HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG NGUYỄN THẾ BÙI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐÁNH GIÁ
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH
CÓ ĐỘ PHÂN GIẢI CAO (HDTV)

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG

MÃ SỐ: 60.52.02.08
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ


hưởng đến chất lượng dịch vụ cung cấp cho người sử dụng, thậm chí còn
làm cho người sử dụng không thể phân biệt được chất lượng thực sự của
HDTV và đã đánh đồng với các chất lượng truyền hình số. Điều này làm cho
dịch vụ truyền hình HDTV ít được phổ biến rộng rãi và ảnh hưởng đến sự
phát triển của dịch vụ, cho dù các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình có tập
trung quảng bá ưu thế của HDTV so với các dạng truyền hình khác.
Được sự đồng ý và nhất trí của thày hướng dẫn, tôi đã mạnh dạn nghiên
cứu và thực hiện luận văn với đề tài “Nghiên cứu phương pháp đo đánh
giá chất lượng dịch vụ truyền hình có độ phân dải cao (HDTV)”. Luận
văn được xây dựng với các nội dung chủ yếu sau:
Chương 1: Tổng quan về truyền hình độ phân giải cao HDTV
Chương 2: Phương pháp đánh giá chất lượng hình ảnh HDTV.
Chương 3: Kỹ thuật đo kiểm tra chất lượng HDTV.
Trong quá trình thực hiện đề tài đã sử dụng nhiều tài liệu, dữ liệu khác
nhau làm cơ sở, cho nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót, khiếm
khuyết. Tôi rất mong nhận được các ý kiến góp ý chỉnh sửa, bổ sung để đề
tài được hoàn thiện hơn. 2
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH ĐỘ PHÂN
GIẢI CAO HDTV

1.1 Giới thiệu về truyền hình phân giải cao (HDTV)
HDTV là hệ thống truyền hình có độ phân giải cao hơn so với các hệ
thống truyền hình truyền thống, có một hoặc hai triệu pixel cho mỗi khung
hình, gấp năm lần so với SD. Phát sóng HDTV thời kỳ đầu sử dụng kỹ thuật
tương tự, nhưng phát sóng HDTV ngày nay đã sử dụng phát sóng số bằng
cách sử dụng nén hình ảnh.

1.2.4 Các đặc tính giống nhau và khác nhau cục bộ.
- Tiêu chuẩn đánh giá sự giống và khác nhau cục bộ được tính toán bằng
cách lặp lại giới hạn trên.
1.2.5. Sự phân bố của các đặc tính cục bộ
Được thể hiện qua các ký hiệu
1.2.6. Đặc tính khối
Đặc tính khối được tính toán bằng cách sử dụng các khung hình ở độ
phân giải. Đặc tính này đo khả năng nhìn thấy được của các viền khối
khi xảy ra các lỗi mã hóa, truyền dẫn.
1.2.7. Đặc tính giật hình (chất lượng thời gian).
- Đặc tính giật được tính bằng trung bình tích số số lần hiển thị tương đối
(biến đổi phi tuyến của số lần hiển thị) và cường độ chuyển động.
1.2.8. Hình ảnh bị mất đồng chỉnh không gian
Tránh dự đoán sai trong trường hợp mất đồng chỉnh không gian tương
đối lớn giữa cảnh hình ảnh tham chiếu và đã xử lý, các bước trên được
4
tính toán cho ba bước đồng chỉnh không gian theo phương ngang và dọc
khác nhau của cảnh hình ảnh và điểm dự đoán tối đa trong số tất cả các
vị trí không gian là điểm chất lượng được ước lượng cuối cùng.
1.2.9. PSNR biên
- Mô hình chủ yếu đo đánh giá suy giảm chất lượng trên đường biên.
Trong mô hình, thuật toán tách đường biên được áp dụng đầu tiên với
cảnh hình ảnh nguồn để xác định các điểm ảnh biên. Sau đó, suy giảm
chất lượng của các điểm ảnh biên đó được đo đánh giá bằng cách tính
toán sai số trung bình bình phương. Từ sai số này sẽ tính được EPSNR.
1.3. Các các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng HDTV [4]
- Hình ảnh tiền xử lý, các khung và các khung lấy mẫu đại diện.
- Khung thời gian giữa cảnh hình ảnh tham chiếu và cảnh hình ảnh đã
qua xử lý.
- Khung hình ảnh đã qua xử lý và khung hình ảnh tham chiếu tương ứng.

