hình truyền thống, có hai triệu pixel cho khung hình, gấp năm lần so với SD Phát sóng HDTV thời kỳ đầu sử dụng kỹ thuật tương tự, phát sóng HDTV ngày sử dụng phát sóng số cách sử dụng nén hình ảnh 1.1.1 Định nghĩa: IT HD (High-definition) hay HDTV( High-definition Televison) hiểu nơm na "truyền hình với độ nét cao", thuật ngữ chương trình TV kỹ thuật số, tập tin đa phương tiện (hình ảnh, âm thanh, trị chơi ) PT trình chiếu với độ phân giải cao chuẩn thông thường có trước (PAL, SECAM, NTSC) 1.1.2 Các thơng số bản: [2] Hệ truyền hình HDTV khơng sử dụng tín hiệu tổng hợp hệ truyền hình PAN, NTSC, SECAM CCIR thành lập tiểu ban IWP 11/6 chuyên nghiên cứu vấn đề màu sắc học, gamma vấn đề khác HDTV 1.1.3 Lịch sử phát triển HDTV: Theo Wiki dự án quân đội Liên Xô năm 1958 tạo hệ thống có khả trình chiếu khung hình 1125 dịng cho mục đích qn Tuy nhiên chương trình phát sóng thương mại thuộc người Nhật năm 1969 "lý kỹ thuật" nên ko thể trở thành xu hướng phát sóng Thuật ngữ HDTV giới thiệu lần đầu Mỹ năm 1996 chương trình phát sóng Mỹ vào năm 1998 1.2 Các tham số đánh giá chất lượng HDTV [4], [5] 1.2.1 Tiền xử lý - Danh mục khung dựng hình sử dụng để phù hợp với khung hình độ phân giải 1.2.2 Đồng chỉnh thời gian - Đồng chỉnh thời gian thực cách sử dụng cảnh hình ảnh tham chiếu xử lý độ phân giải thấp 1.2.3 Đồng chỉnh khung không gian Bước đồng chỉnh dịch chuyển không gian tự động IT - giới hạn khoảng điểm ảnh 1.2.4 Các đặc tính giống khác cục Tiêu chuẩn đánh giá giống khác cục tính tốn PT - cách lặp lại giới hạn 1.2.5 Sự phân bố đặc tính cục Được thể qua ký hiệu 1.2.6 Đặc tính khối Đặc tính khối tính tốn cách sử dụng khung hình độ phân giải Đặc tính đo khả nhìn thấy viền khối xảy lỗi mã hóa, truyền dẫn 1.2.7 Đặc tính giật hình (chất lượng thời gian) - Đặc tính giật tính trung bình tích số số lần hiển thị tương đối (biến đổi phi tuyến số lần hiển thị) cường độ chuyển động 1.2.8 Hình ảnh bị đồng chỉnh khơng gian Tránh dự đốn sai trường hợp đồng chỉnh không gian tương đối lớn cảnh hình ảnh tham chiếu xử lý, bước tính tốn cho ba bước đồng chỉnh không gian theo phương ngang dọc khác cảnh hình ảnh điểm dự đốn tối đa số tất vị trí khơng gian điểm chất lượng ước lượng cuối 1.2.9 PSNR biên - Mơ hình chủ yếu đo đánh giá suy giảm chất lượng đường biên Trong mơ hình, thuật tốn tách đường biên áp dụng với cảnh hình ảnh nguồn để xác định điểm ảnh biên Sau đó, suy giảm chất lượng điểm ảnh biên đo đánh giá cách tính tốn sai số trung bình bình phương Từ sai số tính EPSNR 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng HDTV [4] Hình ảnh tiền xử lý, khung khung lấy mẫu đại diện - Khung thời gian cảnh hình ảnh tham chiếu cảnh hình ảnh qua xử lý IT - Khung hình ảnh qua xử lý khung hình ảnh tham chiếu tương ứng - Chất lượng không gian cục bộ, sai khác cục bộ, cảm thụ cảm nhận PT - thị giác - Sự phân bố đặc tính giống sai khác cục - Sự suy giảm chất lượng khơng gian tồn cục - Sự thay đổi chất lượng thời gian toàn cục, số lần hiển thị khung - Chất lượng ước tính, tập hợp phi tuyến đặc tính - Sự sai lệch khơng gian đồng chỉnh cảnh hình ảnh tham chiếu cảnh hình ảnh qua xử lý 1.4 Tình hình phát triển HDTV chất lượng hình ảnh HDTV Việt Nam 1.4.1 Tình hình phát triển HDTV Việt Nam [1], [2] Ở Việt Nam, khách hàng thưởng thức truyền hình HDTV nhiều