[go: up one dir, main page]

RS20180385A1 - Method for detecting packet loss artifacts in an image in a transmitted video signal - Google Patents

Method for detecting packet loss artifacts in an image in a transmitted video signal

Info

Publication number
RS20180385A1
RS20180385A1 RS20180385A RSP20180385A RS20180385A1 RS 20180385 A1 RS20180385 A1 RS 20180385A1 RS 20180385 A RS20180385 A RS 20180385A RS P20180385 A RSP20180385 A RS P20180385A RS 20180385 A1 RS20180385 A1 RS 20180385A1
Authority
RS
Serbia
Prior art keywords
packet loss
artifacts
macro
blocks
edges
Prior art date
Application number
RS20180385A
Other languages
Serbian (sr)
Inventor
Mario Vranješ
Marijan Herceg
Ratko Grbić
Ištvan Pap
Jelena Kovačević
Original Assignee
Rt Rk D O O
Fakultet Elektrotehnike Racunarstva I Informacionih Tehnologija Osijek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rt Rk D O O, Fakultet Elektrotehnike Racunarstva I Informacionih Tehnologija Osijek filed Critical Rt Rk D O O
Priority to RS20180385A priority Critical patent/RS20180385A1/en
Publication of RS20180385A1 publication Critical patent/RS20180385A1/en

Links

Landscapes

  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

Postupak otkrivanja artefakata gubitka paketa u slici u prenetom video signalu ima za novost da se predobradom, filtriranjem vertikalnih i horizontalnih gradijenata i horizontalnih i vertikalnih ivica, dobijaju pravi uglovi (210) preklapanjem dobijenih oštrih horizontalnih ivica (240) i oštrih vertikalnih ivica (245), odnosno pronalaze se makro-blokovi (330) sa detektovanim artefaktima gubitka paketa. Postupak je, pored koraka (120) detekcije pravih uglova (210), karakterisan i načinom na koji se sadržaj slike razlikuje od artefakata gubitka paketa, a to je praćenje u koliko se uzastopnih okvira makro-blok (330) sa detektovanim artefaktom gubitka paketa pojavljuje na istoj lokaciji i poređenje sa predefinisanim maksimalnim brojem F ponavljanja okvira na istoj lokaciji u koraku (150) razlikovanja sadržaja od artefakata gubitka paketa. Ukoliko se na istoj lokaciji pronađu artefakti gubitka paketa, to jest ako se u istom makro-bloku (200) pojave više od F uzastopnih okvira, makro-blok (330) sa detektovanim artefaktom gubitka paketa se "zaključava" i algoritam ga beleži kao sadržaj. Makro-blok (200) ostaje "zaključan" dokle god se u njemu pojavljuje artefakt gubitka paketa u uzastopnim okvirima, a "otključava" se ponovo tek kada se na navedenoj lokaciji u predefinisanom broju A uzastopnih okvira ne pojavljuje artefakt.The process of detecting packet loss artifacts in an image in a transmitted video signal has the novelty that by pre-processing, filtering vertical and horizontal gradients and horizontal and vertical edges, right angles (210) are obtained by overlapping the obtained sharp horizontal edges (240) and sharp vertical edges (245) , that is, macro-blocks (330) are found with detected packet loss artifacts. In addition to the right angle detection step (210), the method is characterized by the way in which the image content differs from the packet loss artifact, which is the tracking of how many consecutive frames the macro-block (330) with the detected packet loss artifact appears at the same location and comparing with the predefined maximum number F of frame repeats at the same location in step (150) of distinguishing the contents from the packet loss artifacts. If packet loss artifacts are found at the same location, that is, if more than F consecutive frames appear in the same macro-block (200), the macro-block (330) with the detected packet loss artifact is "locked" and the algorithm records it as content . The macro-block (200) remains "locked" as long as the packet loss artifact appears in it in consecutive frames, and is "unlocked" again only when no artifact appears in the specified location in the predefined number A of consecutive frames.

Description

Поступак откривања артефаката губитка пакета у слици у пренетом видео сигналу A method for detecting image packet loss artifacts in a transmitted video signal

Области технике на коју се проналазак односи Field of technology to which the invention relates

Проналазак генерално припада области дигиталне обраде сигнала и дигиталних видео комуникација. Проналазак првенствено припада области преношења видео сигнала преко различитих комуникационих, односно пакетских, IP мрежа и "free to air" преноса видео сигнала. Проналазак се односи и на подручје репродукције слике услед губитка пакета, након изобличења узрокованих самим губитком пакета. Проналазак је блиско повезан са тестирањем различитих мрежа за пренос дигиталног видео сигнала, дигиталних ТВ пријемника (енг. Set Тор Вох, STB), као и са дигиталном телевизијом. The invention generally belongs to the field of digital signal processing and digital video communications. The invention primarily belongs to the field of video signal transmission over various communication, i.e. packet, IP networks and "free to air" video signal transmission. The invention also relates to the field of image reproduction due to packet loss, after distortions caused by packet loss itself. The invention is closely related to testing various networks for digital video signal transmission, digital TV receivers (Set Top Box, STB), as well as digital television.

Ознаке према међународној класификацији патената (МКП) су: H04N7/12, H04N1/409, H04N5/94, Н04В1/66. The designations according to the International Patent Classification (IPC) are: H04N7/12, H04N1/409, H04N5/94, H04V1/66.