các giải bóng đá quốc tế như Seria A, là La Liga và đặc biệt Champion
League và UEFA được K+ mua bản quyền phát sóng chất lượng HD.
1.4.2.3. Chất lượng các kênh HD của AVG
An Viên HD: Đây là kênh HD duy nhất mà AVG tự sản xuất. Nội dung
tập trung nhiều vào văn hóa và Phật giáo, hay chiếu phim truyền hình cũ của
Việt Nam. Tin tức phóng sự chất lượng HD còn phim truyện vẫn là nâng
cấp.
1.4.2.4. Chất lượng các kênh HD của VCTV
Các kênh HD tự sản xuất: VCTV hiện tại không có kênh HD nào tự sản
xuất, riêng 2 kênh thể thao là Bóng Đá TV và Thể thao TV phát sóng với tỉ
lệ 16:9 có chất lượng không thực sự là HD.
6
1.4.2.5. Chất lượng kênh HD của VASC
Theo đánh giá của người sử dụng dịch vụ MyTV, trong số 15 kênh HD
của VASC thì có khoảng 6 kênh HD chất lượng rất tốt tương ứng với chuẩn
Full HD. Còn các kênh HD khác chất lượng chưa được tốt thường là kênh
nâng cấp. Kết luận chương 1
: Nội dung của chương nhằm giới thiệu về truyền
hình độ phân dải cao HDTV, lịch sử phát triển, các tham số đánh giá chất
lượng, các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của truyền hình HDTV. Khái
quát về tình hình phát triển và chất lượng hình ảnh của HDTV tại Việt nam.
Các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình HD sẽ phải quan tâm đến vấn đề chất
lượng dịch vụ, đồng thời cũng phải có công cụ kiểm soát chất lượng dịch vụ
cung cấp cho khách hàng. Chương 2 sẽ đưa ra các phương pháp để đánh giá
chất lượng hình ảnh của HDTV.
Loạt khuyến nghị BT được công bố bởi ITU-R (ngành tiêu chuẩn Thông tin
Vô tuyến) liên quan đến phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình
ảnh truyền hình và loạt khuyến nghị J/P của ITU-T (ngành tiêu chuẩn Viễn
thông) cũng có thể áp dụng cho các ứng dụng viễn thông (truyền hình cáp và
đa phương tiện).
Bảng 2.1: Tiêu chuẩn ITU về phương pháp đánh giá
chất lượng hình ảnh
8
Tiêu chuẩn Nội dung
BT.500 Phương pháp luận đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh truyền hinh

BT.710 HDTV Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh truyền hình số
phân giải cao (HDTV)
BT.802 Các yêu cầu sử dụng để truyền dẫn thông qua mạng phân phối sơ cấp
và mạng thành phần của tín hiệu truyền hình số xác định phù hợp với
tiêu chuẩn 4:2:2 của khuyến nghị ITU-R BT.601 (Part A)
BT.1129 SDTV Phương pháp đánh giá chủ quan truyền hình số phân giải tiêu chuẩn
(SDTV)
BT.1201
UHDTV
Hình ảnh có độ phân giải siêu cao
BT.1210 Các vật tư sử dụng trong đánh giá chủ quan
BT.1769
UHDTV
Các giá trị tham số phân cấp mở rộng khuôn dạng hình ảnh LSDI cho
sản xuất và trao đổi chương trình quốc tế
BT.1907 Các kỹ thuật đo chất lượng hình ảnh theo cảm nhận khách quan đối
với các ứng dụng sử dụng HDTV trong sự có mặt của tín hiệu tham
chiếu đầy đủ
BT.1908 Các kỹ thuật đo chất lượng hình ảnh khách quan đối với các ứng

J.246 Các kỹ thuật đô đánh giá chất lượng hình ảnh theo cảm quan đối với
các dịch vụ đa phương tiện trên mạng truyền hình cáp số với sự có
mặt của tham chiếu băng rộng rút gọn
J.340 Thuật toán tham khảo cho tính toán tỷ lệ tín hiệu trên tạp nhiễu đỉnh
của chuỗi hình ảnh đã được xử lý có bù dịch chuyển không gian cố
định, dịch chuyển thời gian cố định, khuếch đại và bù độ chói cố định