cách: truyền hình vệ tinh, truyền hình số mặt đất, truyền hình cáp số hay IPTV Đến thời điểm nay, dịch vụ truyền hình HDTV Việt Nam gồm loại hình: truyền hình cáp, truyền hình mặt đất, truyền hình vệ tinh truyền hình giao thức Internet (IPTV) - Hiện có AVG cung cấp dịch vụ truyền hình số mặt đất - đơn vị cung cấp dịch vụ truyền hình cáp (gồm VCTV, SCTV, HTVC, HCTV CEC-VTC) - đơn vị cung cấp truyền hình vệ tinh gồm K+, VTC AVG - doanh nghiệp cung cấp dịch vụ truyền hinh IPTV: VNPT, VTC, FPT, Viettel IT 1.4.2 Chất lượng hình ảnh HDTV Việt Nam 1.4.2.1 Chất lượng kênh HD HTVC: Các kênh HD tự sản xuất, chất lượng ổn định nội dung phong PT phú Nhưng đơi cịn có kênh cập nhật lên HD 1.4.2.2 Chất lượng kênh HD K+ Các kênh HD tự sản xuất: Nội dung phát sóng chủ yếu tập trung vào giải bóng đá quốc tế Seria A, La Liga đặc biệt Champion League UEFA K+ mua quyền phát sóng chất lượng HD 1.4.2.3 Chất lượng kênh HD AVG An Viên HD: Đây kênh HD mà AVG tự sản xuất Nội dung tập trung nhiều vào văn hóa Phật giáo, hay chiếu phim truyền hình cũ Việt Nam Tin tức phóng chất lượng HD phim truyện nâng cấp 1.4.2.4 Chất lượng kênh HD VCTV Các kênh HD tự sản xuất: VCTV khơng có kênh HD tự sản xuất, riêng kênh thể thao Bóng Đá TV Thể thao TV phát sóng với tỉ lệ 16:9 có chất lượng khơng thực HD 1.4.2.5 Chất lượng kênh HD VASC Theo đánh giá người sử dụng dịch vụ MyTV, số 15 kênh HD VASC có khoảng kênh HD chất lượng tốt tương ứng với chuẩn Full HD Còn kênh HD khác chất lượng chưa tốt thường kênh nâng cấp Kết luận chương 1: Nội dung chương nhằm giới thiệu truyền hình độ phân dải cao HDTV, lịch sử phát triển, tham số đánh giá chất lượng, yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng truyền hình HDTV Khái quát tình hình phát triển chất lượng hình ảnh HDTV Việt nam IT Các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình HD phải quan tâm đến vấn đề chất lượng dịch vụ, đồng thời phải có cơng cụ kiểm sốt chất lượng dịch vụ cung cấp cho khách hàng Chương đưa phương pháp để đánh giá PT chất lượng hình ảnh HDTV CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HÌNH ẢNH TRONG TRUYỀN HÌNH HDTV Chất lượng hình ảnh có tác động trực tiếp tới chất lượng dịch vụ truyền hình HDTV, đánh giá theo hai phương pháp sau: - Phương pháp đánh giá chủ quan: Sử dụng thực nghiệm quan sát người tham gia để đánh giá chất lượng theo thang điểm lựa chọn trung bình (MOS) - Phương pháp đánh giá khách quan: Tại đầu cuối, sử dụng thiết bị đo tham số khác để đánh giá chất lượng tổng thể tín hiệu hình IT ảnh 2.1 Tiêu chuẩn hóa phương pháp đánh giá chất lượng hình ảnh [4], [5] PT Liên minh Viễn thông quốc tế (ITU) tổ chức tiêu chuẩn quốc tế công bố khuyến nghị liên quan đến đánh giá chất lượng hình ảnh để điều chỉnh mơi trường quan sát tiêu chí quan sát với mục đích đạt kết đánh giá chất lượng xác Khuyến nghị ITU-T/R chủ yếu liên quan đến phương pháp đánh giá chất lượng hình ảnh liệt kê Bảng 2.1 Loạt khuyến nghị BT công bố ITU-R (ngành tiêu chuẩn Thông tin Vô tuyến) liên quan đến phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh truyền hình loạt khuyến nghị J/P ITU-T (ngành tiêu chuẩn Viễn thông) áp dụng cho ứng dụng viễn thơng (truyền hình cáp đa phương tiện) Bảng 2.1: Tiêu chuẩn ITU phương pháp đánh giá chất lượng hình ảnh Tiêu chuẩn Nội dung BT.500 Phương pháp