350 rub
Journal Achievements of Modern Radioelectronics №10 for 2012 г.
Article in number:
Video quality estimation for Motion JPEG2000 video sequences
Authors:
A.L. Priorov, I.V. Apalkov, N.B. Gerasimov, E.A. Pavlov
Abstract:
Assessing the quality of video sequences compressed by Motion JPEG2000 standard is actual due to the low level of correlated with the image distortions, caused by attenuation and quantization of high frequency wavelet coefficients, detection by modern popular quality metrics. JPEG2000 compression algorithm leads to blurring and ringing distortions. The purpose of this paper is to evaluate the quality of video compressed with standard Motion JPEG2000, by measuring these distortions. Based on the properties of Daubechies 9/7 biorthogonal wavelet basis, the impact of the compression may be considered only on image rows. For distortion detection we need map of edges, obtained by Sobele filter. For each edge in row calculated local blur metric as distance between the left and right extremum of pixel intensity. The blur metric is defined as the average of all local blur metrics. Detecting edges in original or distorted frame makes this metric full-reference (RB) and non-reference (NRB), correspondingly. Local ringing metric is calculated as the sum of multiplications of ringing width on the difference between the maximum and minimum of pixels intensity difference to the left and right of the edge. Ringing metric, computable as the average over all local metrics ping metric is defined as the total ringing metric (TR), and where the local ringing metric is different from 0  actual metric call (AR). Analyses of proposed video quality metrics follows the methodology recommended by the International Telecommunication Union (ITU-R BT.601). NRB results using nonlinear normalization evaluation practically coincided with the RB. Each of proposed metrics increases with increasing of compression ratio. With compression rate more than 50 appears the effect of global intensity flicker. Proposed NRB has high correlation (95%) with the level of blur defined in test methodology, and proposed ringing metric completes the analysis of distortion in video sequences and makes the quality assessment of video compressed standard Motion JPEG2000 more adequate.
Pages: 59-65
References
  1. Борисов Ю. И., Дворкович В. П., Зубарев Ю. Б. Технические проблемы и перспективы внедрения цифрового телевидения и радиовещания в России. Ч. 1 // Broadcasting. Телевидение и радиовещание. 2007. № 1. С. 22-27.
  2. Борисов Ю. И., Дворкович В. П., Зубарев Ю. Б. Технические проблемы и перспективы внедрения цифрового телевидения и радиовещания в России. Ч. 2 // Broadcasting. Телевидение и радиовещание. 2007. № 2. С. 14-18.
  3. Зубарев Ю. Б., Дворкович В. П., Дворкович А. В. Проблемы и перспективы внедрения информационных мультимедийных систем в России // Электросвязь. 2004. № 10. С. 11-16.
  4. Recommendation ITU-R BT.601. Studio encoding parameters of digital television for standard 4:3 and wide screen 16:9 aspect ratios. 2007.
  5. Ватолин Д., Ратушняк А., Смирнов М., Юкин В. Методы сжатия данных. Устройствоархиваторов, сжатиеизображенийивидео. М.: Диалог-МИФИ. 2002.
  6. Цифровое преобразование изображений / Под ред. Быкова Р. Е. М.: Горячая линия - Телеком. 2003.
  7. Сэломон Д. Сжатие данных, изображений и звука. М.: Техносфера. 2004.
  8. Цифровая обработка телевизионных и компьютерных изображений / под ред. Ю. Б. ЗубареваиВ. П. Дворковича.М. 1997.
  9. Woods, J., Multidimensional Signal, Image, and Video Processing and Coding. Academic Press, 2006.
  10. ДобешиИ.Десятьлекцийпо вейвлетам. Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». 2001.
  11. Taubman, D. S., Marcellin, M. W.JPEG2000: Image Compression Fundamentals, Standards, and Practice. Norwell. MA: Kluwer. 2001.
  12. Приоров А. Л., Хрящев В. В., Апальков И. В. Цифровая обработка изображений. Ярославль. 2007.
  13. ISO/IEC Intl. Std. 15444. Information technology. JPEG2000 image coding system, particularly Part 3: Motion JPEG2000 Sept. 2002.
  14. Christopoulos, C., Askelöf, J., Larsson, M., Efficient methods for encoding regions of interest in the upcoming JPEG2000 still image coding standard // IEEE Signal Processing Letters, September 2000. V. 7, № 9. P. 247-249.
  15. Зараменский Д. А. Оценка искажений в сжатых видеопоследовательностях стандарта Motion JPEG2000 // Тр. LХIV науч. сессии, посвященной Дню Радио. М. 2009.
    С. 204-206.
  16. Зараменский Д. А., Шмаглит Л. А., Павлов Е. А., Студенова А. А. Архивирование изображений на основе стандарта JPEG2000 с возможностью распознавания лиц // Докл. 12-й Междунар. конф. «Цифровая обработка сигналов и ее применение». М., 2010. Т. 2. С. 182-185.
  17. Зараменский Д. А., Бекренев В. А., Гущина О. Н., Соловьев В. Е. Оценка искажений в видеопоследовательностях Motion JPEG2000 // Докл. 12-й Междунар. конф. «Цифровая обработка сигналов и ее применение». М. 2010. Т. 2. С. 167-170.
  18. Апальков И. В., Зараменский Д. А., Хрящев В. В. Научно-исследовательская программа для архивирования изображений с возможностью идентификации личности PicLab.FDJ2K // Свидетельство о регистрации в Реестре программ для ЭВМ № 2009616724 от 03.12.2009.
  19. Wang, Z., Bovik, A., Modern Image Quality Assessment // Synthesis Lectures on Image. Video & Multimedia Processing. Morgan & Claypool. 2006.
  20. Гонсалес Р., Вудс Р., Эддинс С. Цифровая обработка изображений в среде MATLAB. М.: Техносфера. 2006.
  21. Илюшкина Н. С., Чобану М. К. Три эталонных критерия оценки качества сжатия изображений // Докл. 10-й Междунар. конф. «Цифровая обработка сигналов и ее применение». М., 2008. Т. 2. С. 521-524.
  22. Recommendation ITU-R BT.601.Studioencodingparametersofdigitaltelevisionforstandard 4:3 andwidescreen 16:9 aspectratios. 2007.
  23. Арляпов С. А., Приоров А. Л., Хрящев В. В. Модифицированный критерий оценки качества восстановленных изображений // Цифровая обработка сигналов. 2006. №2. С. 27-33.