Технички проблем Technical problem

Преношењем видео сигнала путем комуникационих канала, примљени сигнал може бити пригушен због саме пропагације, те се њему суперпонира шум. Осим што се сигнал изобличује суперпонираним шумом, може доћи и до губитка дела сигнала узрокованог непристизањем одређеног броја пакета сигнала на пријемник. Некомпримовани дигитални видео сигнали заузимају велику количину ресурса приликом похрањивања на одређени медиј за чување података, као и при преносу мрежом, због чега се сигнали пре похрањивања и дистрибуције компримују у складу са различитим нормама за компресију видеа (на пример MPEG-2, Н.264 и Н.265). Такав процес компресије уводи изобличења у видео и смањује његов квалитет. Осим тога, преносом видео сигнала хетерогеним мрежама може доћи до губитка пакета (енг. Packet Loss) који преносе видео информације. Стога, уколико ти пакети са видео садржајем не стигну до циљаног пријемника, долази до нових додатних артефаката и додатног смањења квалитета видеа узрокованог преносом пакета. У апликацијама где је неопходно да сви пакети нужно стигну до пријемника, може се захтевати ретрансмисија изгубљених пакета како би се смањила количина артефаката због губитка пакета. Међутим, то повећава кашњење због додатног времена потребног за ретрансмисију. У апликацијама где се не тражи ретрансмисија нема тог додатног кашњења, али тада губитак пакета доводи до мањка информација на самом пријемнику. Тај мањак информација визуално се манифестује као артефакт губитка пакета и знатно утиче на уочени квалитет видео сигнала. When transmitting video signals over communication channels, the received signal can be attenuated due to propagation itself, and noise can be superimposed on it. In addition to the signal being distorted by superimposed noise, part of the signal can also be lost due to a certain number of signal packets not arriving at the receiver. Uncompressed digital video signals take up a large amount of resources when stored on a specific data storage medium, as well as when transmitted over a network, which is why signals are compressed according to various video compression standards (for example, MPEG-2, N.264, and N.265) before storage and distribution. Such a compression process introduces distortions into the video and reduces its quality. In addition, when transmitting video signals over heterogeneous networks, packets that carry video information can be lost (Packet Loss). Therefore, if these video packets do not reach the intended receiver, additional artifacts and additional degradation in video quality are introduced due to packet transmission. In applications where it is essential that all packets reach the receiver, retransmission of lost packets may be required to reduce the amount of artifact due to packet loss. However, this increases latency due to the additional time required for retransmission. In applications where retransmission is not required, there is no additional latency, but then the packet loss results in a loss of information at the receiver itself. This loss of information is visually manifested as a loss of packet artifact and significantly affects the perceived quality of the video signal.

Представљеним проналаском се решава технички проблем детекције артефаката губитка пакета на декодираном видео оквиру ("no reference” метода детекције артефаката). Када је количина артефаката губитка пакета изнад неке одређене границе, ДТВ пријемник најчешће замрзава део слике или целу слику, или пак приказује црни екран, односно репродукује деградирану (изобличену) слику када је количина артефаката испод неког граничног нивоа. Проналазак такође решава проблем тестирања различитих мрежа (мобилних, ИП, и слично) за пренос видео сигнала, како би се крајњем кориснику повећао квалитет достављене услуге (за оптимизацију параметара мреже се узимају у обзир информације о количини артефаката). The presented invention solves the technical problem of detecting packet loss artifacts on a decoded video frame ("no reference" artifact detection method). When the amount of packet loss artifacts is above a certain limit, the DTV receiver most often freezes part of the image or the entire image, or displays a black screen, or reproduces a degraded (distorted) image when the amount of artifacts is below a certain threshold level. The invention also solves the problem of testing different networks (mobile, IP, etc.) for video signal transmission, in order to increase the quality of the service provided to the end user (information on the amount of artifacts is taken into account to optimize network parameters).

Стање технике State of the art

Претходна решења описују поступке и системе који описују суштину са одређеним карактеристикама, док појединачни кораци описани у изложеном поступку немају поклапања са стањем технике, па су стога дати кораци кључни за представљени поступак. Previous solutions describe methods and systems that describe the essence with certain characteristics, while the individual steps described in the presented method do not coincide with the state of the art, and therefore the given steps are key to the presented method.

Патент US 8488915 корпорације „Georgia Tech Research" је објављен 1. маја 2006. године, под називом „Automatic video quality measurement system and method based on spatial-temporal coherence metrics". Описује поступак за мерење видео артефаката помоћу блок-метрике, где се филтрирањем вертикалних ивица у одређеном оквиру детектују вертикалне ивице које су дуже од предефинисане вредности. Међутим, за разлику од изложеног поступка, у овом случају се на основу дистрибуције вертикалних ивица детектују компресиони артефакти. Следи хоризонтално филтрирање ивица, којим се детектују хоризонталне ивице дуже од предефинисане вредности и на основу њих се проналазе мрежни артефакти. Патент истиче да се слике са истакнутим хоризонталним и вертикалним ивицама додатно обрађују, како би се добили само они пиксели који припадају ивицама које су искључиво вертикалне или хоризонталне, а уз то да су и дуже од задате величине. Patent US 8488915 of the Georgia Tech Research Corporation was published on May 1, 2006, under the title "Automatic video quality measurement system and method based on spatial-temporal coherence metrics". It describes a method for measuring video artifacts using block metrics, where vertical edges that are longer than a predefined value are detected by filtering vertical edges in a certain frame. However, unlike the method described above, in this case, compression artifacts are detected based on the distribution of vertical edges. This is followed by horizontal edge filtering, which detects horizontal edges longer than a predefined value and based on them, network artifacts are found. The patent emphasizes that images with prominent horizontal and vertical edges are further processed in order to obtain only those pixels that belong to edges that are exclusively vertical or horizontal, and that are also longer than a given size.