luận đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh truyền hinh BT.710 HDTV Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh truyền hình số phân giải cao (HDTV) BT.802 Các yêu cầu sử dụng để truyền dẫn thông qua mạng phân phối sơ cấp mạng thành phần tín hiệu truyền hình số xác định phù hợp với tiêu chuẩn 4:2:2 khuyến nghị ITU-R BT.601 (Part A) BT.1129 SDTV Phương pháp đánh giá chủ quan truyền hình số phân giải tiêu chuẩn (SDTV) BT.1201 Hình ảnh có độ phân giải siêu cao IT UHDTV Các vật tư sử dụng đánh giá chủ quan BT.1769 Các giá trị tham số phân cấp mở rộng khn dạng hình ảnh LSDI cho UHDTV sản xuất trao đổi chương trình quốc tế BT.1907 PT BT.1210 Các kỹ thuật đo chất lượng hình ảnh theo cảm nhận khách quan ứng dụng sử dụng HDTV có mặt tín hiệu tham chiếu đầy đủ BT.1908 Các kỹ thuật đo chất lượng hình ảnh khách quan ứng dụng truyền phát sử dụng HDTV có mặt tín hiệu tham chiếu rút gọn BT.2020 Các giá trị tham số hệ thống truyền hình phân giải siêu cao UHDTV sản xuất trao đổi chương trình quốc tế P.910 Các phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh ứng dụng đa phương tiện J.140 Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh hệ thống truyền hình cáp J.141 Chỉ thị hiệu dịch vụ số liệu phân phối hệ thống 10 J.342 Đo đánh giá chất lượng hình ảnh đa phương tiện theo cảm nhận khách quan HDTV truyền hình cáp số có mặt tham chiếu rút gọn SMPTE 2036-1 Truyền hình phân giải siêu cao - Các giá trị tham số hình ảnh cho sản xuất chương trình SMPTE 2036-2 Truyền hình phân giải siêu cao - Các đặc tính âm xếp kênh âm cho sản xuất chương trình SMPTE 2036-3 Truyền hình phân giải siêu cao - Sắp xếp đơn tuyến kết nối nhiều tuyến kết nối giao diện số liệu/tín hiệu nối tiếp 10 Gbps 2.2 Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh [5] IT Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh sử dụng nhóm người tham gia xếp loại đánh giá chất lượng hình ảnh 2.2.1 Các điều kiện đánh giá chủ quan PT Các bước tiến hành để đánh giá chất lượng hình ảnh dịch vụ truyền hình HDTV sau: - Xác định loạt mẫu hình ảnh để tiến hành kiểm tra - Lựa chọn số tham số cấu hình - Thiết lập môi trường kiểm tra tuân thủ với tham số cấu hình mong muốn - Tập hợp người tham gia vào kiểm tra - Tiến hành kiểm tra phân tích kết 2.2.2 Một số phương pháp đánh giá chất lượng chủ quan Các phương pháp sử dụng để đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh số bao gồm: - Phương pháp đánh giá phân loại tuyệt đối (ACR) - Phương pháp đánh giá phân loại tuyệt tham chiếu ẩn (ACR- 11 HR) - Phương pháp đánh giá phân loại suy giảm (DCR) - Phương pháp so sánh theo cặp (PC) - Phương pháp thang đo chất lượng liên tục tác nhân kích thích đơi (DSCQS) - Phương pháp đánh giá chất lượng liên tục tác nhân kích thích đơn (SSCQE) - Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh (SAMVIQ) 2.2.3 Phương pháp đánh giá phân loại tuyệt đối (ACR) Phương pháp ACR quy định khuyến nghị ITU-T P.910 (còn IT gọi phương pháp tác nhân kích thích đơn) phương pháp sử dụng rộng rãi để đánh giá chất lượng dịch vụ viễn thông 2.2.4 Phương pháp đánh giá phân loại tuyệt tham chiếu ẩn PT (ACR-HR) Trong phương pháp ACR-HR đưa khuyến nghị ITU-T P.910, để ngăn ngừa giá trị đánh giá bị ảnh hưởng khác biệt nội dung hình ảnh sử dụng để đánh giá, kết đánh giá thu