J.341 Đo đánh giá chất lượng hình ảnh đa phương tiện theo cảm nhận
khách quan của HDTV đối với truyền hình cáp số trong sự có mặt
của tham chiếu đầy đủ
10
J.342 Đo đánh giá chất lượng hình ảnh đa phương tiện theo cảm nhận
khách quan của HDTV đối với truyền hình cáp số trong sự có mặt
của tham chiếu rút gọn
SMPTE 2036-1 Truyền hình phân giải siêu cao - Các giá trị tham số hình ảnh cho sản
xuất chương trình
SMPTE 2036-2 Truyền hình phân giải siêu cao - Các đặc tính âm thanh và sắp xếp
kênh âm thanh cho sản xuất chương trình
SMPTE 2036-3 Truyền hình phân giải siêu cao - Sắp xếp đơn tuyến kết nối và nhiều
tuyến kết nối giao diện số liệu/tín hiệu nối tiếp 10 Gbps
2.2. Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh [5]
Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh sử dụng một
nhóm người tham gia xếp loại và đánh giá chất lượng hình ảnh.
2.2.1. Các điều kiện đánh giá chủ quan
Các bước tiến hành để đánh giá chất lượng hình ảnh đối với dịch vụ
truyền hình HDTV như sau:
- Xác định một loạt các mẫu hình ảnh để tiến hành kiểm tra.
- Lựa chọn một số tham số cấu hình.
- Thiết lập môi trường kiểm tra tuân thủ với các tham số cấu hình mong
muốn.

hiệu ứng chuyển cảnh trong phương pháp ACR. Các kết quả đánh giá được
biểu diễn bằng điểm đánh giá trung bình như trong phương pháp ACR,
2.2.6. Phương pháp so sánh theo cặp (PC)
Đối tượng so sánh chất lượng hình ảnh đầu với chất lượng hình ảnh thứ
12
hai và trong khoảng 10 giây tiếp theo sẽ đánh giá hình ảnh nào đạt chất
lượng tốt hơn.
2.2.7. Phương pháp thang đo chất lượng liên tục bằng tác nhân
kích thích kép (DSCQS)
Phương pháp này được dùng rộng rãi để đánh giá chất lượng của hệ
thống và các tuyến truyền dẫn sử dụng trong phát sóng truyền hình. Phương
pháp này đặc biệt hiệu quả trong trong trường hợp không trình chiếu đây đủ
các điều kiện chất lượng và nó có khả năng đồng thời đánh giá sự khác biệt
về chất lượng giữa một đoạn hình ảnh tham chiếu đầy đủ và hình ảnh đánh
giá, chất lượng tuyệt đối của đoạn hình ảnh đánh giá.
2.2.8. Phương pháp đánh giá chất lượng liên tục bằng tác nhân
kích thích đơn (SSCQE)
Suy giảm chất lượng hình ảnh số thay đổi theo thời gian tùy thuộc vào
đặc điểm của nội dung hình ảnh. Vì lý do này, các cảnh hình ảnh khác nhau
nên được sử dụng khi thực hiện các đánh giá chất lượng. Tuy nhiên, các
phương pháp giống DSCQS cần một thời gian dài để tiến hành các đánh giá
chất lượng bởi một lượng lớn cảnh hình ảnh.
2.2.9. Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh
(SAMVIQ)
Hầu hết các đánh giá chất lượng hình ảnh đã cho đến nay vẫn được
thực hiện bằng cách sử dụng các mẫu hình ảnh có nguồn gốc từ các chương
trình phát sóng truyền hình, nhưng với sự tăng trưởng gần đây trong phổ
biến của dịch vụ chuyển phát hình ảnh cho máy tính và các thiết bị đầu cuối
di động, đã phát sinh một nhu cầu cho sự phát triển của các phương pháp
đánh giá chất lượng tương thích với nhiều định dạng hình ảnh khác nhau và

