Рекомендация мсэ-r bt. 1789 Метод восстановления принятого видеосигнала с использованием информации об ошибках передачи для пакетной передачи видеосигнала



жүктеу 152.12 Kb.
Дата24.02.2016
өлшемі152.12 Kb.

Рек. МСЭ-R BT.1789

РЕКОМЕНДАЦИЯ МСЭ-R BT.1789

Метод восстановления принятого видеосигнала с использованием информации об ошибках передачи для пакетной передачи видеосигнала

(Вопросы МСЭ-R 44/6 и МСЭ-R 109/6)

(2007)

Сфера применения


В настоящей Рекомендации определяется метод восстановления принятого видеосигнала для поставщика услуги, предназначенный для контроля качества видеосигнала в приемнике с использованием информации об ошибках передачи для пакетной передачи видеосигнала. Настоящая Рекомендация применяется к видеослужбам, в которых имеется возможность двусторонней цифровой связи.

Ассамблея радиосвязи МСЭ,



учитывая,

a) что традиционно качество видеосигнала субъективно оценивается рядом экспертов;

b) что несмотря на то, что субъективное тестирование считается наиболее точным методом, у него есть множество ограничений, поскольку оно является трудоемким и дорогостоящим;

c) что желательно, чтобы поставщик услуги контролировал качество видеосигнала в приемнике;

d) что для некоторых объективных методов измерения качества видеосигнала требуется дополнительная ширина полосы для передачи параметров;

e) что ширина полосы является ценным и дорогостоящим ресурсом для многих мультимедийных услуг;

f) что в большинстве мультимедийных применений тракты связи будут полностью цифровыми;

g) что ошибки передачи и их воздействие на принятый видеосигнал легко определить, в случае когда видеоданные передаются в пакетах;

h) что определенный тип приемников может обнаруживать появление ошибок передачи;

j) что в некоторых мультимедийных применениях с возможностью обратного канала приемник может передать такую информацию об ошибках передачи на головной узел1,



отмечая,

a) что головной узел имеет возможность эффективного контроля качества принятого видеосигнала с использованием восстановленной видеопоследовательности, а также другой доступной информации, включая данные о последовательности источника для пакетной передачи видеосигнала,



рекомендует,

1 что головной узел должен использовать метод, описанный в Приложении 1, для восстановления видеосигнала, наблюдаемого в любом приемнике, с тем чтобы контролировать качество видеосигнала в этом приемнике.

Приложение 1

1 Введение


Объективные методы оценки качества видеосигнала можно разбить на три группы: модели полного сравнения с эталоном (FR), модель выборочного сравнения с эталоном (RR) и модели без сравнения с эталоном. Как правило, точность моделей без сравнения с эталоном существенно ниже, чем точность моделей FR и RR. На рисунке 1 показана блок-схема моделей полного сравнения с эталоном, а на рисунке 2 – блок-схема моделей выборочного сравнения с эталоном. Модель полного сравнения с эталоном, в которой используются две входные видеопоследовательности (видеопоследовательность источника и обработанная видеопоследовательность), определяет показатель качества видеосигнала (VQM) для обработанной видеопоследовательности.

Как видно, в обеих моделях FR и RR для оценки качества видеосигнала требуются видеопоследовательность источника и обработанная видеопоследовательность. С другой стороны, для некоторых радиовещательных услуг важен контроль качества принятого видеосигнала. Если использовать модель FR, то видеопоследовательность источника должна иметься в приемнике (рисунок 3) или обработанная видеопоследовательность (искаженный видеосигнал) должна иметься в головном узле (рисунок 4). В соответствии с настоящей Рекомендацией качество принятого видеосигнала, наблюдаемого в приемнике, можно оценить на головном узле. Для этого требуется, чтобы головному узлу были доступны видеопоследовательность источника или характеристики, выделенные из видеопоследовательности источника. При использовании модели RR требуется, чтобы характеристики, выделенные из видеопоследовательности источника, были доступны в приемнике (рисунок 5), либо чтобы характеристики, выделенные из обработанной видеопоследовательности (искаженный видеосигнал), были доступны головному узлу (рисунок 6). В связи с тем что ширина полосы является ценным и дорогостоящим ресурсом во многих мультимедийных применениях, желательно не допускать передачи дополнительных данных.