phương pháp ACR xử lý cách sử dụng cơng thức sau để tính tốn khác biệt điểm số hình ảnh đánh giá hình ảnh tham chiếu Kết đánh giá biểu diễn điểm đánh giá trung bình sai khác (DMOS) 2.2.5 Phương pháp đánh giá phân loại suy giảm (DCR) Kết là, phương pháp ngăn ngừa mức độ hiệu ứng chuyển cảnh phương pháp ACR Các kết đánh giá biểu diễn điểm đánh giá trung bình phương pháp ACR, 2.2.6 Phương pháp so sánh theo cặp (PC) Đối tượng so sánh chất lượng hình ảnh đầu với chất lượng hình ảnh thứ 12 hai khoảng 10 giây đánh giá hình ảnh đạt chất lượng tốt 2.2.7 Phương pháp thang đo chất lượng liên tục tác nhân kích thích kép (DSCQS) Phương pháp dùng rộng rãi để đánh giá chất lượng hệ thống tuyến truyền dẫn sử dụng phát sóng truyền hình Phương pháp đặc biệt hiệu trong trường hợp khơng trình chiếu đủ điều kiện chất lượng có khả đồng thời đánh giá khác biệt chất lượng đoạn hình ảnh tham chiếu đầy đủ hình ảnh đánh giá, chất lượng tuyệt đối đoạn hình ảnh đánh giá kích thích đơn (SSCQE) IT 2.2.8 Phương pháp đánh giá chất lượng liên tục tác nhân Suy giảm chất lượng hình ảnh số thay đổi theo thời gian tùy thuộc vào PT đặc điểm nội dung hình ảnh Vì lý này, cảnh hình ảnh khác nên sử dụng thực đánh giá chất lượng Tuy nhiên, phương pháp giống DSCQS cần thời gian dài để tiến hành đánh giá chất lượng lượng lớn cảnh hình ảnh 2.2.9 Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh (SAMVIQ) Hầu hết đánh giá chất lượng hình ảnh thực cách sử dụng mẫu hình ảnh có nguồn gốc từ chương trình phát sóng truyền hình, với tăng trưởng gần phổ biến dịch vụ chuyển phát hình ảnh cho máy tính thiết bị đầu cuối di động, phát sinh nhu cầu cho phát triển phương pháp đánh giá chất lượng tương thích với nhiều định dạng hình ảnh khác mơi trường xem 13 2.3 Phương pháp đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh [5] Do tâm lý đánh giá người tham gia quan trọng việc đánh giá chất lượng chủ quan hình ảnh, mặt khác phương pháp tốn nhiều thời gian, nỗ lực thiết bị đặc thù để đánh giá Điều làm cho khó khăn để nâng cao hiệu đánh giá chất lượng thiết kế dịch vụ thông qua giám sát chất lượng kiểm soát dịch vụ Vì hình thành nhu cầu mạnh mẽ cho phương pháp đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh dựa tính vật lý tín hiệu, mơi trường truyền thơng, dịch vụ, mã hóa truyền tải tốc độ, … sử dụng để ước lượng chủ quan chất lượng IT Bằng cách áp dụng phương pháp đánh giá khách quan chất lượng giai đoạn xây dựng, thiết kế hoạt động dịch vụ, để dịch vụ cung cấp đáp ứng nhu cầu khách hàng PT 2.3.1 Các phương pháp đánh giá khách quan Các kỹ thuật đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh thường cố gắng tạo đặc trưng hệ thống thị giác người để đạt thang điểm chất lượng hình ảnh có tương quan tốt với mức đánh người xem thực tế đưa 2.3.2 Đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh theo mơ hình tham chiếu đầy đủ Mơ hình tham chiếu đầy đủ phương pháp khách quan đánh giá chất lượng hình ảnh bị suy thối cách so sánh thơng tin hình ảnh nguồn đầu vào hệ thống với tín hiệu hình ảnh bị suy giảm đầu gây nên mã hóa tổn hao truyền tải 2.3.3 Đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh theo mơ hình tham chiếu rút gọn 14 Mơ hình tham chiếu rút gọn thực đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh cách so sánh hình ảnh xử lý bị bóp