hình ảnh bằng cách so sánh hình ảnh đã xử lý bị bóp méo do mã hóa và tổn
thất truyền tải với một lượng nhỏ thông tin trích xuất từ các hình ảnh nguồn.
2.3.4. Đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh theo mô hình
không tham chiếu
Mô hình không tham chiếu thực hiện đánh giá khách quan chất lượng
hình ảnh trên cơ sở các khung đã qua xử lý bị biến dạng do mã hóa và tổn
thất truyền tải.
2.4. Mô hình đánh giá khách quan HDTV của một số hãng [3].
2.4.1. Mô hình đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh HDTV
theo NTT
Mô hình NTT đánh giá chính xác chất lượng hình ảnh bằng cách sử dụng
quá trình đồng chỉnh chính xác và thuật toán chất lượng hình ảnh phản ánh
đặc điểm của thị giác con người dựa trên ảnh hưởng của mã hóa
2.4.2. Mô hình đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh HDTV
theo OPTICOM.
Mô hình PEVQ được thiết kế để dự đoán ảnh hưởng của suy hao đường
truyền đến chất lượng hình ảnh theo cảm nhận của con người.
2.4.3. Mô hình đánh giá khách quan chất lượng hình ảnh HDTV
theo SwissQual
Mô hình Vquad-HD có đầu vào là cảnh hình ảnh tham chiếu và cảnh hình
ảnh đã xử lý. Điểm số dự đoán dựa trên các bước sau:
- Đầu tiên, các cảnh hình ảnh được tiền xử lý. Đặc biệt, các khung được
lấy mẫu đại diện.
- Thực hiện đồng chỉnh không gian thời giữa cảnh hình ảnh tham chiếu
15
và cảnh hình ảnh đã xử lý.
- Đặc tính giống nhau và khác nhau cục bộ được lấy theo cảm nhận trực
quan, đặc tính khối và đặc tính giật hình được tính toán.
- Điểm số chất lượng được ước tính dựa trên một tập hợp không tuyến
tính của các tính năng trên.

Hình 3.1: Biểu đồ quy trình các bước của mô hình tham chiếu đầy đủ
17
Ước lượng điểm dựa trên cơ sở các bước sau:
1) Các cảnh hình ảnh được tiền xử lý. Đặc biệt, nhiễu được loại bỏ
bằng cách lọc các khung và các khung lấy mẫu đại diện.
2) Thực hiện đồng chỉnh khung thời gian giữa cảnh hình ảnh tham
chiếu và cảnh hình ảnh đã qua xử lý.
3) Thực hiện đồng chỉnh khung không gian giữa khung hình ảnh đã qua
xử lý và khung hình ảnh tham chiếu tương ứng.
4) Đặc tính chất lượng không gian cục bộ được tính toán: Đo đánh giá
giống nhau cục bộ và sai khác cục bộ, cảm thụ bởi cảm nhận thị giác.
5) Thực hiện phân tích phân bố các đặc tính giống nhau và sai khác cục
bộ.
6) Đo suy giảm chất lượng không gian toàn cục bằng cách sử dụng đặc
tính khóa chặn.
7) Đo suy giảm chất lượng thời gian toàn cục bằng cách sử dụng đặc
tính độ giật (jenkiness). Đo độ giật bằng cách đánh giá cường độ chuyển
động cục bộ, toàn cục và số lần hiển thị khung.
8) Điểm chất lượng được ước tính dựa trên cơ sở tập hợp phi tuyến của
các đặc tính trên.
9) Để tránh dự báo sai trong trường hợp sai lệch đồng chỉnh không gian
tương đối lớn giữa cảnh hình ảnh tham chiếu và cảnh hình ảnh đã qua xử lý,
các bước trên được tính toán cho 3 đồng chỉnh không gian theo chiều ngang
và dọc khác nhau của cảnh hình ảnh và điểm được dự đoán lớn nhất trong số
tất cả vị tri không gian là điểm chất lượng được ước lượng cuối cùng.
3.1.2. Tiền xử lý
Mỗi khung của cảnh hình ảnh tham chiếu và đã xử lý được lọc thông thấp
không gian và lấy mẫu đại diện cho 3 độ phân giải khác nhau.
3.1.3. Đồng chỉnh thời gian
18

Phần này bao gồm lưu trữ nhúng với mã nguồn C
++
gồm các phần và
hàm thiết yếu để mô tả khuyến cáo thực hiện mô hình. Tất cả các liên kết để
triển khai thực tế được thực hiện trong các phần trên tham chiếu đến mã
nguồn này.
3.2. Đo dựa trên mô hình tham chiếu rút gọn YonseiRR [3]
3.2.1. PSNR biên (EPSNR)
Mô hình RR chủ yếu đo đánh giá suy giảm chất lượng trên đường biên.
Trong mô hình, thuật toán tách đường biên được áp dụng đầu tiên với cảnh
hình ảnh nguồn để xác định các điểm ảnh biên. Sau đó, suy giảm chất lượng
của các điểm ảnh biên đó được đo đánh giá bằng cách tính toán sai số trung
bình bình phương. Từ sai số này sẽ tính được EPSNR.
3.2.2. Lựa chọn đặc tính từ các cảnh hình ảnh nguồn
Do là mô hình tham chiếu rút gọn (RR), cho nên tập các đặc tính cần
phải trích rút từ mỗi ảnh của cảnh hình ảnh nguồn. Trong mô hình EPSNR
RR, số lượng điểm ảnh đường biên nhất định được lựa chọn từ mỗi ảnh. Sau
đó, vị trí và giá trị các điểm ảnh được mã hoá, truyền đi.
3.2.3. Ghi nhận không gian/ thời gian và điều chỉnh tăng ích/ bù lại
Trước khi tính toán sự sai khác giữa các điểm ảnh biên của cảnh hình
ảnh nguồn và cảnh hình ảnh đã xử lý, thì cảnh hình ảnh nhận được ở đầu thu
trước tiên phải ghi nhận không gian/thời gian rồi đến điều chỉnh tăng ích/bù
lại.
3.2.4. Tính toán EPSNR và xử lý bổ sung dữ liệu
Sau khi tiến hành ghi nhận thời gian, trung bình sai khác giữa các điểm
20
ảnh biên của cảnh hình ảnh nguồn và các điểm ảnh tương ứng của cảnh hình
ảnh đã qua xử lý sẽ được tính toán
3.2.5. Khung đóng băng lớn nhất và khung đóng băng tổng
Các lỗi truyền tải có thể gây ra các khung đóng băng kéo dài.

Mô hình dự đoán sử dụng mô hình tâm lý thị giác và khả năng cảm thụ để
mô phỏng cảm nhận chủ quan. Bằng cách tiếp cận tham chiếu đầy đủ, mô
hình so sánh đầu vào hoặc hình ảnh tham chiếu chất lượng cao và cảnh hình
ảnh bị suy giảm tương ứng trong điều kiện đo.
Mô hình tham chiếu rút gọn RR - Yonsei_HDRR của Yonsei (Hàn
Quốc) chủ yếu đo đánh giá suy giảm chất lượng trên đường biên. Trong mô
hình, thuật toán tách đường biên được áp dụng đầu tiên với cảnh hình ảnh
nguồn để xác định các điểm ảnh biên. Sau đó, suy giảm chất lượng của các
điểm ảnh biên đó được đo đánh giá bằng cách tính toán sai số trung bình
bình phương.
22
KẾT LUẬN CHUNG
Trên thế giới, truyền hình số phân giải cao (HDTV) đã được phát triển từ
những năm đầu của thế kỷ. Còn ở nước ta, HDTV cũng đã được phát triển
trong khoảng vài năm gần đây.
Mặc dù truyền hình HDTV mới được đưa vào triển khai ở nước ta,
nhưng nhìn chung chất lượng của các kênh truyền hình HD được người sử
dụng đánh giá tương đối cao. Song về thực chất, các hình ảnh HD được đánh

hình ảnh số bao gồm:
+ Phương pháp đánh giá phân loại tuyệt đối (ACR).
+ Phương pháp đánh giá phân loại tuyệt đối với tham chiếu ẩn
(ACR-HR).
+ Phương pháp đánh giá phân loại suy giảm (DCR).
+ Phương pháp so sánh theo cặp (PC).
+ Phương pháp thang đo chất lượng liên tục bằng tác nhân kích thích
đôi (DSCQS).
+ Phương pháp đánh giá chất lượng liên tục bằng tác nhân kích thích
đơn (SSCQE).
+ Phương pháp đánh giá chủ quan chất lượng hình ảnh (SAMVIQ).

- Phương pháp đánh giá khách quan: Tại đầu cuối, sử dụng thiết bị đo các
tham số khác nhau để đánh giá chất lượng tổng thể của tín hiệu hình ảnh. Do
tâm lý đánh giá của người tham gia rất quan trọng trong việc đánh giá chất
lượng chủ quan của hình ảnh. Hơn nữa phương pháp đánh giá chủ quan cũng
tốn nhiều thời gian, nỗ lực và thiết bị đặc thù để đánh giá. Điều này gây khó
khăn cho nâng cao hiệu quả đánh giá chất lượng và giám sát chất lượng cũng