專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于像素域失真度估計(jì)的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于像素域失真度估計(jì)的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)獲取多媒體信息的需求日益旺盛。近年來(lái)，與視頻相關(guān)的應(yīng)用涵蓋各個(gè)領(lǐng)域，如視頻會(huì)議、視頻監(jiān)控和移動(dòng)電視等。在這些應(yīng)用中，視頻信息在到達(dá)接收者之前都需要經(jīng)過(guò)壓縮和傳輸，而這些過(guò)程往往會(huì)造成視頻質(zhì)量損失。為了獲得更好的主觀(guān)效果，有必要對(duì)視頻質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)結(jié)果調(diào)整編碼器和
傳輸信道的參數(shù)。視頻的最終受體是人類(lèi)的眼睛，人眼觀(guān)察被認(rèn)為是最精確的評(píng)價(jià)視頻質(zhì)量的方法。然而，由于視頻的信息量非常大，依靠人工觀(guān)察的主觀(guān)方法對(duì)視頻質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)需要消耗大量的人力和時(shí)間，不適合大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用。因此，如何根據(jù)人眼視覺(jué)系統(tǒng)(HVS)特性建立視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)模型，在此基礎(chǔ)上由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成視頻的質(zhì)量評(píng)價(jià)，成為一個(gè)非常有意義的課題。視頻客觀(guān)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法(Video Objective Quality Assessment)是指通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型對(duì)視頻進(jìn)行智能化分析，并按設(shè)定的尺度對(duì)視頻進(jìn)行自動(dòng)評(píng)分的客觀(guān)評(píng)價(jià)方法。根據(jù)對(duì)原始視頻的依賴(lài)程度，視頻客觀(guān)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法可以分為全參考型、部分參考型和無(wú)參考型三類(lèi)。由于全參考型和部分參考型評(píng)價(jià)方法都需要額外的帶寬來(lái)傳輸原始視頻及相關(guān)信息，其實(shí)用價(jià)值非常有限。相比之下，無(wú)參考質(zhì)量評(píng)價(jià)方法不需要依賴(lài)任何與原始視頻相關(guān)的信息，直接根據(jù)待評(píng)價(jià)視頻的信息計(jì)算視頻質(zhì)量，具有更好的靈活性和適應(yīng)性，以及更廣泛的應(yīng)用價(jià)值。特別是在與網(wǎng)絡(luò)多媒體相關(guān)的視頻應(yīng)用中，無(wú)參考視頻客觀(guān)質(zhì)量評(píng)價(jià)在服務(wù)器質(zhì)量(Quality of Service,QoS)檢測(cè)和終端質(zhì)量體驗(yàn)(Quality of Experience,QoE)上面起到重要作用，根據(jù)視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)反饋信息，視頻服務(wù)器可以動(dòng)態(tài)調(diào)整視頻編碼器參數(shù)和傳輸信道參數(shù)，以保證傳輸穩(wěn)定性，提高接收端視頻質(zhì)量。另外，無(wú)參考視頻客觀(guān)質(zhì)量評(píng)價(jià)可以取代人眼，公正地比較不同視頻編解碼器輸出的視頻質(zhì)量，為視頻接收端提供參考，做出最優(yōu)選擇。現(xiàn)有的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法雖然取得了一定的效果，形成了一些比較成熟的模型；如傳統(tǒng)基于PSNR(峰值信噪比)的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法以及Wang Zhou在標(biāo)題為Image quality assessment From error visibility to structural similarity(IEEETransactios on Image Processing, 2004,13 (4))的文獻(xiàn)中提出了一種基于 SSIM(結(jié)構(gòu)相似度)的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法；但這些方法沒(méi)有考慮HVS在視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)中的作用，忽視了視頻內(nèi)容特征對(duì)視頻質(zhì)量的影響，準(zhǔn)確度還有待提高；且很難適用于不同場(chǎng)景的視頻，普適性不聞。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種基于像素域失真度估計(jì)的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其得到的指標(biāo)具有較高的準(zhǔn)確度，且能夠滿(mǎn)足各種不同場(chǎng)景視頻的需要。