méo mã hóa tổn thất truyền tải với lượng nhỏ thơng tin trích xuất từ hình ảnh nguồn 2.3.4 Đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh theo mơ hình khơng tham chiếu Mơ hình không tham chiếu thực đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh sở khung qua xử lý bị biến dạng mã hóa tổn thất truyền tải 2.4 Mơ hình đánh giá khách quan HDTV số hãng [3] IT 2.4.1 Mơ hình đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh HDTV theo NTT Mơ hình NTT đánh giá xác chất lượng hình ảnh cách sử dụng PT trình đồng chỉnh xác thuật tốn chất lượng hình ảnh phản ánh đặc điểm thị giác người dựa ảnh hưởng mã hóa 2.4.2 Mơ hình đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh HDTV theo OPTICOM Mơ hình PEVQ thiết kế để dự đốn ảnh hưởng suy hao đường truyền đến chất lượng hình ảnh theo cảm nhận người 2.4.3 Mơ hình đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh HDTV theo SwissQual Mơ hình Vquad-HD có đầu vào cảnh hình ảnh tham chiếu cảnh hình ảnh xử lý Điểm số dự đoán dựa bước sau: - Đầu tiên, cảnh hình ảnh tiền xử lý Đặc biệt, khung lấy mẫu đại diện - Thực đồng chỉnh khơng gian thời cảnh hình ảnh tham chiếu 15 cảnh hình ảnh xử lý - Đặc tính giống khác cục lấy theo cảm nhận trực quan, đặc tính khối đặc tính giật hình tính tốn - Điểm số chất lượng ước tính dựa tập hợp khơng tuyến tính tính 2.4.4 Mơ hình đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh HDTV theo Tektronix Mơ hình có độ xác khả thích nghi cao Cấu hình bao gồm đồng chỉnh khơng gian, mơ hình hiển thị, quan sát, nhận thức tóm tắt Đồng chỉnh thời gian có khả xử lý nhiều khung hình bị IT đóng băng khung hình bỏ qua phát triển 2.4.5 Mơ hình đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh HDTV theo Yonsei PT Các đặc tính trích xuất từ khu vực biên truyền với đặc tính khác Sau suy giảm khu vực biên đo cách tính tốn sai số trung bình bình phương Kết luận chương Dựa khuyến nghị liên minh viễn thông quốc tế ITU phương pháp đánh giá chất lượng hình ảnh truyền hình HD, luận văn trình bày phương pháp đánh giá chủ quan phương pháp đánh giá khách quan, đồng thời nêu số mơ hình đánh giá khách quan HDTV hãng cung cấp dịch vụ thiết bị giới với nhận xét đánh giá mơ hình Chương nghiên cứu kỹ thuật đo kiểm tra chất lượng hình ảnh truyền hình HD dựa mơ hình Vquat_HD mơ hình tham chiếu đầy đủ mơ hình YonseiRR với mơ hình tham chiếu rút gọn 16 CHƯƠNG KỸ THUẬT KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG HÌNH ẢNH TRONG TRUYỀN HÌNH HDTV 3.1 Đo dựa mơ hình tham chiếu đầy đủ Vquad-HD [5] 3.1.1 Giới thiệu mơ hình Mơ hình dự đốn chất lượng hình ảnh cảm nhận chủ thể có kinh nghiệm Mơ hình dự đốn sử dụng mơ hình tâm lý thị giác PT IT khả cảm thụ để mô cảm nhận chủ quan Hình 3.1: Biểu đồ quy trình bước mơ hình tham chiếu đầy đủ 17 Ước lượng điểm dựa sở bước sau: 1) Các cảnh hình ảnh tiền xử lý Đặc biệt, nhiễu loại bỏ cách lọc khung khung lấy mẫu đại diện 2) Thực đồng chỉnh khung thời gian cảnh hình ảnh tham chiếu cảnh hình ảnh qua xử lý 3) Thực đồng chỉnh khung khơng gian khung hình ảnh qua xử lý khung hình ảnh tham chiếu tương ứng 4) Đặc tính chất lượng khơng gian cục tính tốn: Đo đánh giá giống cục sai khác cục bộ, cảm thụ cảm nhận thị giác 5) Thực phân tích phân bố đặc tính giống sai khác cục tính khóa chặn IT 6) Đo suy giảm chất lượng khơng gian