一種視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，影視點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)電視、可視電話等已成為寬帶網(wǎng)絡(luò)的主要業(yè) 務(wù)，并且這些業(yè)務(wù)也將成為第三代（3G，the 3rd Generation)無線網(wǎng)絡(luò)的主要業(yè)務(wù)。為了 降低視頻信號(hào)存儲(chǔ)或者傳輸過程中占用的資源，視頻信號(hào)在發(fā)送端進(jìn)行壓縮處理后傳輸?shù)?接收端，接收端通過解壓縮處理恢復(fù)視頻信號(hào)并進(jìn)行播放。
[0003] 網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量受到許多復(fù)雜因素的影響，例如：傳輸信道的服務(wù)質(zhì)量、視頻編解碼 端參數(shù)與傳輸信道的適配情況，信道丟包、時(shí)延等引起視頻數(shù)據(jù)丟失的位置不同，對(duì)于視頻 主觀質(zhì)量的影響也大不相同；信道時(shí)延、抖動(dòng)等引起視頻停頓或抖動(dòng)。為了保證網(wǎng)絡(luò)視頻的 服務(wù)質(zhì)量，必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻業(yè)務(wù)的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，以便及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)節(jié)和保 持，以保證視頻業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。
[0004] 網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量評(píng)估是網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用中必不可少的一項(xiàng)重要技術(shù)。然而，利用人眼 進(jìn)行親自觀測(cè)的主觀質(zhì)量評(píng)估耗時(shí)耗力，對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻應(yīng)用來說顯然是不可行的。甚至大部 分通用的、客觀的視頻質(zhì)量評(píng)估方法，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)視頻的應(yīng)用環(huán)境也并不適用。根據(jù)對(duì)原始參 考視頻需要的程度，現(xiàn)有技術(shù)中視頻客觀質(zhì)量評(píng)估方法通?？梢苑殖扇箢悾喝珔⒖?、部分 參考和無參考視頻客觀質(zhì)量評(píng)估。
[0005] 在實(shí)際廣品應(yīng)用中，算法復(fù)雜度是其中一個(gè)需要考慮的問題。需要能夠支持在運(yùn) 算能力較低的終端設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，測(cè)試設(shè)備）上進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和評(píng)分。由于信道帶寬的 限制，視頻接收端通常無法獲得所需的參考視頻序列，一般需要利用無參考視頻質(zhì)量評(píng)估 方法來對(duì)網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)囊曨l流進(jìn)行評(píng)價(jià)。
[0006] 無參考視頻質(zhì)量評(píng)估模型可以利用網(wǎng)絡(luò)信息、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包及視頻流本身的信息來 評(píng)價(jià)視頻流的質(zhì)量，如果能夠?qū)⒁曨l流完全解析，評(píng)估會(huì)較為準(zhǔn)確，但是由于解析視頻流復(fù) 雜度太高，使得視頻質(zhì)量評(píng)估不能實(shí)時(shí)進(jìn)行或不適用于運(yùn)算能力較低的終端設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備，測(cè)試設(shè)備）。
[0007] -種視頻質(zhì)量評(píng)估方法中，視頻質(zhì)量T0T_M0SpMd考慮了編碼質(zhì)量Qual mrading，視頻 停頓Qualbuff和網(wǎng)絡(luò)丟包Qual pl的影響：
[0008] T0T_M0Spred= func (Qual encoding, Qualbuff, Qualpl)
[0009] 編碼質(zhì)量考慮了碼流x和編碼格式的影響：
[0010] Qualencoding= c〇-Cl ? 'x
[0011] ~cdP A為常量，不同編碼格式可以有不同的值。
[0012] 網(wǎng)絡(luò)丟包質(zhì)量利用丟包率進(jìn)行計(jì)算，首先計(jì)算滑動(dòng)窗內(nèi)的平均丟包率
[0013]
[0014] 預(yù)設(shè)最大丟包率PLRU和PLR i，如果滑動(dòng)窗內(nèi)的丟包率大于PLRU，則認(rèn)為是最差質(zhì) 量，如果丟包率小于PLU』認(rèn)為此次丟包對(duì)視頻質(zhì)量沒有影響：
[0015] PLRi= min(PLR』，PLRU)，andPLRi= max(PLR』，PLR)
[0016] 在一段時(shí)間內(nèi)丟包的質(zhì)量為：
[0017]
[0018]
[0019] 視頻停頓的影響質(zhì)量考慮了一段時(shí)間內(nèi)視頻停頓的次數(shù)、re-buffering時(shí)長(zhǎng)和初 始buffer時(shí)長(zhǎng)的影響，模型如下：
