Кіріспе
Адамдардың қабылдаған бейне сапасының бағалануы. Субъективті бейне сапасы – адамдардың сезімталдығы бойынша бейне сапасы. Ол бейнені көрерменнің (немесе "байқаушы" немесе "субъект" деп те аталады) қалай қабылдауымен байланысты және нақты бейне тізбегі туралы олардың пікірін көрсетеді. Бұл сапаны сезіну саласына жатады. Субъективті бейне сапасын өлшеу қажет, себебі PSNR сияқты объективті сапаны бағалау алгоритмдері субъективті бағалаулармен нашар байланысты. Субъективті бағалаулар жаңа алгоритмдерді жасау үшін нақты деректер ретінде де қолданылуы мүмкін. Субъективті бейне сапасын тестілеу – психофизикалық эксперименттер, онда көрермендердің тобы белгілі бір стимулдарды бағалайды. Мұндай сынақтар дайындық және жүргізілу кезеңдерінде көп уақыт пен адам ресурстарын қажет етеді, сондықтан оларды мұқият жоспарлау қажет. Субъективті бейне сапасын тестілеуде әдетте SRC-лер ("Көздер", яғни бастапқы бейне тізбектері) PVS-терді ("Өңделген бейне тізбектері") жасау үшін әртүрлі жағдайларда ("Гипотетикалық анықтама тізбектері" үшін HRC-лер) өңделеді.
Subjective video quality is video quality as experienced by humans. It is concerned with how video is perceived by a viewer (also called "observer" or "subject") and designates their opinion on a particular video sequence. It is related to the field of Quality of Experience. Measuring subjective video quality is necessary because objective quality assessment algorithms such as PSNR have been shown to correlate poorly with subjective ratings. Subjective ratings may also be used as ground truth to develop new algorithms. Subjective video quality tests are psychophysical experiments in which a number of viewers rate a given set of stimuli. These tests are quite expensive in terms of time (preparation and running) and human resources and must therefore be carefully designed. In subjective video quality tests, typically, SRCs ("Sources", i. e. original video sequences) are treated with various conditions (HRCs for "Hypothetical Reference Circuits") to generate PVSs ("Processed Video Sequences").
Көзді таңдау
Әдетте, жүйе әртүрлі мазмұн мен мазмұнның сипаттамаларын көрсететін жеткілікті мөлшерде сынақтан өткізілуі керек. Мысалы, әртүрлі жанрдағы мазмұн үзінділерін таңдауға болады, мысалы, әрекет фильмдері, жаңалықтар бағдарламалары және мультфильмдер. Видеоның ұзақтығы сынақтың мақсатына байланысты, бірақ әдетте 10 секундтан кем емес кесімдер қолданылады. Қозғалыс мөлшері мен кеңістіктегі бөлшектердің де кең ауқымды қамтуы керек. Бұл сынақта әртүрлі күрделілік деңгейлеріне ие кесімдер бар екенін қамтамасыз етеді. Көздер бастапқы сапасымен таза болуы керек. Бастапқы кесімнің сапасын төмендетуі мүмкін ешқандай көрінетін кодтау артефактілері немесе басқа да қасиеттер болмауы тиіс.
Баптаулары
HRC-тің құрылымы зерттеліп жатқан жүйеге байланысты. Әдетте, осы кезеңде бірнеше тәуелсіз айнымалылар енгізіледі және олар бірнеше деңгейде өзгертіледі. Мысалы, бейне кодегінің сапасын тексеру үшін тәуелсіз айнымалылар ретінде бейне коделеу бағдарламалық қамтамасы, мақсатты бит-ағыны және өңделген тізбектің мақсатты ажыратымдылығы қолданылуы мүмкін. Сапаның толық диапазонын қамтитын бағалаулар беретін параметрлерді таңдау ұсынылады. Яғни, абсолютті категориялық бағалау шкаласын қолданғанда, тест көрермендердің нашардан тамашаға дейін бағалайтын тізбектерін көрсетуі керек.