toàn cục cách sử dụng đặc 7) Đo suy giảm chất lượng thời gian toàn cục cách sử dụng đặc PT tính độ giật (jenkiness) Đo độ giật cách đánh giá cường độ chuyển động cục bộ, toàn cục số lần hiển thị khung 8) Điểm chất lượng ước tính dựa sở tập hợp phi tuyến đặc tính 9) Để tránh dự báo sai trường hợp sai lệch đồng chỉnh khơng gian tương đối lớn cảnh hình ảnh tham chiếu cảnh hình ảnh qua xử lý, bước tính tốn cho đồng chỉnh không gian theo chiều ngang dọc khác cảnh hình ảnh điểm dự đốn lớn số tất vị tri không gian điểm chất lượng ước lượng cuối 3.1.2 Tiền xử lý Mỗi khung cảnh hình ảnh tham chiếu xử lý lọc thông thấp không gian lấy mẫu đại diện cho độ phân giải khác 3.1.3 Đồng chỉnh thời gian 18 Đồng chỉnh thời gian thực cách sử dụng cảnh hình ảnh tham chiếu xử lý độ phân giải thấp 3.1.4 Đồng chỉnh khung không gian Lặp lại tất khung cảnh Hình ảnh xử lý 3.1.5 Tính tốn đặc tính giống khác cục Với cặp khung đồng chỉnh, tập hợp đặc tính chất lượng khơng gian tính tốn 3.1.6 Phân tích phân bố đặc tính cục 3.1.7 Tính tốn đặc tính khối IT Đặc tính khối tính tốn cách sử dụng khung hình độ phân giải Đặc tính đo khả nhìn thấy viền khối xảy lỗi mã hóa, truyền dẫn PT 3.1.8 Tính tốn đặc tính giật hình (chất lượng thời gian) Đặc tính giật tính trung bình tích số số lần hiển thị tương đối (biến đổi phi tuyến số lần hiển thị) cường độ chuyển động Cường độ chuyển động chủ yếu bắt nguồn từ sai khác khung vùng riêng biệt khung 3.1.9 Kết hợp với MOS Sử dụng hàm S-shaped với tham số khơng đổi, giá trị đặc tính ánh xạ đến thang đo cảm nhận Khi dùng tham số liệu phụ thuộc, hàm S-shaped sử dụng, chẳng hạn để nén tất giá trị bên theo nghĩa giá trị nhỏ dãn tất giá trị 3.1.10 Xử lý cảnh hình ảnh bị đồng chỉnh khơng gian Để tránh dự đoán sai trường hợp đồng chỉnh khơng gian tương đối lớn cảnh hình ảnh tham chiếu xử lý, bước 19 tính tốn cho ba bước đồng chỉnh khơng gian theo phương ngang dọc khác cảnh hình ảnh điểm dự đoán tối đa số tất vị trí khơng gian điểm chất lượng ước lượng cuối 3.1.11 Tham khảo sử dụng mã nguồn Phần bao gồm lưu trữ nhúng với mã nguồn C++ gồm phần hàm thiết yếu để mơ tả khuyến cáo thực mơ hình Tất liên kết để triển khai thực tế thực phần tham chiếu đến mã nguồn 3.2 Đo dựa mơ hình tham chiếu rút gọn YonseiRR [3] 3.2.1 PSNR biên (EPSNR) IT Mơ hình RR chủ yếu đo đánh giá suy giảm chất lượng đường biên Trong mơ hình, thuật tốn tách đường biên áp dụng với cảnh hình ảnh nguồn để xác định điểm ảnh biên Sau đó, suy giảm chất lượng PT điểm ảnh biên đo đánh giá cách tính tốn sai số trung bình bình phương Từ sai số tính EPSNR 3.2.2 Lựa chọn đặc tính từ cảnh hình ảnh nguồn Do mơ hình tham chiếu rút gọn (RR), tập đặc tính cần phải trích rút từ ảnh cảnh hình ảnh nguồn Trong mơ hình EPSNR RR, số lượng điểm ảnh đường biên định lựa chọn từ ảnh Sau đó, vị trí giá trị điểm ảnh mã hố, truyền 3.2.3 Ghi nhận khơng gian/ thời gian điều chỉnh tăng ích/ bù lại Trước tính tốn sai khác điểm ảnh biên cảnh hình ảnh nguồn cảnh hình ảnh xử lý, cảnh hình ảnh nhận đầu thu trước tiên phải ghi nhận không gian/thời gian đến điều chỉnh tăng ích/bù lại 3.2.4 Tính tốn EPSNR xử lý bổ sung liệu Sau tiến hành ghi nhận thời gian, trung bình sai khác điểm 20 ảnh biên cảnh hình ảnh nguồn điểm ảnh tương ứng cảnh hình ảnh qua xử lý tính tốn 3.2.5 Khung đóng băng lớn khung đóng