[0020] Qualbuff = Cq+Q? INIT_PERC+C2 ? BUF_PERC+C3 ? BUF_FRQ
[0021] 最終視頻質(zhì)量為：
[0022] T0T_M0Spred= Qual pl_Qualbuff
[0023] 上述視頻質(zhì)量評(píng)估方法利用RTP包的包頭信息計(jì)算丟包率，并利用丟報(bào)率計(jì)算視 頻質(zhì)量，減小了復(fù)雜度；由于其只考慮丟包率，計(jì)算簡(jiǎn)單但準(zhǔn)確性較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種數(shù)據(jù)處理方法，減少音視頻編碼過程中時(shí)域頻 域變換處理的存儲(chǔ)量。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一種視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法，包括：
[0026] 獲得視頻數(shù)據(jù)的壓縮失真參數(shù)；
[0027] 獲得幀損傷失真參數(shù)；
[0028] 根據(jù)壓縮失真參數(shù)和幀損傷失真參數(shù)計(jì)算視頻質(zhì)量參數(shù)，視頻質(zhì)量參數(shù)為壓縮失 真參數(shù)和幀損傷失真參數(shù)的差值。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一種視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法，包括：
[0030] 獲得視頻數(shù)據(jù)的壓縮失真參數(shù)；
[0031] 獲得視頻數(shù)據(jù)停頓影響參數(shù)；
[0032] 根據(jù)壓縮失真參數(shù)和視頻數(shù)據(jù)停頓影響參數(shù)計(jì)算視頻質(zhì)量參數(shù)，視頻質(zhì)量參數(shù)為 壓縮失真參數(shù)和視頻數(shù)據(jù)停頓影響參數(shù)的差值。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一種視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估裝置，包括：
[0034] 壓縮失真計(jì)算單元，用于獲得視頻數(shù)據(jù)的壓縮失真參數(shù)；
[0035] 幀損傷失真計(jì)算單元，獲得幀損傷失真參數(shù)；
[0036] 組合單元，用于根據(jù)壓縮失真參數(shù)和幀損傷失真參數(shù)計(jì)算視頻質(zhì)量參數(shù)，視頻質(zhì) 量參數(shù)為壓縮失真參數(shù)和幀損傷失真參數(shù)的差值。
[0037] 本方案提出的視頻質(zhì)量評(píng)估模型不需解析視頻碼流凈載，而只利用數(shù)據(jù)包包頭信 息，來對(duì)視頻流進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算復(fù)雜度低，能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)，還考慮了視頻不同于普 通傳輸數(shù)據(jù)包的特性，在計(jì)算丟包影響時(shí)比直接利用數(shù)據(jù)包的丟包率會(huì)更加準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0038] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0039] 圖1 (a)至1 (e)為本發(fā)明實(shí)施例的幾個(gè)主要應(yīng)用場(chǎng)景；
[0040] 圖2為本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法一個(gè)計(jì)算模型示意圖；
[0041] 圖3為本發(fā)明提供的視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法的一個(gè)實(shí)施例；
[0042] 圖4為本發(fā)明提供的獲得視頻數(shù)據(jù)的壓縮失真參數(shù)的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；
[0043] 圖5為本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法另一個(gè)計(jì)算模型示意圖；
[0044] 圖6為本發(fā)明提供的獲得視頻數(shù)據(jù)的壓縮失真參數(shù)的另一個(gè)實(shí)施例的流程示意 圖；
[0045] 圖7為編碼碼率Br與I幀編碼比特?cái)?shù)馬的比值R之間的關(guān)系示意圖；
[0046] 圖8為視頻段平均P幀編碼比特?cái)?shù)RP與I幀編碼比特?cái)?shù)的比值T之間的關(guān)系 示意圖；
[0047] 圖9為本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法另一個(gè)計(jì)算模型示意圖；
[0048] 圖10為本發(fā)明提供的視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖； [0049] 圖11為本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法另一個(gè)計(jì)算模型示意圖；
[0050] 圖12為本發(fā)明提供的視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；
[0051] 圖13為本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法另一個(gè)計(jì)算模型示意圖；
[0052] 圖14為本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法另一個(gè)計(jì)算模型示意圖；