рисунок 1

Модель полного сравнения с эталоном


Рисунок 2

Модель выборочного сравнения с эталоном

рисунок 3



Блок-схема приемника, вычисляющего показатель качества видеосигнала
для принятого видеосигнала с использованием модели FR


рисунок 4



Блок-схема головного узла, вычисляющего показатель качества видеосигнала
для принятого видеосигнала с использованием модели FR


Рисунок 5



Блок-схема приемника, вычисляющего показатель качества видеосигнала
для принятого видеосигнала с использованием модели RR


рисунок 6



Блок-схема головного узла, вычисляющего показатель качества видеосигнала
для принятого видеосигнала с использованием модели RR


Однако в некоторых мультимедийных применениях видеоданные передаются пакетами. Во время передачи могут возникать различные ошибки, которые включают потерю, переполнение, обнуление и задержку пакетов. Эти ошибки могут привести к фиксации кадра, пропуску кадра, блочным ошибкам, дрожанию, задержке и т. д. в принятом видеосигнале. В цифровой связи все эти ошибки передачи и их воздействие могут быть точно определены, в случае когда видеоданные передаются пакетами. Более того, если при передаче цифрового видеосигнала отсутствуют ошибки передачи, качество принятого видеосигнала будет таким же, как качество переданного видеосигнала.

Следовательно, если приемник посылает обратно головному узлу информацию об ошибках передачи, которая включают информацию о потере пакетов и задержке при пакетной передаче видеосигнала, то головной узел может точно воссоздать принятый видеосигнал, как он наблюдается в приемнике.

Необходимо, чтобы поставщик услуги и приемник осуществляли взаимодействие, с тем чтобы приемник предоставлял поставщику услуги всю требуемую информацию. Другими словами, поставщик услуги должен располагать всей информацией о декодере и методах постобработки, используемых в приемнике, с тем чтобы поставщик услуги мог в точности продублировать видеопоследовательность в приемнике. Имея данную информацию, можно использовать этот метод при любом кодеке и каналах связи, включая интернет и беспроводную связь. В связи с тем что оценка качества видеосигнала выполняется поставщиком услуги, имеющим источник видеосигнала, возможно использование любой модели, которая включает модели полного сравнения с эталоном и выборочного сравнения с эталоном.


1.1 Применение


В настоящей Рекомендации содержится метод восстановления принятого видеосигнала для контроля качества видеосигнала в видеослужбах, в которых имеются обратные каналы, при передаче пакетов видеоданных. Применения метода, описанного в настоящей Рекомендации, включают, в том числе:

– контроль качества принятого видеосигнала, наблюдаемого в приемнике, при минимальном использовании дополнительной ширины полосы;

– контроль качества принятого видеосигнала на головном узле в режиме реального времени.

1.2 Ограничения


В представленном в настоящей Рекомендации методе описываются процедуры восстановления видеопоследовательности, наблюдаемой в приемнике, с использованием информации об ошибках передачи и переданных пакетов видеоданных. Для метода из настоящей Рекомендации требуется, чтобы каждый пакет можно было отследить и определить.

Некоторые транспортные протоколы для передачи пакетов, например RTP (транспортный протокол реального времени) и АТМ (режим асинхронной передачи)/AAL (уровень адаптации ATM) обладают этим свойством. Для этого метода также требуется обратный канал, с тем чтобы приемник мог посылать поставщику услуги информацию об ошибках передачи. Для того чтобы оценить качество видеосигнала в приемнике, в этом методе требуется использовать объективную модель измерения качества видеосигнала. Предполагается, что применяется метод на основе стандартизованной объективной модели измерения качества видео.