一種基于像素域失真度估計(jì)的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟(I)計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻每幀圖像的局部失真度；(2)計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻每幀圖像的全局失真度；(3)根據(jù)每幀圖像的局部失真度和全局失真度，計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻的視頻失真度；(4)通過(guò)幀內(nèi)預(yù)測(cè)和幀間預(yù)測(cè)，計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻的視頻復(fù)雜度；(5)根據(jù)視頻失真度和視頻復(fù)雜度，計(jì)算求得待評(píng)價(jià)視頻的質(zhì)量評(píng)價(jià)值。所述的步驟(I)中，計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻每幀圖像局部失真度的過(guò)程如下a.根據(jù)以下算式計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻任一幀圖像每一像素的水平亮度差和垂直亮度差
權(quán)利要求
1.一種基于像素域失真度估計(jì)的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟 (1)計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻每幀圖像的局部失真度； (2)計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻每幀圖像的全局失真度； (3)根據(jù)每幀圖像的局部失真度和全局失真度，計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻的視頻失真度； (4)通過(guò)幀內(nèi)預(yù)測(cè)和幀間預(yù)測(cè)，計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻的視頻復(fù)雜度； (5)根據(jù)視頻失真度和視頻復(fù)雜度，計(jì)算求得待評(píng)價(jià)視頻的質(zhì)量評(píng)價(jià)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述的步驟(I)中，計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻每幀圖像局部失真度的過(guò)程如下 a.根據(jù)以下算式計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻任一幀圖像每一像素的水平亮度差和垂直亮度差 Sh (x, y) = I (x, y)-I (x+1, y) Sv (x, y) = 11 (x，y) -I (x，y+1) 其中SH(x，y)和Sv(x，y)分別為圖像中第X行第y列像素的水平亮度差和垂直亮度差；I(x，y)為圖像中第X行第y列像素的亮度值，I (x+l，y)為圖像中第χ+l行第y列像素的亮度值，Ι(χ, y+1)為圖像中第X行第y+1列像素的亮度值；X和y分別為圖像的行序號(hào)和列序號(hào)； b.根據(jù)以下算式計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻任一幀圖像的水平亮度方差和垂直亮度方差
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述的步驟(2)中，計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻每幀圖像全局失真度的過(guò)程如下 a.根據(jù)公式
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述的步驟(3)中，計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻的視頻失真度的方法為首先，對(duì)于待評(píng)價(jià)視頻的任一幀圖像，根據(jù)公式Dv =Dlocal+Dglobal求取圖像的整體失真度Dv ;其中D1()c;al和Dgld3al分別為圖像的局部失真度和全局失真度；然后，對(duì)待評(píng)價(jià)視頻所有圖像的整體失真度求平均，得到的平均值即為待評(píng)價(jià)視頻的視頻失真度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述的步驟(5)中，根據(jù)以下算式計(jì)算待評(píng)價(jià)視頻的質(zhì)量評(píng)價(jià)值
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于像素域失真度估計(jì)的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟(1)利用鄰近像素點(diǎn)之間亮度差值的數(shù)理統(tǒng)計(jì)特性計(jì)算局部失真度；(2)通過(guò)計(jì)算對(duì)視頻進(jìn)行高斯濾波后的細(xì)節(jié)損失得到全局失真度；(3)結(jié)合局部和全局失真度估計(jì)視頻整體的失真度；(4)通過(guò)幀內(nèi)預(yù)測(cè)和幀間預(yù)測(cè)計(jì)算視頻復(fù)雜度；(5)利用視頻失真度和復(fù)雜度得到視頻客觀(guān)質(zhì)量。在視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)，本發(fā)明模型簡(jiǎn)單，只需要待評(píng)價(jià)視頻就能得到其客觀(guān)質(zhì)量，具有很高的靈活性，同時(shí)對(duì)各種不同的視頻場(chǎng)景都能得到比較準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果，具有較好的普適性。
文檔編號(hào)H04N7/50GK102984541SQ201210532630
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者陳耀武, 林翔宇, 田翔 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)