Since demands for video services have been rapidly increasing, the require-ments of video quality assessment are also increasing. Although subjective quali-ty assessment is more reliable due to the reflection of Human Visual System (HVS), it is a time-consuming and very expensive approach. Also it is not useful for real-time applications. Therefore, much research has been made for objective video quality assessment instead of subjective video quality assessment.
Among three kinds of objective assessment which are full-reference, re-duced-reference and no-reference methods, no-reference method has drawn much attention because it does not require any reference. The encoding parame-ters are good features to use for no-reference model in video quality assessment because the encoded bitstreams carry plenty of information about the video con-tents and it is easy to extract some coding parameters without extra processing in pixel domain. Some previous quality metrics which has utilized coding parame-ters have been studied.
In this thesis, we propose a no-reference quality metric using various kinds of coding parameters. We use the quantization parameters to measure the overall visual quality of video and motion vectors to estimate temporal characteristic of video. Block mode parameters are extracted to calculate spatial characteristic and boundary strength information is used to estimate sharpness or blurring degree of reconstructed video contents. All of these parameters are extracted and computed from H.264|AVC bitstreams, without relying on pixel domain processing. We design a linear quality metric composed of these four parameters for video quality assessment model. The model parameters are estimated using linear regression with the results of subjective quality assessment which are ob-tained by conducting the DSIS (Double Stimulus Impairment Scale) method of ITU- R BT.500-11. The experimental result shows that, based on the proposed quality metric, the proposed video quality assessment model exhibits the objec-tive visual quality assessment with more than 93% of correlation with the results of subjective visual quality assessment.
멀티미디어 영상 서비스에 대한 수요가 증가하면서 화질평가에 대한 수요 또한 증가하고 있다. 주관적 화질평가는 사람의 인지적 요소를 그대로 반영하는 화질평가라는 점에서 신뢰할 만한 방법이지만 시간과 비용의 문제에서 자유롭지 못하고 특히나 실시간 운용을 할 수 없다는 것은 주관적 화질평가의 큰 단점이다. 이러한 이유로 주관적 화질평가를 대체할 수 있는 객관적 화질평가에 대한 연구가 주목 받아왔다.
객관적 화질평가는 전기준법(full-reference), 감소기준법(reduced-reference) 과 무기준법(no-reference) 이렇게 3가지 방법으로 구분된다. 이중 무기준법 화질평가방법은 어떠한 참조 정보도 필요치 않다는 점에서 주목을 받아왔다. 여러 압축기들의 압축 파라미터들은 무기준법 화질평가에 쓰이는 척도로 활용 될 수 있다. 영상 압축 비트스트림에는 영상 콘텐츠에대한 풍부한 정보가 들어있고 픽셀 도메인에서의 추가적인 처리 없이 특징 추출이 가능하기 때문이다. 이러한 이유로 압축 파라미터를 이용한 화질 척도에 대한 연구가 진행되어 오고 있다.
본 연구에서는 H.264/AVC로부터 다양한 종류의 압축 파라미터를 추출하고 이를 이용한 무기준 화질평가 척도를 제안한다. 영상의 전체적인 화질을 특정하기 위해 양자화 파라미터(quantization parameter, QP)를 이용하고 영상의 시간적 특성을 추출하기 위해 움직임 벡터를 이용한다. 영상의 공간적 특성의 추출을 위해서는 블록 모드 정보를 이용하며 영상의 선명도(sharpness)와 몽롱화(blurring) 현상을 예측하기 위해 H.264/AVC의 경계세기 정보를 이용한다. 이 모든 파라미터들은 H.264/AVC의 비트스트림으로부터 추출된다. 본 연구에서는 이 4 개의 파라미터들의 조합을 주관적 화질평가 결과와 선형회귀 분석을 통해 화질 척도를 고안했다. 이에 기준이 된 주관적 화질평가는 ITU-R BT.500-11 의 표준 방법 중 하나인 DSIS (Double Stimulus Impairment Scale)을 통해 수행되었다. 본 화질평가 척도를 검증하기 위해 수행한 실험 결과로 제안된 화질평가 척도는 주관적 화질평가 결과와 93% 이상의 상관관계를 보였다.