2 Описание метода


На рисунке 7 изображена процедура метода. Головной узел передает приемнику пакеты видеоданных. Следует отметить, что первоначально кодируется видеосигнал источника, и далее сжатые видеоданные группируются по пакетам. В приемнике имеется блок обнаружения ошибок передачи, который обнаруживает появление ошибок передачи. При возникновении ошибок передачи блок обнаружения ошибок передачи посылает обратно головному узлу информацию об ошибках передачи, которая включает информацию о потере пакетов, задержке, а также таких эффектах, как остановка кадра, пропуск кадра, блочные ошибки, дрожание и т. д. В таблице 1 приведена типовая информация об ошибках передачи. Далее блок оценки принятого видеосигнала на головном узле имитирует приемник и оценивает принятый видеосигнал, как он наблюдается в приемнике, используя информацию об ошибках передачи и созданные кодером пакеты видеоданных. И наконец, блок оценки качества видеосигнала считает бальную оценку для качества видеосигнала в приемнике, используя видеосигнал источника и оцененный принятый видеосигнал. На рисунке 8 показан пример метода с использованием модели FR. На этом рисунке оценивание принятого видеосигнала производится блоком оценки принятого видеосигнала (рисунок 7). В случаях, если видеосигналы источника недоступны головному узлу (поставщику услуги), возможно также, чтобы головной узел использовал модель RR, при условии что имеются параметры характеристик.

При пакетной передаче видеосигнала, воздействие ошибок передачи можно охарактеризовать следующим образом:

– ухудшение видеосигнала, вызванное потерей пакетов;

– потеря кадров вследствие потери, задержки, переполнения и обнуления пакетов;

– задержка кадров, вызванная ошибками передачи.

Следовательно, если приемник посылает головному узлу информацию о потерянных или поврежденных пакетах, о потерянных или пропущенных кадрах, а также о задержанных кадрах, то головной узел может восстановить принятый видеосигнал, как он наблюдается в приемнике.

Рисунок 7

Метод контроля головным узлом качества видеосигнала в приемнике
с использованием информации об ошибках передачи


ТАБЛИЦА 1



Информация об ошибках передачи

Вид ошибок передачи

Содержание информации о передаче

Информация о потерянных или искаженных пакетах

Индексы соответствующих пакетов

Информация о задержанных кадрах

Величина времени задержки и индексы задержанных кадров

Информация о пропущенных или потерянных кадрах

Индексы пропущенных или потерянных кадров

рисунок 8



Блок-схема расчета головным узлом (поставщиком услуги) качества видеосигнала
для принятого видеосигнала с использованием оценки принятого видеосигнала (модель FR)



3 Сообщения для передачи информации об ошибках передачи


В настоящем методе головной узел (поставщик услуги) и приемник осуществляют взаимодействие, с тем чтобы обеспечить предоставление приемником поставщику услуги всей необходимой информации об ошибках передачи. Следует также отметить, что должна предоставляться вся информация о декодере и методах постобработки, используемых в приемнике, с тем чтобы поставщик услуги мог в точности оценить видеопоследовательность в приемнике.

В таблице 1 приводится требуемая информация, для того чтобы головной узел мог оценить принятую видеопоследовательность. Для каждого типа ошибок передачи передается сообщение. Такие сообщения состоят из двух или трех полей: поле типа и двоичные числа. Можно объединить несколько сообщений и затем передать их.


3.1 Сообщения для передачи информации о декодере (информация о модели приемника)


Для того чтобы точно оценить принятую видеопоследовательность, головному узлу требуется информация о декодере и методах постобработки, используемых в приемнике. Для этого требуется, чтобы в начале передачи приемник передал сообщение об идентификации модели. Предполагается, что головной узел имеет базу данных и может получить из сообщения об идентификации модели всю необходимую информацию о декодере и методах постобработки, используемых в приемнике.

3.2 Идентификатор источника


В условиях широковещательной и многоадресной передачи, когда головной узел получает сообщения об ошибках передачи, ему необходимо определить соответствующий видеосигнал источника. Для этого приемнику требуется передать сообщение об идентификации источника. Информация об источнике содержится в пакетах.