băng tổng Các lỗi truyền tải gây khung đóng băng kéo dài 3.2.6 Lỗi truyền tải khối Các khối bị đóng băng cục xảy lỗi truyền tải Ngoài ra, cảnh tĩnh, số khối giống hệt khối khung hình trước vị trí 3.2.7 Điều chỉnh cuối EPSNR 3.2.8 Điều chỉnh phân đoạn tuyến tính Khi EPSNR vượt giá trị định, chất lượng theo cảm nhận EPSNR PT Kết luận chương IT trở nên bão hịa Trong trường hợp này, thiết lập giới hạn cho Chương nghiên cứu hiệu phương pháp đo đánh giá chất lượng hình ảnh HDTV, bao gồm hiệu mơ hình tham chiếu đầy đủ (FR) hiệu mơ hình tham chiếu rút gọn (RR) Cịn với mơ hình khơng tham chiếu, có độ xác thấp trình nghiên cứu hãng cung cấp thiết bị hệ thống, không nằm nội dung nghiên cứu Qua nghiên cứu hiệu phương pháp đo đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh HDTV cho thấy phương pháp đánh giá khách quan theo mơ hình tham chiếu đầy đủ FR Vquad-HD SwissQual (Thụy sỹ) có hiệu cao phương pháp đánh giá khách quan theo mơ hình tham chiếu rút gọn RR - Yonsei_HDRR Yonsei (Hàn Quốc) có hiệu cao Qua nghiên cứu hiệu phương pháp đo đánh giá chất lượng hình ảnh HDTV, đề tài lựa chọn hai phương pháp đo đánh giá chất lượng 21 khách quan hình ảnh HDTV có hiệu cao theo mơ hình tham chiếu đầy đủ FR - Vquad-HD SwissQual (Thụy sỹ) theo mơ hình tham chiếu rút gọn RR - Yonsei_HDRR Yonsei (Hàn Quốc) để tập trung nghiên cứu cụ thể Mơ hình tham chiếu đầy đủ FR - Vquad-HD SwissQual (Thụy sỹ) dự đốn chất lượng hình ảnh cảm nhận chủ thể có kinh nghiệm Mơ hình dự đốn sử dụng mơ hình tâm lý thị giác khả cảm thụ để mô cảm nhận chủ quan Bằng cách tiếp cận tham chiếu đầy đủ, mơ hình so sánh đầu vào hình ảnh tham chiếu chất lượng cao cảnh hình ảnh bị suy giảm tương ứng điều kiện đo Mơ hình tham chiếu rút gọn RR - Yonsei_HDRR Yonsei (Hàn IT Quốc) chủ yếu đo đánh giá suy giảm chất lượng đường biên Trong mơ hình, thuật toán tách đường biên áp dụng với cảnh hình ảnh nguồn để xác định điểm ảnh biên Sau đó, suy giảm chất lượng PT điểm ảnh biên đo đánh giá cách tính tốn sai số trung bình bình phương 22 KẾT LUẬN CHUNG Trên giới, truyền hình số phân giải cao (HDTV) phát triển từ năm đầu kỷ Còn nước ta, HDTV phát triển khoảng vài năm gần Mặc dù truyền hình HDTV đưa vào triển khai nước ta, nhìn chung chất lượng kênh truyền hình HD người sử dụng đánh giá tương đối cao Song thực chất, hình ảnh HD đánh giá theo cảm nhận chủ quan người sử dụng chuyển từ xem hình ảnh tương tự SD có chất lượng sang xem hình ảnh HD có chất lượng cao Trên thực tế, kênh HDTV nhà cung cấp dịch vụ IT truyền hình có chất lượng chưa phải cao, nhiều kênh gọi HDTV, gần HD HD nâng cấp Chỉ số kênh HDTV thực thụ Full HD Điều lẽ tất nhiên, mà người sử dụng chưa có PT so sánh chuẩn tắc để đánh giá hay nhận định thực chất chất lượng dịch vụ truyền hình HDTV nhà cung cấp Ngồi ra, cịn lý khác chất lượng truyền hình HDTV cịn phụ thuộc nhiều vào môi trường truyền dẫn, thiết bị đầu cuối người sử dụng Do vậy, đánh giá chất lượng truyền hình HDTV mang tính chủ quan, mà chưa có phương tiện hay cơng cụ đánh giá đủ xác để có kết luận thức Cho nên, nghiên cứu phương pháp đánh giá chất lượng truyền hình cần thực tiến tới xây dựng, công bố tiêu chuẩn đánh giá chất lượng dịch vụ truyền hình HDTV nhà cung cấp dịch vụ để phục vụ cho kiểm soát chất lượng dịch vụ nhà cung cấp cơng tác quản lý nhà nước