Compressione Video ed Infrastrutturazione delle Reti di Accesso.

Il dimensionamento dei requisiti di banda costituisce passo preliminare fondamentale per supportare la classe di applicazioni video cui si è interessati; tale dimensionamento si realizza mediante misurazione della qualità dei segnali video – formattati allo scopo – secondo procedure che possono consistere in valutazioni oggettive (misure ottenute attraverso algoritmi applicati direttamente al segnale) oppure in valutazioni soggettive (misure ottenute attraverso un’elaborazione statistica dell’opinione di osservatori umani), oppure ancora in una combinazione delle due. Il fine di suddetti risultati risiede pertanto nell’individuazione del bit rate in grado di soddisfare la Quality of Experience (QoE) desiderata.

Algoritmi per la misurazione oggettiva della qualità
Gli algoritmi storicamente adottati nell’ambito dell’elaborazione delle immagini per valutare le perfomance dei codec di interesse rispondono al nome di Mean Squared Error (MSE, errore quadratico medio) e Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR, rapporto segnale rumore di picco), strettamente legati tra loro e mutuati da altri contesti del signal processing. Pur essendo semplici da implementare e calcolare, mostrano il fianco in 46 diverse situazioni, per cui i risultati che forniscono non sono da ritenersi sempre affidabili.

Nonostante ciò, il loro utilizzo continua ad essere predominante nella valutazione delle prestazioni di ogni sistema di codifica video. E’ stato formalizzato di recente un nuovo algoritmo che contempla le peculiarità del sistema visivo umano ed è così in grado di fornire risultati più affidabili ad un costo computazionale – seppur più elevato di MSE e PSNR – accettabile; tale approccio consiste nel calcolare il SSIM (Structural SIMilarity) Index, ovvero l’indice di somiglianza strutturale tra due immagini.

La qualità di un segnale video si riconduce alla misurazione del grado di fedeltà della copia codificata (che si suppone affetta da errori e/o distorsioni) alla copia campione di riferimento (che si suppone in genere non codificata); la procedura consiste così nell’applicare le tecniche summenzionate fotogramma per fotogramma delle due sequenze video in elaborazione (naturalmente le due sequenze video devono essere sincronizzate e della medesima durata). Va infine precisato che solitamente viene considerato solo il canale Y, dal momento che l’occhio umano è di gran lunga più sensibile alla presenza di rumore e distorsioni nella luminosità piuttosto che alla presenza di errori e distorsioni nel colore (ecco un altro motivo per cui nell’image processing si preferisce lavorare col formato YCbCr).