3.3 Сообщения о потерянных пакетах


Для потерянных пакетов требуется передать индексы потерянных пакетов.

В случае когда возникает пакет ошибок, теряется ряд последовательных пакетов. В этом случае требуется передать начальный и конечный индексы потерянных пакетов.


3.4 Сообщения о задержанных кадрах


При задержке кадра требуется передать индекс задержанного кадра и величину времени задержки.

3.5 Сообщение о пропущенных кадрах

При пропуске (потере) кадра требуется передать индекс пропущенного кадра.

В случае когда возникает пакет ошибок, может потеряться ряд последовательных кадров. В этом случае требуется передать начальный и конечный индексы пропущенных кадров.

3.6 Подтверждение установления связи и обработка ошибок


Эти сообщения также могут быть потеряны или повреждены из-за ошибок передачи. С одной стороны, в большинстве систем двусторонней связи используется некоторые механизмы определения и обработки ошибок, которые могут использоваться для обеспечения доставки этих сообщений. Сообщения об ошибках могут передаваться в режиме реального времени или в пакетном режиме.

В таблице 2 приводится описание сообщений об ошибках. На рисунке 9 показан блок оценки принятого видеосигнала. Примеры форматов сообщений об ошибках представлены в Дополнении 1.

ТАБЛИЦА 2

Описание сообщение


Тип ошибки передачи

Описание сообщения

Информация о приемнике

Сообщение об идентификации модели

Идентификатор источника

Сообщение об идентификации источника

Информация о потерянном пакете

Индекс потерянного пакета

Информация о потерянных пакетах

Начальный и конечный индексы потерянных пакетов

Информация о задержанном кадре

Индекс задержанного кадра и величина времени задержки

Информация о пропущенном кадре

Индекс пропущенного кадра

Информация о пропущенных кадрах

Начальный и конечный индексы пропущенных кадров

Рисунок 9



Входы и выход блока оценки принятого видеосигнала



Дополнение 1
В настоящем Дополнении описывается пример формата сообщения, способного передавать информацию об ошибках передачи.

1 Сообщения для передачи информации о декодере (информация о модели приемника)


Сообщение об идентификации модели может передаваться в виде сообщения длиной 32 байта. Первый байт является кодом ASCII символа "m" (6D в шестнадцатеричном форме), обозначающим идентификатор модели. Следующий 31 байт представляет собой строку символов, заканчивающуюся нулевым символом. Например, если номер модели терминала обозначается как "ABC-1234", то передается следующее сообщение:
6D 41 42 43 2D 31 32 33 34 ("mABC-1234"), и далее 23 нулевых символа.

2 Идентификатор источника


Сообщение об идентификаторе источника может передаваться с использованием пяти байтов двоичных данных в начале передачи. Первый байт является кодом ASCII символа "i" (69 в шестнадцатеричной форме), обозначающим идентификатор источника. Остальные четыре байта используются для идентификации источника:
69 XX XX XX XX (в шестнадцатеричной форме).

3 Сообщение о потерянных пакетах


Индекс потерянного пакета может передаваться с использованием пяти байтов двоичных данных. Первый байт является кодом ASCII символа "l" (6С в шестнадцатеричной форме), обозначающим потерянный пакет. Остальные четыре байта являются длинным целым (четырехбайтовым), обозначающим индекс потерянного пакета. Например, если потерян сотый пакет, то передается следующее сообщение:
6C 64 00 00 00 (в шестнадцатеричной форме),
в котором по крайней мере первый байт в четырехбайтовом длинном целом (без знака) является значащим.