chuyên ngành truyền hình Để đánh giá chất lượng hình ảnh HDTV, nhà nghiên cứu tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế ITU, SMPTE đưa phương pháp 23 mơ hình đo đánh giá Về có hai phương pháp đánh giá chất lượng hình ảnh HDTV là: - Phương pháp đánh giá chủ quan: Sử dụng thực nghiệm quan sát người tham gia để đánh giá chất lượng theo thang điểm lựa chọn trung bình (MOS) Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh sử dụng nhóm người tham gia xếp loại đánh giá chất lượng hình ảnh Mơi trường người dùng để kiểm tra định tính thay đổi tùy theo nhà cung cấp dịch vụ Các phương pháp thường sử dụng để đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh số bao gồm: + Phương pháp đánh giá phân loại tuyệt đối (ACR) IT + Phương pháp đánh giá phân loại tuyệt tham chiếu ẩn (ACR-HR) + Phương pháp đánh giá phân loại suy giảm (DCR) PT + Phương pháp so sánh theo cặp (PC) + Phương pháp thang đo chất lượng liên tục tác nhân kích thích đơi (DSCQS) + Phương pháp đánh giá chất lượng liên tục tác nhân kích thích đơn (SSCQE) + Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh (SAMVIQ) - Phương pháp đánh giá khách quan: Tại đầu cuối, sử dụng thiết bị đo tham số khác để đánh giá chất lượng tổng thể tín hiệu hình ảnh Do tâm lý đánh giá người tham gia quan trọng việc đánh giá chất lượng chủ quan hình ảnh Hơn phương pháp đánh giá chủ quan tốn nhiều thời gian, nỗ lực thiết bị đặc thù để đánh giá Điều gây khó khăn cho nâng cao hiệu đánh giá chất lượng giám sát chất lượng 24 kiểm soát dịch vụ Vì hình thành nhu cầu mạnh mẽ cho phương pháp đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh dựa tính vật lý tín hiệu, phương tiện truyền thơng, dịch vụ, mã hóa truyền tải tốc độ, … sử dụng để ước lượng chủ quan chất lượng Để đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh, có ba mơ hình đánh giá sử dụng là: + Mơ hình tham chiếu đầy đủ (Full-reference - FR) + Mơ hình tham chiếu rút gọn (Reduced-Reference– RR) + Mơ hình khơng tham chiếu (Zero-reference – Z IT HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Ngày tất Khách hàng xem chương trình truyền hình, đặc PT biệt xem trương trình truyền hình có độ phân dải cao HDTV có u cầu cao âm hình ảnh, phải rõ nét, trung thực sống động Với cách đo theo mơ hình đánh giá chủ quan theo mơ hình đánh giá khách quan nêu kiểm tra đánh giá chất lượng hình ảnh HDTV, nhằm đáp ứng hồn thiện truyền hình HDTV để người xem thưởng thức chất lượng âm hình ảnh HDTV với chất lượng thật nó, hướng nghiên cứu vấn đề âm HDTV Để có chất lượng HDTV hồn hảo hình ảnh âm nhà cung cấp dịch vụ phải đặc biệt quan tâm đến chất lượng hình ảnh chất lượng âm ... TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH ĐỘ PHÂN GIẢI CAO HDTV 1.1 Giới thiệu truyền hình phân giải cao (HDTV) HDTV hệ thống truyền hình có độ phân giải cao so với hệ thống truyền hình truyền thống, có hai triệu... LƯỢNG HÌNH ẢNH TRONG TRUYỀN HÌNH HDTV Chất lượng hình ảnh có tác động trực tiếp tới chất lượng dịch vụ truyền hình HDTV, đánh giá theo hai phương pháp sau: - Phương pháp đánh giá chủ quan: Sử dụng... ITU phương pháp đánh giá chất lượng hình ảnh Tiêu chuẩn Nội dung BT.500 Phương pháp luận đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh truyền hinh BT.710 HDTV Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình