Video Quality Analyzer

Solution de mesure de qualité vidéo perçue avec référence complète

PDF Fiche technique de Video Quality Analyzer (2 pages, anglais)

PDF Fiche technique détaillée de Video Quality Analyzer (15 pages, anglais)

Basé sur un modèle élaboré de la vision humaine et sur des modèles d'écrans, Video Quality Analyzer est une solution logicielle très puissante pour mesurer et analyser précisément la qualité vidéo perçue par les utilisateurs finaux (aussi appelée QoE: Quality of Experience).

VQA est principalement conçu pour :

  • la qualification et l'optimisation d'équipements vidéo (exemple: comparaison des performances d'encodeurs vidéo)
  • la R&D des équipements vidéo (exemple: R&D des encodeurs vidéo)
  • la surveillance des processus d'encodage vidéo basés fichiers (exemple: encodage pour la VOD)

VQA est un produit logiciel. Il fonctionne sous Windows (XP, Vista, Seven) et est très facile à installer (vous avez juste à lancer le fichier d'installation et à cliquer sur "Next..." plusieurs fois). VQA peut fonctionner sur virtuellement n'importe quel PC. VQA peut même fonctionner sur un PC portable. Si possible, la configuration recommandée est: CPU 4 coeurs, 3 Go de RAM, 10 Go d'espace disque disponible.

Démarrage de VQA

Au démarrage, VQA affiche une fenêtre montrant deux cadres de prévisualisation des images: un pour la vidéo de référence et un pour la vidéo dégradée (que l'on souhaite mesurer). Pour commencer à utiliser VQA, vous allez généralement cliquer sur un bouton "Browse..." (Parcourir) afin de sélectionner un fichier vidéo (vidéo de référence ou vidéo dégradée) et de le charger.

VQA prend en charge les formats d'encodage les plus répandus: MPEG-4/AVC (H.264), MPEG-2, VC-1, uncompressed YUV, ... et les conteneurs les plus utilisés: AVI, TS, PS, ES, DPX, Motion JPEG2000, MOV, WMV, etc.

Screenshot #1 of Video Quality Analyzer

Chargement des vidéos

Screenshot #2 of Video Quality Analyzer

Lorsqu'une vidéo est chargée, sa première image est affichée. Les paramètres de ses flux vidéo et audio sont également affichés: codec, dimensions des images (frames), cadence temporelle (frame rate), nombre de frames, durée, fréquence d'échantillonnage audio, durée audio, etc.

L'interface graphique de VQA affiche également beaucoup d'autres informations, principalement pour la synchronisation et la mesure. En fait, tous les paramètres dont vous pourriez avoir besoin sont affichés et peuvent être modifiés.

Synchroniser la vidéo dégradée avec sa vidéo de référence.

Peut-être le savez-vous déjà mais mesurer la qualité d'une vidéo en utilisant une vidéo de référence nécessite de les synchroniser temporellement et spatialement. La synchronisation est aussi parfois appelée "alignement".

Pour détecter les décalages temporel et spatiaux, il vous suffit de définir des tailles de fenêtres de recherche. Et VQA détectera automatiquement les décalages. VQA peut même synchroniser des vidéos ayant des dimensions différentes et/ou des cadences temporelles (frame rates) différentes. Par exemple, VQA peut mesurer la qualité vidéo perçue d'une vidéo dégradée au format QVGA 320x240 à 15 images par seconde en utilisant une vidéo de référence en format SD 720x576 à 25 images par seconde.

Screenshot #3 of Video Quality Analyzer

Mesurer la qualité vidéo perçue

Screenshot #4 of Video Quality Analyzer

Lorsque la synchronisation se termine, le décalage temporel et les décalages spatiaux détectés sont copiés dans les champs appropriés de l'interface utilisateur et vous pouvez commencer la phase de mesure et d'analyse de qualité vidéo perçue. En fait, pour éviter d'avoir à cliquer trop souvent, vous pouvez réaliser les deux opérations (synchronisation, puis mesure de qualité) d'un simple clic, grâce au bouton "GO".

Durant la mesure de qualité vidéo, plusieurs fenêtres peuvent être affichées: frame de la vidéo mesurée, frame de référence, vue conjointe (partie gauche de la frame de référence et partie droite de la frame mesurée), carte des erreurs, courbes de qualité et courbe de débit.

En parallèle de la mesure de qualité, le débit vidéo instantané est également mesuré pour chaque frame.

La phase de synchronisation et la phase de mesure de qualité utilisent toutes les deux le multithreading. Donc plus avez de coeurs CPU, plus VQA travaille rapidement.

Serveur web

Lorsque vous avez fait cela (chargé 2 vidéos, cliqué sur le bouton "GO" et attendu que la mesure de qualité se termine), la note de qualité vidéo perçue est affichée, exprimée en DMOS (la signification des valeurs DMOS est complètement expliquée dans l'aide). C'est bien mais le meilleur reste à venir...