Патентна пријава US 20060181740, објављена 8. децембра 2004. године, под називом „Block artifact phenomenon eliminating device and eliminating method thereof', описује метод за отклањање блоковских артефаката у декодованом оквиру слике, где се врши детекција ивица и одређују пиксели који припадају ивици блока, пиксели који су део ивице објекта и пиксели који нису у оквиру било какве ивице, на основу којих се користе одговарајући филтри ради уклањања артефаката у посматраном блоку. У датој патентној пријави, за разлику од поступка који се штити, разматра се да ли је смер ивице којој припада пиксел 0 или 90 степени, док се пресек ивица не разматра, како би се детектовали прави углови. Дакле, патентна пријава одређује да ли се пиксел са одређеном оријентацијом налази у околини ивице блока. На основу апсолутне вредности одзива ивице за одређени пиксел, и на основу предефинисаног прага се одређује да ли дати пиксел припада ивици. Patent application US 20060181740, published on December 8, 2004, entitled "Block artifact phenomenon eliminating device and eliminating method thereof", describes a method for removing block artifacts in a decoded image frame, where edge detection is performed and pixels belonging to the block edge, pixels that are part of the object edge and pixels that are not within any edge are determined, based on which appropriate filters are used to remove artifacts in the observed block. In the given patent application, unlike the method being protected, it is considered whether the direction of the edge to which the pixel belongs is 0 or 90 degrees, while the intersection of the edges is not considered in order to detect right angles. Therefore, the patent application determines whether a pixel with a certain orientation is located in the vicinity of the block edge. Based on the absolute value of the edge response for a certain pixel, and based on a predefined threshold, it is determined whether a given pixel belongs to an edge.

Патент US 5621467 објављен 16. фебруара 1995. године од стране „Thomson Multimedia S.A", под називом „Temporal-spatial error concealment apparatus and method for video signal processors", описује систем видео декомпресије и метод за генерисање блока сачињеног од пиксела са подацима за блок који недостаје или је искварен. Одређује се доминантни градијент слике и у складу с тим врши просторна интерполација. Даље се формира блок са одговарајућим коефицијентима, у складу са предефинисаним критеријумом. Такође се врши и процена доминантних карактеристика слике попут ивица и градијената. Одређује се доминантни градијент супер-блока и бележи се његов угао. Угао са највећом сумом коефицијената се процењује да је доминантан. Patent US 5621467 published on February 16, 1995 by "Thomson Multimedia S.A", entitled "Temporal-spatial error concealment apparatus and method for video signal processors", describes a video decompression system and a method for generating a block made up of pixels with data for a block that is missing or corrupted. The dominant gradient of the image is determined and spatial interpolation is performed accordingly. A block is then formed with appropriate coefficients, according to predefined criteria. Dominant image features such as edges and gradients are also evaluated. The dominant gradient of the super-block is determined and its angle is recorded. The angle with the largest sum of coefficients is estimated to be dominant.

Патентна пријава US 8130828 „Microsoft" корпорације, објављена 7. априла 2006. године, под називом „Adjusting quantization to preserve non-zero AC coefficients", описује поступак идентификације једног или више коефицијената наизменичних компоненти сваког од вишеструких макро-блокова у видео слици. За макро-блок од четири блока се идентификује праг квантизације, који подразумева одређивање броја коефицијената, највеће амплитуде коефицијената у сваком од четири блока и најмање амплитуде коефицијента међу забележеним највећим амплитудама. Patent application US 8130828 of "Microsoft" Corporation, published on April 7, 2006, entitled "Adjusting quantization to preserve non-zero AC coefficients", describes a method of identifying one or more coefficients of the alternating components of each of multiple macroblocks in a video image. For a macroblock of four blocks, a quantization threshold is identified, which involves determining the number of coefficients, the largest amplitude of the coefficients in each of the four blocks, and the smallest amplitude of the coefficient among the largest amplitudes recorded.

У стање технике такође спада дипломски рад Ивана Главоте, одбрањен 21.9.2016. године на Факултету електротехнике, рачунарства и информацијских технологија Осијек, под називом „Детектирање губитака пакета при пријеносу видеа мрежом". Описани поступак излаже детекцију правилних и неправилних артефаката губитка пакета, проналазак хоризонталних и вертикалних ивица макро-блокова, као и рачунање понављања елемената слике из претходног оквира, уз специфичан услов за постојање артефаката. У накнадној обради се детектовани артефакти пропагације хоризонтално повезују. На крају алгоритма се рачуна проценат површине оквира који садржи артефакте губитка пакета. The state of the art also includes Ivan Glavota's thesis, defended on September 21, 2016 at the Faculty of Electrical Engineering, Computer Science and Information Technologies in Osijek, entitled "Detecting packet loss in video transmission over a network". The described procedure demonstrates the detection of regular and irregular packet loss artifacts, finding horizontal and vertical edges of macro-blocks, as well as calculating the repetition of image elements from the previous frame, with a specific condition for the existence of artifacts. In post-processing, the detected propagation artifacts are horizontally connected. At the end of the algorithm, the percentage of the frame area containing packet loss artifacts is calculated.

Излагање суштине проналаска Exposition of the essence of the invention

Представљени проналазак излаже неколико корака поступка који су специфични, дакле уводе новост и биће детаљно описани у наставку. Тежи се што ефикаснијем начину проналаска артефаката губитка пакета. Суштина проналаска је да се на декодованом видео оквиру, без присуства референтног сигнала, на више начина детектују артефакти (будући да коришћење само неког од начина доводи до недетектовања одређеног броја постојећих артефаката): детекцијом правих углова, детекцијом упарених паралелних оштрих хоризонталних ивица, детекцијом упарених паралелних оштрих вертикалних ивица и спајањем недетектованих макро-блокова који садрже артефакте, а налазе се између две или више узастопне групе макро-блокова са детектованим артефактима губитка пакета, при чему се спајање одвија само у хоризонталном смеру (у једном реду макро-блокова). Применом једног од начина проналаска артефаката се налазе само неки од артефаката, док се применом сва четири начина осигурава проналазак и оних артефаката које примена само једног од начина не детектује, услед чега је детекција артефаката The presented invention presents several steps of the method that are specific, therefore introducing novelty and will be described in detail below. The aim is to find the most efficient way of finding packet loss artifacts. The essence of the invention is that artifacts are detected in a decoded video frame, without the presence of a reference signal, in several ways (since using only one of the methods leads to the non-detection of a certain number of existing artifacts): by detecting right angles, by detecting paired parallel sharp horizontal edges, by detecting paired parallel sharp vertical edges and by merging undetected macro-blocks containing artifacts, which are located between two or more consecutive groups of macro-blocks with detected packet loss artifacts, whereby the merging takes place only in the horizontal direction (in one row of macro-blocks). Using one of the methods for finding artifacts only finds some of the artifacts, while using all four methods ensures the discovery of those artifacts that are not detected by using only one of the methods, which makes artifact detection more efficient.

приликом губитка пакета далеко прецизнија. far more accurate when losing packets.

Кратак опис слика проналаска Brief description of the invention images

Следеће слике употпуњују опис проналаска: The following images complete the description of the invention:

Слика 1: Поступак са корацима откривања артефаката губитка пакета. Figure 1: Process with steps for detecting packet loss artifacts.

Слика 2: Илустрација идеалних правих углова и углова са одступањем. Figure 2: Illustration of ideal right angles and angles with deviation.

Слика 3: Повезивање макро-блокова са артефактима у једном реду. Figure 3: Connecting macro-blocks to artifacts in one row.

Слика 4: Детекција артефаката помоћу а) упарених паралелних оштрих хоризонталних ивица и б) упарених паралелних оштрих вертикалних ивица. Figure 4: Artifact detection using a) paired parallel sharp horizontal edges and b) paired parallel sharp vertical edges.

Слика 5: Приказ детектованих артефаката губитка пакета на различите начине. Figure 5: Display of detected packet loss artifacts in different ways.

Детаљан опис проналаска Detailed description of the invention

Неке од норми чији је принцип компресије заснован на обради макро-блокова 200 су JPEG, Н.261, MPEG-1, H.262/MPEG-2, Н.263 и MPEG-4. У преносу тако компримованих сигнала, величина макро-блокова је најчешће 16x16 пиксела (сегменти димензија 16x16). Постоје различити типови артефаката губитка пакета. Њихов визуелни изглед зависи од технике исправљања грешке (енг. error concealment) примењене током накнадне обраде на декодеру. Артефакт се обично проналази на границама макро-блокова уколико се он догодио у / оквиру (енг. l-frame) или било где у оквиру уколико је он настао пропагацијом артефаката из / оквира, што се добија у случају предвиђених Р и 8 оквира (енг. P-frames, B-frames). У предвиђеним Р и В оквирима се дешава да се артефакт изобличи и изгуби своје првобитне карактеристике, услед чега га је теже детектовати. Some of the standards whose compression principle is based on the processing of macro-blocks 200 are JPEG, N.261, MPEG-1, H.262/MPEG-2, N.263 and MPEG-4. In the transmission of signals compressed in this way, the size of macro-blocks is most often 16x16 pixels (segments of dimensions 16x16). There are different types of packet loss artifacts. Their visual appearance depends on the error correction technique (error concealment) applied during post-processing at the decoder. The artifact is usually found at the boundaries of macro-blocks if it occurred in an / frame (l-frame) or anywhere in the frame if it was caused by the propagation of artifacts from / frames, which is obtained in the case of the predicted R and 8 frames (P-frames, B-frames). In the intended R and V frames, the artifact tends to distort and lose its original characteristics, making it more difficult to detect.

На слици 1 су дати кораци поступка који се штити. Корак 120 детекције правих углова, корак 130 детекције упарених паралелних оштрих хоризонталних ивица, корак 135 детекције упарених паралелних оштрих вертикалних ивица и корак 140 спајања макро-блокова у хоризонталном смеру представљају начине проналаска артефаката губитка пакета. Figure 1 shows the steps of the method to be protected. Step 120 of detecting right angles, step 130 of detecting paired parallel sharp horizontal edges, step 135 of detecting paired parallel sharp vertical edges, and step 140 of merging macroblocks in the horizontal direction represent ways of finding packet loss artifacts.

Поступак откривања артефаката губитка пакета почиње кораком 100 прибављања тренутног видео оквира, а наставља се предобрадом у кораку 110 детекције оштрих хоризонталних ивица и кораку 115 детекције оштрих вертикалних ивица. Након проналажења оштрих хоризонталних ивица и оштрих вертикалних ивица, кораком 120 детекције правих углова се проналазе прави углови и на тај начин детектују одређени артефакти губитка пакета који имају изражене праве углове. Како би се пронашли остали артефакти, примењује се корак 130 детекције упарених паралелних оштрих хоризонталних ивица дужих или једнаких од предефинисаног броја L пиксела, удаљених за предефинисан број D1 пиксела (може бити 16, 32 или 48 пиксела), а потом и корак 135 детекције упарених паралелних оштрих вертикалних ивица дужих или једнаких од предефинисаног броја М пиксела, удаљених за предефинисан број D2 пиксела (може бити 16 или 32 пиксела). Предефинисан број L пиксела износи најмање осам пиксела, док предефинисан број М пиксела износи најмање четири пиксела. Након тога, четврти начин проналаска артефаката је постигнут кораком 140 спајања макро-блокова који су недетектовани, при чему је њихов број највише четири, а налазе се између две узастопне групе макро-блокова са детектованим артефактима губитка пакета. Спајање се одвија само у једном реду макро-блокова, то јест у хоризонталном смеру. Накнадна обрада се врши кораком 150 разликовања садржаја од артефаката губитка пакета, у циљу одбацивања макро-блокова са погрешно детектованим артефактима који заправо не садрже артефакте, већ су део садржаја који има неке карактеристике артефакта. На основу тих карактеристика је алгоритам претходно погрешно претпоставио да се ради о арефактима, док накнадном обрадом алгоритам заправо учи да се не ради о артефактима, већ о садржају. The packet loss artifact detection process begins with step 100 of acquiring the current video frame, and continues with preprocessing in step 110 of detecting sharp horizontal edges and step 115 of detecting sharp vertical edges. After finding sharp horizontal edges and sharp vertical edges, step 120 of detecting right angles finds right angles and thus detects certain packet loss artifacts that have pronounced right angles. In order to find other artifacts, a step 130 of detecting paired parallel sharp horizontal edges longer than or equal to a predefined number L pixels, spaced apart by a predefined number D1 pixels (can be 16, 32 or 48 pixels), is applied, followed by a step 135 of detecting paired parallel sharp vertical edges longer than or equal to a predefined number M pixels, spaced apart by a predefined number D2 pixels (can be 16 or 32 pixels). The predefined number L pixels is at least eight pixels, while the predefined number M pixels is at least four pixels. After that, a fourth way of finding artifacts is achieved by a step 140 of merging macroblocks that are undetected, with their number being at most four, and located between two consecutive groups of macroblocks with detected packet loss artifacts. The merging takes place only in one row of macro-blocks, that is, in the horizontal direction. Post-processing is performed by step 150 of distinguishing content from packet loss artifacts, in order to reject macro-blocks with incorrectly detected artifacts that do not actually contain artifacts, but are part of the content that has some artifact characteristics. Based on these characteristics, the algorithm previously incorrectly assumed that they are artifacts, while post-processing actually teaches the algorithm that they are not artifacts, but content.

У кораку 150 разликовања садржаја од артефаката губитка пакета, најпре се врши провера броја узастопних појављивања артефаката губитка пакета на локацији једног те истог макро-блока у узастопним оквирима. Уколико је број узастопних појављивања артефаката на истој локацији макро-блока већи од предефинисаног броја F зa који се врши "закључавање" оквира, тај се макроблок означава LOCK индикатором. У том случају, алгоритам је погрешно детектовао садржај слике као артефакт губитка пакета, те се тај макро-блок више не узима као макро-блок у којем постоји артефакт (алгоритам је "научио" да се ради о садржају). Макро-блок након тога остаје означен са LOCK индикатором докле год се у њему појављује артефакт губитка пакета. Након што се у макроблоку означеном са LOCK индикатором не детектује артефакт у предефинисаном броју А узастопних оквира за који се врши "откључавање" оквира, исти макро-блок ће се означити UNLOCK индикатором, дакле алгоритам ће поново узимати тај макро-блок у обзир као локацију на којој се може појавити артефакт губитка пакета. Поступак се завршава кораком 160 рачунања процента прекривености оквира артефактима губитка пакета, при чему се дати проценат рачуна као однос броја макро-блокова са детектованим артефактима губитка пакета и укупног броја макро-блокова у целом оквиру. In step 150 of distinguishing content from packet loss artifacts, the number of consecutive occurrences of packet loss artifacts at the location of the same macroblock in consecutive frames is first checked. If the number of consecutive occurrences of artifacts at the same macroblock location is greater than a predefined number F for which the frame is "locked", that macroblock is marked with a LOCK indicator. In this case, the algorithm has incorrectly detected the content of the image as a packet loss artifact, and that macroblock is no longer taken as a macroblock in which the artifact exists (the algorithm has "learned" that it is content). The macroblock then remains marked with a LOCK indicator as long as a packet loss artifact appears in it. After no artifact is detected in a macroblock marked with the LOCK indicator for a predefined number A of consecutive frames for which the frame is "unlocked", the same macroblock will be marked with the UNLOCK indicator, so the algorithm will again consider that macroblock as a location where a packet loss artifact may appear. The procedure ends with step 160 of calculating the percentage of frame coverage by packet loss artifacts, where the given percentage is calculated as the ratio of the number of macroblocks with detected packet loss artifacts to the total number of macroblocks in the entire frame.

Слика 2 приказује идеалне праве углове 210 и углове са одступањем 250 од неколико пиксела S, који се формирају пресеком 230 оштрих хоризонталних ивица 240 и оштрих вертикалних ивица 245. Сликом 2 су приказани случајеви пронађених правих углова 210 унутар макро-блокова 200, где су детектовани артефакти губитка пакета. Идеалан прав угао 210 је приказан са леве стране слике 2 и налази се у доњем левом макро-блоку 200, док се угао са одступањем 250 од неколико пиксела налази у макро-блоку 200 поред (следећем макро-блоку 200 на десно). Оштре хоризонталне ивице 240 и оштре вертикалне ивице 245 се на слици 2 налазе унутар макро-блокова 200 и за детекцију артефаката се посматрају упарене паралелне оштре хоризонталне ивице 240 и оштре вертикалне ивице 245. У случају проналаска угла са одступањем 250 од неколико пиксела, уколико је дефинисан ивицама које имају веће одступање од два пиксела, у датом макро-блоку 200 се артефакт губитка пакета неће детектовати. Идеални прави углови 210 и углови са одступањем 250 од неколико пиксела се детектују с циљем проналаска ивичних макро-блокова 200 самог артефакта губитка пакета, што доводи до проналаска правоугаоних објеката издвојених од позадине, те се претпоставља да су то артефакти губитка пакета. Figure 2 shows ideal right angles 210 and angles with a deviation of 250 of several pixels S, which are formed by the intersection 230 of sharp horizontal edges 240 and sharp vertical edges 245. Figure 2 shows cases of found right angles 210 within macro-blocks 200, where packet loss artifacts are detected. The ideal right angle 210 is shown on the left side of Figure 2 and is located in the lower left macro-block 200, while the angle with a deviation of 250 of several pixels is located in the macro-block 200 next to it (the next macro-block 200 to the right). Sharp horizontal edges 240 and sharp vertical edges 245 are located within macroblocks 200 in Figure 2 and paired parallel sharp horizontal edges 240 and sharp vertical edges 245 are observed for artifact detection. In the case of finding an angle with a deviation of 250 of several pixels, if it is defined by edges that have a deviation greater than two pixels, a packet loss artifact will not be detected in a given macroblock 200. Ideal right angles 210 and angles with a deviation of 250 of several pixels are detected with the aim of finding the edge macroblocks 200 of the packet loss artifact itself, which leads to the finding of rectangular objects separated from the background, and it is assumed that these are packet loss artifacts.

Слика 3 за дати оквир илуструје повезивање недетектованих артефаката са детектованим артефактима у једном реду макро-блокова 200, односно у хоризонталном смеру. Између једног или више макро-блокова 330 са детектованим артефактима се идентификују артефакти губитка пакета у истом реду макро-блокова 200 уколико је њихов број мањи или једнак предефинисаној вредности К, који износи највише четири макро-блока 200. Повезивање у једном реду се такође одвија и када се ивице детектованих артефаката не налазе на ивицама макро-блокова 200, већ су померене тако да се налазе унутар појединих макро-блокова 300 са недетектованим артефактима. Figure 3 for a given frame illustrates the linking of undetected artifacts with detected artifacts in a row of macroblocks 200, i.e. in the horizontal direction. Between one or more macroblocks 330 with detected artifacts, packet loss artifacts are identified in the same row of macroblocks 200 if their number is less than or equal to a predefined value K, which is at most four macroblocks 200. Linking in a row also takes place when the edges of the detected artifacts are not located on the edges of the macroblocks 200, but are shifted so that they are located inside individual macroblocks 300 with undetected artifacts.

Слика 4 а) описује случај проналаска артефаката губитка пакета на основу паралелних упарених оштрих хоризонталних ивица 240 дужих од предефинисане вредности L, која износи осам пиксела. Детекција артефаката се врши на ивицама макро-блокова 200 и унутар појединих макро-блокова 200, за тренутно посматрани оквир. На слици 4 б) је приказан проналазак артефаката губитка пакета на основу упарених паралелних оштрих вертикалних ивица 245 једнако дугачких или дужих од предефинисане вредности М, која износи четири пиксела. Figure 4 a) depicts the case of packet loss artifact detection based on parallel paired sharp horizontal edges 240 longer than a predefined value L, which is eight pixels. Artifact detection is performed at the edges of macroblocks 200 and within individual macroblocks 200, for the currently viewed frame. Figure 4 b) depicts packet loss artifact detection based on paired parallel sharp vertical edges 245 equally long or longer than a predefined value M, which is four pixels.

На слици 5 је приказан пример детекције артефаката губитка пакета користећи сва четири начина детекције предложена у овој пријави. Приказани су артефакти 410 детектовани помоћу правих углова 210, артефакти 420 детектовани помоћу паралелних упарених оштрих хоризонталних ивица 240, артефакти 430 детектовани помоћу паралелних упарених оштрих вертикалних ивица 245 и артефакти 440 детектовани повезивањем у хоризонталном смеру. За детекцију артефаката 420 детектованих помоћу оштрих хоризонталних ивица 240 и артефаката 430 детектованих помоћу оштрих вертикалних ивица 245 посматрају се упарене паралелне оштре хоризонталне ивице 240 и паралелне упарене оштре вертикалне ивице 245, дуже или једнаке предефинисаној вредности L, односно М. У накнадној обради се врши спајање (попуњавање) макро-блокова 300 са недетектованим артефактима између два или више макро-блокова 330 са детектованим артефактима губитка пакета. Дакле, слика 5 приказује осенчене макро-блокове са детектованим артефактима, као они који са сигурношћу садрже артефакте губитка пакета, при чему су за детекцију артефаката коришћена сва четири начина предложена у овој пријави. Figure 5 shows an example of packet loss artifact detection using all four detection methods proposed in this application. Shown are artifacts 410 detected using right angles 210, artifacts 420 detected using parallel paired sharp horizontal edges 240, artifacts 430 detected using parallel paired sharp vertical edges 245, and artifacts 440 detected by connecting in the horizontal direction. For the detection of artifacts 420 detected using sharp horizontal edges 240 and artifacts 430 detected using sharp vertical edges 245, paired parallel sharp horizontal edges 240 and parallel paired sharp vertical edges 245, longer than or equal to a predefined value L, respectively M, are observed. In post-processing, the macroblocks 300 with undetected artifacts are merged (filled) between two or more macroblocks 330 with detected packet loss artifacts. Thus, Figure 5 shows the shaded macroblocks with detected artifacts, as those that certainly contain packet loss artifacts, where all four methods proposed in this application were used for artifact detection.

Начин индустријске и друге примене проналаска Method of industrial and other application of the invention

Примена изложеног проналаска је у индустрији, приликом тестирања дигиталних ТВ пријемника, како би се детектовани артефакти губитка пакета што прецизније издвојили од видео садржаја. Дакле, вршењем предобраде, одређивањем неопходних карактеристика артефаката губитка пакета и постављањем ограничења се тачније указује на макро-блокове који поседују артефакте у једном или више редова. Циљ предложеног поступка је да се побољша квалитет видео сигнала и на време укаже на стање при преносу сигнала комуникационом мрежом. Примена је такође и у прикривању (енг. concealment) артефаката губитка пакета у видео оквирима, при чему се врши апроксимација и отклањање грешки услед губитка пакета. Циљ је детектовати што више постојећих артефаката губитка пакета, који се онда могу покушати прикрити неком од метода прикривања грешака (енг. error concealment). Провајдерима је у интересу да оптимизују потребни пропусни опсег (енг. bandwidth), а то им је олакшано на основу исправне количине постојећих артефаката губитка пакета. The application of the presented invention is in the industry, when testing digital TV receivers, in order to more accurately separate the detected packet loss artifacts from the video content. Therefore, by performing preprocessing, determining the necessary characteristics of the packet loss artifacts and setting restrictions, macro-blocks that have artifacts in one or more rows are more accurately indicated. The goal of the proposed method is to improve the quality of the video signal and timely indicate the state of the signal transmission over the communication network. The application is also in the concealment of packet loss artifacts in video frames, whereby approximation and elimination of errors due to packet loss are performed. The goal is to detect as many existing packet loss artifacts as possible, which can then be attempted to be concealed by one of the error concealment methods. It is in the interest of providers to optimize the required bandwidth, and this is facilitated by the correct amount of existing packet loss artifacts.

Claims (8)

Патентни захтеви:Patent claims: 1. Поступак откривања артефаката губитка пакета у слици у пренетом видео сигналу, где се кораком 100 прибављања тренутног видео оквира преузима његова луминантна компонента карактерисан тиме да се поступак наставља предобрадом у кораку (110) детекције оштрих хоризонталних ивица и кораком (115) детекције оштрих вертикалних ивица, и да се корак (110) детекције оштрих хоризонталних ивица (240) и корак (115) детекције оштрих вертикалних ивица (245) извршавају у паралели или један за другим; да се кораком (120) детекције правих углова (210) проналазе прави углови (210) детектованих ивица;1. A method for detecting packet loss artifacts in a transmitted video signal, wherein the step 100 of acquiring the current video frame takes its luminance component, characterized in that the method continues with preprocessing in a step (110) of detecting sharp horizontal edges and a step (115) of detecting sharp vertical edges, and that the step (110) of detecting sharp horizontal edges (240) and the step (115) of detecting sharp vertical edges (245) are performed in parallel or one after the other; that the step (120) of detecting right angles (210) finds the right angles (210) of the detected edges; да се у кораку (130) детекције оштрих хоризонталних ивица (240) проналазе оштре хоризонталне ивице (240) дуже или једнаке од предефинисаног броја L пиксела и на удаљеностима одређеним димензијама макро-блокова (200) које не морају бити једна висина макро-блока (200), и да се у кораку (135) детекције оштрих вертикалних ивица (245) проналазе оштре вертикалне ивице (245) дуже или једнаке од предефинисаног броја М пиксела и на удаљеностима одређеним димензијама макро-блокова (200), али не нужно једна ширина макро-блока (200);that in step (130) of detecting sharp horizontal edges (240), sharp horizontal edges (240) longer than or equal to a predefined number L pixels and at distances determined by the dimensions of the macro-blocks (200) which do not necessarily have to be one height of the macro-block (200), and that in step (135) of detecting sharp vertical edges (245), sharp vertical edges (245) longer than or equal to a predefined number M pixels and at distances determined by the dimensions of the macro-blocks (200), but not necessarily one width of the macro-block (200); да се кораком (140) спајања макро-блокова (200) у хоризонталном смеру повезују макроблокови (330) са детектованим артефактима губитка пакета ако је растојање између макро-блокова (330) са детектованим артефактима губитка пакета мање или једнако од К макро-блокова (200), чиме се они сматрају као макро-блокови (330) са детектованим артефактима губитка пакета;that the step (140) of merging macro-blocks (200) in the horizontal direction connects macro-blocks (330) with detected packet loss artifacts if the distance between macro-blocks (330) with detected packet loss artifacts is less than or equal to K macro-blocks (200), thereby considering them as macro-blocks (330) with detected packet loss artifacts; да се у кораку (150) разликовања садржаја од артефаката губитка пакета, макро-блок (330) са детектованим артефактима губитка пакета не прихвата уколико се појављује на истој позицији у више од F узастопних оквира, и да се иста позиција узима као позиција на којој се појавио артефакт тек када се на наведеној позицији не детектује артефакт у предефинисаном броју А понављања оквира.that in step (150) of distinguishing content from packet loss artifacts, a macro-block (330) with detected packet loss artifacts is not accepted if it appears at the same position in more than F consecutive frames, and that the same position is taken as the position at which the artifact appeared only when no artifact is detected at the said position in a predefined number A of frame repetitions. и да се поступак завршава кораком (160) рачунања процента прекривености оквира артефактима губитка пакета.and that the method ends with a step (160) of calculating the percentage of frame coverage by packet loss artifacts. 2. Поступак дефинисан према захтеву 1, карактерисан тиме да су прави углови дефинисани пресеком (230) пронађених одговарајућих оштрих хоризонталних ивица (240) и оштрих вертикалних ивица (245).2. The method defined according to claim 1, characterized in that the right angles are defined by the intersection (230) of the found corresponding sharp horizontal edges (240) and sharp vertical edges (245). 3. Поступак дефинисан према захтеву 1 и 2, карактерисан тиме да прави углови са одступањем од идеалног правог угла (210) имају толеранцију до предефинисаног броја 5 пиксела, где дати број S износи највише 2 пиксела (250).3. The method defined according to claim 1 and 2, characterized in that right angles with a deviation from the ideal right angle (210) have a tolerance of up to a predefined number of 5 pixels, where the given number S is at most 2 pixels (250). 4. Поступак дефинисан према захтеву 1, карактерисан тиме да удаљености за паралелне упарене оштре хоризонталне ивице (240) и паралелне упарене оштре вертикалне ивице (245) представљају умножак од 16 пиксела.4. The method defined in claim 1, characterized in that the distances for the parallel paired sharp horizontal edges (240) and the parallel paired sharp vertical edges (245) are a multiple of 16 pixels. 5. Поступак дефинисан према захтеву 1, карактерисан тиме да број М износи 4 пиксела, док је број L једнак 8 пиксела.5. The method defined according to claim 1, characterized in that the number M is 4 pixels, while the number L is equal to 8 pixels. 6. Поступак дефинисан према захтеву 1, карактерисан тиме да се при хоризонталном спајању макро-блокови (300) са недетектованим артефактима проглашавају макро- блоковима (330) са детектованим артефактима губитка пакета уколико се налазе између два макроблока (330) са детектованим артефактима губитка пакета који су распоређени у једном реду и чија је међусобна удаљеност није већа од предефинисане вредности К.6. The method defined according to claim 1, characterized in that during horizontal merging, macroblocks (300) with undetected artifacts are declared macroblocks (330) with detected packet loss artifacts if they are located between two macroblocks (330) with detected packet loss artifacts that are arranged in one row and whose mutual distance is not greater than a predefined value K. 7. Поступак дефинисан према захтеву 1, карактерисан тиме да се артефакти губитка пакета детектују не само на ивицама макро-блокова (200), већ било где на слици.7. The method defined according to claim 1, characterized in that packet loss artifacts are detected not only at the edges of macro-blocks (200), but anywhere in the image. 8. Поступак дефинисан према захтеву 1, карактерисан тиме да се проценат прекривености оквира артефактима губитка пакета добија на основу односа броја макро-блокова (330) са детектованим артефактима губитка пакета и укупног броја макро-блокова (200) у целом оквиру.8. The method defined according to claim 1, characterized in that the percentage of frame coverage by packet loss artifacts is obtained based on the ratio of the number of macro-blocks (330) with detected packet loss artifacts and the total number of macro-blocks (200) in the entire frame.
RS20180385A 2018-03-27 2018-03-27 Method for detecting packet loss artifacts in an image in a transmitted video signal RS20180385A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RS20180385A RS20180385A1 (en) 2018-03-27 2018-03-27 Method for detecting packet loss artifacts in an image in a transmitted video signal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RS20180385A RS20180385A1 (en) 2018-03-27 2018-03-27 Method for detecting packet loss artifacts in an image in a transmitted video signal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RS20180385A1 true RS20180385A1 (en) 2019-09-30