[0053] 圖15為本發(fā)明提供的視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；
[0054] 圖16為本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法另一個(gè)計(jì)算模型示意圖；
[0055] 圖17為本發(fā)明視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估方法另一個(gè)計(jì)算模型示意圖；
[0056] 圖18為本發(fā)明提供的獲得停頓影響參數(shù)的的一個(gè)實(shí)施例的流程示意圖；
[0057] 圖19為本發(fā)明提供的視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058] 圖20為本發(fā)明提供的視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估裝置另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059] 圖21為本發(fā)明提供的幀損傷失真計(jì)算單元一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0060] 圖22為本發(fā)明提供的壓縮失真計(jì)算單元一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0061]圖23為本發(fā)明提供的幀損傷失真計(jì)算單元另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0062] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0063] 無參考視頻質(zhì)量評(píng)估模型可以利用網(wǎng)絡(luò)信息、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包及視頻流本身的信息來 評(píng)價(jià)視頻流的質(zhì)量，如果能夠?qū)⒁曨l流完全解析，評(píng)估會(huì)較為準(zhǔn)確，但是由于解析視頻流復(fù) 雜度太高，使得視頻質(zhì)量評(píng)估不能實(shí)時(shí)進(jìn)行或不適用于運(yùn)算能力較低的終端設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)設(shè) 備，測(cè)試設(shè)備）。
[0064] 本方案提出的視頻質(zhì)量評(píng)估模型不需解析視頻碼流凈載，而只利用數(shù)據(jù)包包頭信 息，來對(duì)視頻流進(jìn)行評(píng)價(jià)，大大減小了復(fù)雜度，能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)，還考慮了視頻不同 于普通傳輸數(shù)據(jù)包的特性，在計(jì)算丟包影響時(shí)比直接利用數(shù)據(jù)包的丟包率會(huì)更加準(zhǔn)確。 [0065] 參考圖1，本發(fā)明方案的幾個(gè)主要應(yīng)用場(chǎng)景。發(fā)送端發(fā)送的視頻RTP流經(jīng)過傳輸 網(wǎng)絡(luò)，可在網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點(diǎn)以及接收端處進(jìn)行視頻質(zhì)量監(jiān)控。其中，圖1(a)的視頻質(zhì)量監(jiān)控 部署在網(wǎng)絡(luò)中，輸入為網(wǎng)絡(luò)傳輸層信息、預(yù)知的編碼和終端信息。圖1(b)的視頻質(zhì)量監(jiān)控 部署在終端，輸入為網(wǎng)絡(luò)傳輸層信息、預(yù)知的編碼和終端信息。圖1(c)的視頻質(zhì)量監(jiān)控部 署在網(wǎng)絡(luò)中，輸入為網(wǎng)絡(luò)傳輸層信息、編碼預(yù)知信息和通過協(xié)議反饋的終端統(tǒng)計(jì)的信息。圖 1(d)的視頻質(zhì)量監(jiān)控部署在網(wǎng)絡(luò)中，但是，輸入的是通過協(xié)議反饋的在終端統(tǒng)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)傳 輸層信息和終端統(tǒng)計(jì)的信息，預(yù)知的編碼信息。圖1(e)的視頻質(zhì)量監(jiān)控部署在終端，輸入 的是網(wǎng)絡(luò)傳輸層信息、終端信息和預(yù)知的編碼信息。
[0066] 本方案提出的視頻評(píng)估模型包括壓縮失真模型、丟包失真模型和停頓影響模型三 個(gè)部分。其中壓縮失真是由于視頻編碼壓縮造成的失真，是在不同的編碼類型下不同視頻 流編碼為不同碼率的基礎(chǔ)質(zhì)量；丟包失真是在網(wǎng)絡(luò)信道中傳輸?shù)囊曨l流數(shù)據(jù)包由于丟失 或抖動(dòng)造成的時(shí)延丟包而引起視頻幀的損傷，由于幀的損傷造成的誤碼失真和誤碼傳播失 真。失真的程度和失真值大小依賴于編碼的基礎(chǔ)質(zhì)量；停頓影響是由于播放終端緩沖區(qū)內(nèi) 的視頻幀數(shù)量小于下溢門限造成的，具體表現(xiàn)為一幀圖像的顯示時(shí)間過長(zhǎng)。停頓影響模型 與丟包失真模型是兩個(gè)獨(dú)立的部分，可單獨(dú)進(jìn)行計(jì)算。
[0067] 其中，視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量M0S_V可與壓縮失真參數(shù)Q_ding，幀損傷失真參數(shù)Qframedistortion?停頓失真參數(shù)QMbuff"有關(guān)?！?^可表示為：
[0068] M0S-V fUIlC (Qenc〇ding，Qframedist〇rtion，Qrebuffer) 公式（1)
[0069] 具體的視頻數(shù)據(jù)質(zhì)量可能根據(jù)