專(zhuān)利名稱(chēng)：部分參考視頻質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)視頻通信客觀質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法，屬于視頻通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線(xiàn)和IP視頻服務(wù)的廣泛應(yīng)用，為給用戶(hù)提供較高的服務(wù)質(zhì)量(QoS)或感官質(zhì)量(QoE)，在用戶(hù)終端對(duì)接收到的視頻進(jìn)行實(shí)時(shí)的質(zhì)量評(píng)價(jià)就顯得尤為重要。全參考視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法雖然在評(píng)價(jià)性能和評(píng)價(jià)結(jié)果與主觀評(píng)價(jià)一致性方面要優(yōu)于部分參考和無(wú)參考視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，但這類(lèi)方法應(yīng)用時(shí)需要原始參考視頻，這在實(shí)時(shí)多媒體傳輸系統(tǒng)中往往無(wú)法得到滿(mǎn)足；而無(wú)參考視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法不需要任何參考視頻的信息，但這類(lèi)方法由于缺乏原始視頻的信息，因此評(píng)價(jià)的性能一般。部分參考的視頻質(zhì)量評(píng)估方法是將前兩種方法的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，只需獲得原始視頻的部分信息，即可對(duì)視頻質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。一方面，這種方法不需要完整的原始視頻信息，有可能以最小的傳輸代價(jià)提供盡可能多的參考 信息，能適用于多數(shù)實(shí)際視頻處理及傳輸系統(tǒng)；另一方面，由于具備原始視頻中與表征質(zhì)量相關(guān)的部分信息，可以更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)視頻質(zhì)量。目前主要的部分參考的圖像/視頻質(zhì)量評(píng)估方法主要可分為以下幾類(lèi)I、基于圖像特征提取的方法，提取圖像的線(xiàn)性結(jié)構(gòu)(如方向、長(zhǎng)度、寬度、梯度)、局部對(duì)比度均值等特征，并結(jié)合HVS特性和評(píng)價(jià)模型，得到關(guān)于圖像的部分特征描述，并利用這些描述來(lái)評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量。2、基于諧波強(qiáng)度的方法，通過(guò)在頻域中對(duì)編碼受損圖像進(jìn)行諧波強(qiáng)度分析，利用諧波強(qiáng)度的增加和降低與最顯著的壓縮失真效應(yīng)方塊效應(yīng)和模糊失真的相關(guān)性進(jìn)行失真圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)。3、基于Wavelet域統(tǒng)計(jì)模型的方法，這種方法具有很好的通用性，適用于空域和時(shí)域多種失真類(lèi)型，如噪聲污染、模糊、線(xiàn)或幀的抖動(dòng)，以及幀丟失，并且參考數(shù)據(jù)的碼率低，但是小波變換僅具有良好的圖像局部空間方向選擇性，而對(duì)幾何方向的規(guī)律性并不敏感。4、基于多尺度幾何分析(MultiScale Geometric Analysis, MGA)的方法，小波變換對(duì)于點(diǎn)奇異性信息具有比較好的分析能力，但是對(duì)于線(xiàn)奇異性及面奇異性等高維信息的分析則并不是最優(yōu)的或者說(shuō)“最稀疏”的函數(shù)表示方法，因此利用多尺度幾何分析的特性，對(duì)幾何學(xué)圖像的各向異性的規(guī)律進(jìn)行分析，提取圖像分解后各子帶的特征，并且加入了對(duì)HVS模型的考慮，有效地提升了 RR評(píng)價(jià)算法的性能，這類(lèi)方法目前多用于圖像質(zhì)量評(píng)估。