Family

ID=68048443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RS20180385A RS20180385A1 (en) 2018-03-27 2018-03-27 Method for detecting packet loss artifacts in an image in a transmitted video signal

Country Status (1)

Country Link
RS (1) RS20180385A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4147448A4 (en) * 2020-05-04 2024-05-15 SSIMWAVE Inc. Macroblocking artifact detection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4147448A4 (en) * 2020-05-04 2024-05-15 SSIMWAVE Inc. Macroblocking artifact detection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7911538B2 (en) Estimation of block artifact strength based on edge statistics
KR100934539B1 (en) How to Measure Multimedia Video Communication Quality
US9693078B2 (en) Methods and systems for detecting block errors in a video
US20030023910A1 (en) Method for monitoring and automatically correcting digital video quality by reverse frame prediction
US20080247664A1 (en) System and method for an adaptive de-blocking filter after decoding of compressed digital video
KR20070116717A (en) METHOD AND APPARATUS FOR MEP noise noise intensity of compressed digital image
US20160044315A1 (en) System and method for adaptively compensating distortion caused by video compression
US10405032B2 (en) Video analyzer
US10182233B2 (en) Quality metric for compressed video
US7957467B2 (en) Content-adaptive block artifact removal in spatial domain
CA3168392A1 (en) Real-time latency measurement of video streams
KR100873317B1 (en) Error concealment method and device
US10038906B2 (en) Video analyzer
JP2001519632A (en) Method for assessing the degradation of a video image introduced by a digital transmission and / or recording and / or encoding system
RS20180385A1 (en) Method for detecting packet loss artifacts in an image in a transmitted video signal
US8311127B2 (en) Method and apparatus to check for wrongly decoded macroblocks in streaming multimedia applications
KR100933284B1 (en) Video quality evaluation system, video transmitter, video receiver and its method
KR101316699B1 (en) System for video quality mesurement, apparutus for transmitting video, apparutus for receiving video and method thereof
Glavota et al. Pixel-based statistical analysis of packet loss artifact features
Babić et al. Real-time no-reference histogram-based freezing artifact detection algorithm for UHD videos
Yammine et al. Blind frame freeze detection in coded videos
CN112261404B (en) Image quality black field detection method embedded in decoder
Goran et al. On Novel System for Detection Video Impairments Using Unsupervised Machine Learning Anomaly Detection Technique.
US8804046B1 (en) Methods and systems for detection of chroma dropouts in video
US20160373787A1 (en) Methods and apparatuses for filtering of ringing artifacts post decoding