VQA inclut son propre serveur web. Pas besoin d'installer un serveur séparé (comme Apache): le serveur web de VQA est déjà complètement intégré à l'application.

Ce serveur web vous permet de vous connecter de n'importe où et d'obtenir les résultats de mesure, des statistiques, des courbes et même des rapports d'analyse de qualité (dans plusieurs formats, dont le format HTML afin de vous permettre de le copier/coller ou de le charger dans votre traitement de texte préféré, comme Microsoft Word par exemple).

Screenshot #5 of Video Quality Analyzer

Résultats

Screenshot #6 of Video Quality Analyzer

Dans le menu principal, le choix le plus fréquemment utilisé affiche la liste des vidéos traitées. Dans cette liste, chaque vidéo est représentée par un numéro unique, sa campagne de test, (qui permet de regrouper plusieurs résultats), son nom de fichier, son chemin complet, la description de ses flux vidéo et audio (codec, dimensions, frame rate, durée, etc...), sa note de qualité, des statistiques sur la qualité (min, max, écart-type) et les paramètres utilisés pour la synchronisation. Pour chaque vidéo, plusieurs liens vous permettent d'afficher les courbes de qualité, la courbe de débit, les images caractéristiques. D'autres liens permettent de dessiner différentes représentations de la qualité perçue en fonction du débit. Enfin, des liens permettent de générer des rapports d'analyse de qualité vidéo perçue dans des formats variés (CSV, TXT, HTML).

Courbes

Dans l'interface web, toutes les courbes sont interactives: si vous cliquez sur un point de la courbe, cela placera ce point au centre de la courbe et zoomera d'un facteur 2. Et si vous tracez une zone pour sélectionner une portion de la courbe, cela zoomera sur cette sélection. Si la frame correspondant au centre de la courbe est une frame caractéristique, alors cette frame et sa frame de référence seront affichées sous la courbe. Et si la frame dégradée contient des zones qui ont été dégradées au-delà d'un seuil défini par l'utilisateur, alors ces zones seront mises en évidence par un cadre, de manière à vous permettre de les localiser facilement. La couleur du cadre indiquera la force de la dégradation (plus le cadre est clair, plus la zone est dégradée). Et si les cadres vous gênent, vous pouvez les rendre invisibles d'un simple clic.

Si plusieurs vidéos ont la même vidéo de référence, alors vous pouvez dessiner toutes leurs courbes sur la même figure, afin de comparer les effets de différents encodeurs ou différents débits sur un contenu vidéo donné. Vous pouvez aussi obtenir des représentations graphiques de la qualité perçue en fonction du débit. Ceci vous permet de déterminer le débit qui est nécessaire pour obtenir un niveau de qualité donné.

Screenshot #7 of Video Quality Analyzer

5 niveaux d'analyse

Screenshot #8 of Video Quality Analyzer

Ces différentes possibilités aident l'utilisateur lors de l'analyse des résultats. En effet, généralement, nous considérons qu'il y a 5 niveaux d'analyse. En effet, supposons que vous avez mesuré la qualité vidéo perçue d'un fichier vidéo.

  • Niveau 1: D'abord, vous allez regarder la note de qualité moyenne. VQA la fournit. Si vous considérez que cette note est bonne (ou suffisamment bonne), alors vous êtes chanceux car votre travail est terminé. Mais la plupart du temps, vous penserez que cette note n'est pas bonne ou pas assez bonne (et que vous pouvez certainement l'améliorer).
  • Niveau 2: Donc vous allez vouloir voir la courbe de qualité, pour voir si vous avez une qualité constante (tout le long de la vidéo) ou si vous avez des pics de perte de qualité à certains moments. Vous n'avez qu'à cliquer sur un lien et VQA affichera cette courbe.
  • Niveau 3: Vous détectez des pics et vous voulez voir les frames correspondantes, pour évaluer la qualité par vous-même. Cliquez simplement sur un pic et VQA affichera les images dégradées et de référence correspondant à ce pic. VQA affichera également la courbe centrée sur ce pic.
  • Niveau 4: Vous allez alors explorer les images correspondant aux pics et essayer de trouver les zones les plus dégradées. Grâce aux cadres, VQA met ces zones en évidence.
  • Niveau 5: Géneralement, quand vous regardez les zones les plus dégradées, vous tirez des conclusions comme "OK c'est une zone très dégradée car c'est une texture fine et les petits détails ont été supprimés par la compression". Mais la difficulté est que, en faisant de cette manière, vous n'aurez que des conclusions qualitatives et aucun donnée quantitative sur la raison de ces pertes de qualité. VQA fait mieux, grâce à la classification de contenu !

Classification de contenu (brevetée)

En parallèle de la mesure de qualité vidéo perçue et de la mesure du débit, VQA divise également l'image en plusieurs zones. Chaque zone est classée selon plusieurs catégories comme "zone homogène", "texture fine", "contour horizontal", "contour vertical", "contour diagonal", "texture forte". Chaque catégorie est même subdivisée selon 2 types: "luminance faible" et "luminance forte".

Pour chaque catégorie, VQA va mesurer le nombre de pixels dans cette catégorie et la qualité vidéo perçue des zones correspondantes.

Ceci permet d'afficher les statistiques nécessaires pour le niveau 5 (voir ci-dessus). En effet, VQA indique la proportion de chaque catégorie (le nombre de pixels de la vidéo qui appartiennent à chaque catégorie), la qualité de chaque catégorie et quelle catégorie souffre des plus importantes dégradations dans la vidéo et, par normalisation, dans une vidéo qui contiendrait le même nombre de pixels dans chaque catégorie). Si vous travaillez sur la R&D des encodeurs, ou si vous essayez de paramétrer finement un encodeur, ceci vous permettra d'adapter les coefficients de quantification afin de maximiser la qualité vidéo perçue!

Cette technologie est brevetée et exclusivement disponible dans Video Quality Analyzer d'AccepTV.

Screenshot #9 of Video Quality Analyzer

Audio

Screenshot #10 of Video Quality Analyzer

VQA peut aussi mesurer la qualité audio. Toutefois, la métrique de qualité audio implémentée est plus simple que la métrique de qualité vidéo. La métrique de qualité audio est similaire à un "PSNR amélioré" (l'amélioration est due à l'utilisation d'un modèle d'audition).

Lorsque le traitement audio est activé, VQA effectue la synchronisation audio, la mesure de qualité audio et la mesure de débit audio instantané.

Autres caractéristiques

VQA contient beaucoup d'autres atouts, parmi lesquels:

  • Gestionnaire de Tâches: quand vous cliquez sur un bouton, vous ne faites pas directement une action mais en réalité vous ajoutez une tâche dans une file d'attente. Ceci vous permet de continuer à charger des fichiers, les synchroniser et les mesurer, même si VQA travaille déjà.
  • Watch Folder: il permet de détecter chaque fichier apparaissant (copié) dans un dossier (ou dans ses sous-dossiers). Pour chaque nouveau fichier, plusieurs règles (basées sur les noms de fichiers, en particulier sur la fin des noms de fichiers) peuvent être appliquées afin de détecter les noms possibles du fichier de référence. Si un fichier de référence est trouvé, la mesure de qualité est lancée. Le Watch Folder permet de surveiller un processus d'encodage basé fichier en utilisant VQA (pour la VOD, par exemple).
  • Méthodes d'automatisation: pour faciliter l'utilisation de VQA avec un nombre important de fichiers, VQA peut charger des scripts et être utilisé en ligne de commande (avec des arguments).
  • Loupe et des profils de signal: pour explorer les images au niveau pixel, voir les valeurs de Y, U et V pour chaque pixel, comparer deux frames provenant de vidéos différentes, un loupe est disponible, ainsi que des profils de signal horizontaux et verticaux. Ces fenêtres montrent le contenu de l'image dans le voisinage de la position du curseur de souris.
  • Video Cutter: un outil pour découper la vidéo de référence et la vidéo à mesurer en plusieurs clips vidéo, en utilisant des marqueurs début/fin pour la vidéo de référence et en utilisant la synchronisation pour la vidéo à mesurer. Video Cutter simplifie l'utilisation d'une vidéo de longue durée qui représenterait plusieurs contenus (par exemple: sport, film, journal télévisé, dessin animé, concert, etc.) en découpant cette longue vidéo en plusieurs clips. Chaque clip ne représentera qu'un seul type de contenu (un clip pour le sport, un clip pour le film, etc). Grâce à cela, vous pourrez obtenir une note de qualité pour chaque type de contenu (une note pour le sport, une note pour le film, etc).
Screenshot #11 of Video Quality Analyzer

Conclusion

Avec toutes ses caractéristiques uniques et sa métrique de qualité évoluée, VQA est définitivement la solution qui saura d'adapter pour répondre à vos besoins de mesure et d'analyse de qualité vidéo perçue. Demandez une version d'évaluation dès aujourd'hui!

Si vous êtes intéressé(e) par VQA mais si vous n'avez qu'un besoin ponctuel ou si vous n'avez pas les ressources humaines nécessaires pour utiliser pleinement une licence, merci de noter que nous proposons aussi des prestations de service basées sur l'utilisation de VQA.

PDF Fiche technique de Video Quality Analyzer (2 pages, anglais)

PDF Fiche technique détaillée de Video Quality Analyzer (15 pages, anglais)