Көрмешілер саны
Көрермендер "байқаушылар" немесе "қатысушылар" деп те аталады. Зерттеуге белгілі бір ең аз көрермендер саны шақырылуы керек, себебі қатысушылардың көп саны эксперимент нәтижесінің сенімділігін арттырады, мысалы, орташа бағалардың стандартты ауытқуын төмендету арқылы. Сонымен қатар, бағалау кезінде сенімсіз мінез-құлық көрсеткен қатысушыларды алып тастау қаупі бар. Субъективті бейне сапасын зерттеу үшін қажетті ең аз қатысушылар саны нақты анықталмаған. ITU T деректері бойынша, 4-тен 40-қа дейінгі кез келген сан қолданылуы мүмкін, мұнда 4 – статистикалық себептерге байланысты абсолютті минимум, ал 40-тан астам қатысушы шақырудың қосымша мәні жоқ. Жалпы алғанда, экспериментке кем дегенде 15 байқаушы қатысуы тиіс. Олар өз жұмысының бір бөлігі ретінде бейне сапасын бағалаумен тікелей айналыспауы керек және тәжірибелі бағалаушылар болмауы керек. Дегенмен, қатысушылар санына қатысты көптеген ұсыныстар үйдегі теледидар немесе компьютер пайдаланушыларының кездесетін бейне сапасын өлшеуге арналған, онда бұрмалаулардың ауқымы мен әртүрлілігі шектеулі (мысалы, тек кодирование артефакттары). Мобильді құрылғылармен түсірілген және/немесе сымсыз желілер арқылы берілген бейнелерде кездесетін кемшіліктердің кең ауқымы мен әртүрлілігін ескере отырып, көбінесе адам қатысушыларының саны көп болуы мүмкін. Бруннстрем мен Барковский қолданыстағы субъективті тесттерге сүйене отырып, қажетті ең аз қатысушылар санын анықтау үшін есептеулер ұсынды. Олар бағаларды салыстыру кезінде статистикалық тұрғыдан маңызды айырмашылықтарды қамтамасыз ету үшін әдеттегідей қарағанда көп қатысушы қажет болуы мүмкін деп мәлімдейді.
involved in picture quality evaluation as part of their work and should not be experienced assessors. However, most recommendations for the number of subjects have been designed for measuring video quality encountered by a home television or PC user, where the range and diversity of distortions tend to be limited (e. g., to encoding artifacts only). Given the large ranges and diversity of impairments that may occur on videos captured with mobile devices and/or transmitted over wireless networks, generally, a larger number of human subjects may be required. Brunnström and Barkowsky have provided calculations for estimating the minimum number of subjects necessary based on existing subjective tests. They claim that in order to ensure statistically significant differences when comparing ratings, a larger number of subjects than usually recommended may be needed.
Көріністі таңдау
Көрмешілер видеокодирование немесе оған байланысты салаларда кәсіби сарапшылар болмауы тиіс. Бұл талап, әлеуетті жеке пікірлердің ықпалын болдырмау мақсатында қойылады.
Сынақ ортасы
Субъективті сапа сынақтарын кез келген ортада жүргізуге болады. Дегенмен, әртүрлі жағдайлардың ықпалынан туындаған факторларға байланысты, сынақтарды бейтарап ортада, мысалы, арнайы зертхана бөлмесінде өткізуге кеңес беріледі. Мұндай бөлме дыбыс өткізбейтін, қабырғалары бейтарап сұр түске боялған және дұрыс калибрленген жарық көздерімен жабдықталған болуы мүмкін. Көптеген ұсынымдар осы талаптарды нақтылай түседі. Ал, көрермендер зертханада субъективті сапаны бағалаудың орнына, өз үйлеріндегі компьютерлерін пайдаланып баға береді. Бұл әдіс, дәстүрлі субъективті сынақтарға қарағанда, төмен құнмен көбірек нәтиже алуға мүмкіндік берсе де, алынған жауаптардың жарамдылығы мен сенімділігін қатаң тексеру қажет.
Нәтижелерді талдау
Көрермендердің пікірлері әдетте орташа пікір баллына (MOS) дейін орташаланады. Осы мақсатта, категориялық шкалалардың белгілемелері сандарға айналдырылуы мүмкін. Мысалы, "жаман" деген жауаптан бастап "керемет" дейін берілген жауаптар 1-ден 5-ке дейінгі мәндерге шамаланғанда, содан кейін орташасы есептелінеді. MOS мәндері бақылаушылар арасындағы жалпы келісімді бағалау үшін әрқашан статистикалық сенімділік интервалдарымен бірге көрсетілуі керек.
Пәтерді скринингтен өткізу
Көбінесе нәтижелерді бағалау алдында қосымша шаралар қолданылады. Субъектілерді іріктеу – рейтингтері жарамсыз немесе сенімсіз деп есептелген көрермендерді келесі талдаудан шығару процесі. Жарамсыз бағаларды анықтау қиын, себебі субъектілер видеоны қарамай бағалаған немесе тест барысында жауаптарын жалған көрсеткен болуы мүмкін. Субъектінің жалпы сенімділігін әртүрлі процедуралар арқылы анықтауға болады, олардың кейбіреулері ITU R және ITU T ұсынымдарында сипатталған. Мысалы, адамның жеке бағалары мен барлық тізбектер бойынша бағаланған жалпы MOS арасындағы корреляция, оның қалған тестке қатысушылармен салыстырғанда сенімділігінің жақсы индикаторы болып табылады.
Жоғары деңгейдегі модельдер
Адамдар стимулдарды бағалайтын кезде, оларға қате пікірлер тән. Бұл әртүрлі және дәл емес бағалау әрекеттеріне алып келуі мүмкін, нәтижесінде стимулдың "шынайы сапасын" көрсете алмайтын МОС (Mean Opinion Score) мәндері пайда болады. Соңғы жылдары бағалау процесін формалды түрде сипаттауға және субъективті бағалаулардағы қателіктерді жоюға бағытталған жетілдірілген модельдер ұсынылды. Яновски және авторлардың айтуынша, бағалаушылардың жалпы бағаларын өзгертетін жеке пікірлерге, сондай-ақ бағалаушы мен стимулға байланысты бағалаудың дәлдігіне қатысты белгісіздік болуы мүмкін. Ли және авторлар бағалаушылардың тұрақсыздығы мен мазмұндағы түсініксіздік арасындағы айырмашылықты анықтауды ұсынды.
Стандартталған сынау әдістері
Дұрыс реттілікті, жүйелік параметрлерді және сынақ әдістемелерін таңдаудың көптеген жолдары бар. Олардың кейбіреуі стандартталған. Олар бірнеше ITU R және ITU T ұсыныстарында толыққанды сипатталған, соның ішінде ITU R BT.500 зерттеушілерге әдеттегі сынақ зертханасынан өзге ортада субъективті сапа сынақтарын жүргізуге көбірек мүмкіндік береді, бірақ осындай сынақтарды қайта жасау үшін қажетті барлық егжей-тегжейлі мәліметтерді беруді талап етеді.
Мысалдар
Төменде стандартталған бағалау процедураларының мысалдары келтірілген.
Бір стимул
ACR (Абсолюттік санатты рейтинг): ITU-T P.910 стандартында, DCR сияқты әдістер беріліс сапасын бағау үшін, әсіресе жоғары сапалы жүйелерде қолданылуы тиіс делінген. ACR және ACR HR біліктілік сынақтарына және абсолютті нәтижелер беретіндіктен жүйелерді салыстыруға көбірек қолайлы. PC әдісінің ажырату күші жоғары, бірақ оны жүргізу үшін ұзақ сынақ сессиялары қажет.
Деректер қоры
Субъективті сапа сынақтарының нәтижелері, қолданылған стимулдарды қоса алғанда, дерекқоры деп аталады. Мұндай зерттеулерге негізделген сурет және бейне сапасының бірнеше субъективті дерекқоры ғылыми-зерттеу институттарымен жалпыға қолжетімді етілді. Бұл дерекқоры – олардың кейбіреулері де-факто стандарттарға айналған – бүкіл әлемдегі теледидар, кино және бейне инженерлері объективті сапа модельдерін жобалау және сынау үшін пайдаланады, себебі жасалған модельдер алынған субъективті деректермен үйлестіріледі. Видео сапасы жөніндегі сарапшылар тобы қолжетімді дерекқорының шолуын жасады, ал видео материалдары Тұтынушылардың цифрлық бейне кітапханасында қолжетімді.