5、添加輔助參考信息方法，該方法可分成無(wú)意義信息添加和有意義信息添加兩類(lèi)算法模型。無(wú)意義信息添加算法主要通過(guò)偽隨機(jī)數(shù)等數(shù)據(jù)作為添加物，并不反映具體內(nèi)容和意義；有意義信息添加算法主要通過(guò)數(shù)字水印技術(shù)，將含有具體內(nèi)容的水印圖案添加到視頻序列中，通過(guò)檢測(cè)水印圖案的劣化程度，了解信道對(duì)視頻數(shù)據(jù)的損傷情況。目前對(duì)視頻通信的部分參考客觀質(zhì)量評(píng)估方法已有了大量研究，并取得了一定的成果，但大多數(shù)方法是針對(duì)圖像的，針對(duì)視頻的并不多。雖然有些針對(duì)視頻的部分參考客觀質(zhì)量評(píng)估方法也取得了較好的評(píng)估效果，但在部分參考信息的生成、提取、以及分析方面較為復(fù)雜，編/解碼端 或發(fā)/收端的相互協(xié)調(diào)工作要求較高，在編碼和解碼端都需要對(duì)傳輸視頻展開(kāi)逐幀的特征信息的提取與分析，然后再通過(guò)對(duì)每一幀評(píng)價(jià)結(jié)果的綜合來(lái)得到一段視頻的質(zhì)量。為滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)視頻傳輸中的帶寬限制和高誤碼率，以及無(wú)線(xiàn)終端處理能力的限制，需要在視頻通信的部分參考客觀質(zhì)量評(píng)估方法中盡可能簡(jiǎn)化特征信息的提取，同時(shí)盡可能減少特征信息的數(shù)據(jù)量。雖然有專(zhuān)利(公開(kāi)號(hào)CN102186098A)簡(jiǎn)化了參考信息的提取，并采用一元線(xiàn)性回歸的統(tǒng)計(jì)原理來(lái)評(píng)估一段視頻序列的質(zhì)量，但存在回歸分析計(jì)算復(fù)雜度仍然較高，分析結(jié)果受樣本數(shù)影響較大的問(wèn)題，而且無(wú)法應(yīng)用在場(chǎng)景變換較頻繁的視頻序列。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)復(fù)雜度較高，應(yīng)用靈活性較差的不足，本發(fā)明提供一種部分參考的視頻序列質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)方法，該方法以原始視頻的連續(xù)幀的亮度分量時(shí)域差異作為參考信息，通過(guò)分析接收視頻的相應(yīng)連續(xù)幀的亮度分量時(shí)域差異平均值的變化和接受視頻相對(duì)于原始視頻的單幀亮度分量平均比特?cái)?shù)的變化關(guān)系來(lái)客觀評(píng)價(jià)視頻序列的質(zhì)量。本發(fā)明評(píng)估接收視頻質(zhì)量的方法簡(jiǎn)單，不但可以評(píng)價(jià)視頻的編碼質(zhì)量，也可以評(píng)價(jià)視頻的傳輸質(zhì)量，評(píng)價(jià)靈敏度和應(yīng)用靈活度高。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是首先在編碼端用時(shí)域峰值信噪比TPSNRs方法計(jì)算出原始視頻每一幀與前一幀的幀間差異，并將此幀間差異傳送至接收端；其次在接收端提取要進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估的一段視頻序列的每一個(gè)幀間編碼幀P幀(或B幀)的亮度分量的編碼比特?cái)?shù)Bitd，并計(jì)算單幀亮度分量的平均編碼比特?cái)?shù)Bitad，由此得出該段視頻序列幀間編碼幀P幀(或B幀)單幀亮度分量平均減少的比特?cái)?shù)；然后同樣用時(shí)域峰值信噪比TPSNRd方法計(jì)算接收到的該段視頻序列每一個(gè)幀間編碼幀P幀(或B幀)與前一幀的幀間差異，并計(jì)算出平均幀間差異，然后從接收到的參考信息中提取相對(duì)應(yīng)的原始視頻幀的時(shí)域峰值信噪比TPSNRs，并計(jì)算出原始的平均幀間差異，由此得出平均幀間差異的變化值；最后利用單幀亮度分量平均減少的比特?cái)?shù)與平均幀間差異的變化值得出該段視頻序列的質(zhì)量評(píng)估結(jié)果，并以此結(jié)果判定終端接收到的視頻序列的質(zhì)量。具體步驟如下a)編碼端用時(shí)域峰值信噪比方法計(jì)算出原始視頻每一幀與前一幀亮度分量的幀間差異TPSNRs，并同編碼后的視頻序列，一起傳輸?shù)浇邮斩恕)利用編碼視頻流中的標(biāo)識(shí)位提取接收視頻序列的幀間編碼幀P幀(或B幀)的亮度分量的編碼比特?cái)?shù)Bitd,并計(jì)算出單幀亮度分量平均編碼比特?cái)?shù)Bitad。c)用時(shí)域峰值信噪比方法計(jì)算出解碼后幀間編碼幀P幀(或B幀)與前一幀的亮度分量的幀間差異TPSNRd,并計(jì)算出幀間差異的平均值TPSNRad,同時(shí)利用接收到的原始視頻相對(duì)應(yīng)幀的幀間差異TPSNRs計(jì)算出原始視頻的幀間差異的平均值TPSNRas ；d)得到單幀亮度分量平均減少比特?cái)?shù)與平均幀間差異的變化值之比。平均幀間差異的變化值可由TPSNRad-TPSNRas得到；單幀亮度分量平均減少比特?cái)?shù)可由接收到的視頻序列單幀亮度分量在編碼前的比特?cái)?shù)Bits以10為底的對(duì)數(shù)減去從接收視頻碼流中得到的Bitad以10為底的對(duì)數(shù)得到。單幀亮度分量平均減少比特?cái)?shù)與平均幀間差異的變化值之比
權(quán)利要求
1.一種部分參考視頻質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)方法，其特征在于包括下述步驟 a)編碼端用時(shí)域峰值信噪比方法計(jì)算出原始視頻每一幀與前一幀亮度分量的幀間差異TPSNRs，并同編碼后的視頻序列，一起傳輸?shù)浇邮斩耍? b)利用編碼視頻流中的標(biāo)識(shí)位提取接收視頻序列的幀間編碼幀P幀或B幀的亮度分量的編碼比特?cái)?shù)Bitd，并計(jì)算出單幀亮度分量平均編碼比特?cái)?shù)Bitad ; c)用時(shí)域峰值信噪比方法計(jì)算出解碼后幀間編碼幀P幀或B幀與前一幀的亮度分量的幀間差異TPSNRd,并計(jì)算出幀間差異的平均值TPSNRad,同時(shí)利用接收到的原始視頻相對(duì)應(yīng)幀的幀間差異TPSNRs計(jì)算出原始視頻的幀間差異的平均值TPSNRas ； d)得到單幀亮度分量平均減少比特?cái)?shù)與平均幀間差異的變化值之比
全文摘要
本發(fā)明提供了一種部分參考視頻質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)方法，首先在編碼端計(jì)算出原始視頻每一幀與前一幀的幀間差異，其次在接收端計(jì)算視頻序列幀間編碼幀單幀亮度分量平均減少的比特?cái)?shù)，然后計(jì)算該段視頻序列的平均幀間差異和原始的平均幀間差異，由此得出平均幀間差異的變化值；最后得出該段視頻序列的質(zhì)量評(píng)估結(jié)果，并以此結(jié)果判定終端接收到的視頻序列的質(zhì)量。本發(fā)明評(píng)估接收視頻質(zhì)量的方法簡(jiǎn)單，不但可以評(píng)價(jià)視頻的編碼質(zhì)量，也可以評(píng)價(jià)視頻的傳輸質(zhì)量，評(píng)價(jià)靈敏度和應(yīng)用靈活度高。
文檔編號(hào)H04N17/00GK102868907SQ20121037144
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者張兆林, 王伶, 姚如貴 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)