В случае когда возникают пакеты ошибок, теряется ряд последовательных пакетов. В этом случае могут передаваться начальный индекс пакета и конечный индекс пакета с использованием 9 байтов двоичных данных. Первый байт является кодом ASCII символа "L" (4C в шестнадцатеричной форме). Следующие четыре байта являются длинным целым (четырехбайтовым), обозначающим начальный индекс потерянных пакетов. Последние четыре байта являются длинным целым, обозначающим конечный индекс потерянных пакетов. Например, если потеряны пакеты с 60-го по 90-й, то передается следующее сообщение:


4C 3C 00 00 00 5A 00 00 00 (в шестнадцатеричной форме),
в котором по крайней мере первые байты в четырехбайтовых длинных целых (без знака) являются значащими.

4 Сообщение о задержанных кадрах


Индекс задержанного кадра и величина времени задержки могут передаваться с использованием семи байтов двоичных данных. Первый байт является кодом ASCII символа "d" (64 в шестнадцатеричной форме), обозначающим задержанный кадр. Следующие четыре байта являются длинным целым (четырехбайтовым), обозначающим индекс задержанного кадра. Последние два байта являются коротким целым (двухбайтовым), обозначающим величину времени задержки в миллисекундах. Например, если 60-й кадр задержан на 300 мс, то передается следующее сообщение:
64 3C 00 00 00 2C 01 (в шестнадцатеричной форме),
в котором по крайней мере первые байты в длинном целом без знака и коротком целом без знака являются значащими.

5 Сообщение о пропущенных кадрах


Индекс пропущенного кадра может передаваться с использованием пяти байтов двоичных данных. Первый байт является ASCII кодом символа "s" (73 в шестнадцатеричной форме), обозначающим пропущенный кадр. Остальные четыре байта являются длинным целым (четырехбайтовым), обозначающим индекс пропущенного кадра. Например, если потерян 60-й кадр, передается следующее сообщение:
73 3C 00 00 00 (в шестнадцатеричной форме),
в котором по крайней мере первый байт в четырехбайтовом длинном целом (без знака) является значащим.

В случае когда возникает пакет ошибок, может быть пропущен ряд последовательных кадров. В этом случае могут передаваться начальный индекс кадра и конечный индекс кадра с использованием 9 байтов двоичных данных. Первый байт является кодом ASCII символа "S" (53 в шестнадцатеричной форме). Следующие четыре байта являются длинным целым (четырехбайтовым), обозначающим начальный индекс пропущенных кадров. Последние четыре байта являются длинным целым, обозначающим конечный индекс пропущенных кадров. Например, если пропущены кадры с 60-го по 90-й, то передается следующее сообщение:


53 3C 00 00 00 5A 00 00 00 (в шестнадцатеричной форме),
в котором по крайней мере первые байты в длинном целом без знака и коротком целом без знака являются значащими.

В таблице 3 приводятся форматы сообщений об ошибках.

ТАБЛИЦА 3

Форматы сообщений об ошибках


Типы ошибок передачи

Сообщения об ошибках передачи в шестнадцатеричной форме

Описания

Информация о потерянном пакете (5 байтов)

6C XX XX XX XX

"l" + индекс пакета (длинное целое)

Информация о потерянных пакетах (9 байтов)

4C XX XX XX XX XX XX XX XX

"L" + начальный индекс пакета (длинное целое) + конечный индекс пакета (длинное целое)

Информация о задержанном кадре (7 байтов)

64 XX XX XX XX XX XX

"d" + индекс кадра (длинное целое) + время задержки (короткое целое)

Информация о пропущенном кадре (5 байтов)

73 XX XX XX XX

"s" + индекс кадра (длинное целое)

Информация о пропущенных кадрах (9 байтов)

53 XX XX XX XX XX XX XX XX

"S" + начальный индекс кадра (длинное целое) + конечный индекс кадра (длинное целое)

Информация о приемнике (32 байта)

6D + 31-байтовая строковая переменная

"m" + 31-байтовая строковая переменная

Идентификатор источника (5 байтов)

69 XX XX XX XX

"i" + 4 байта (32 бита)

______________



1В соответствии с Рекомендацией МСЭ-R BT.1683, головной узел включает передатчик, блок оценки принятого видеосигнала и блок оценки качества видеосигнала. Он также может включать кодер.


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет