[发明专利]用于测量视频质量的方法和装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及视频质量，具体而言，本发明涉及用于测量由于丢帧造成失真的视频序列的质量的方法和装置。 

背景技术

需要指出，本发明用于向读者介绍各个方面的有关技术，其可能与下述本发明的各个方面相关。这部分介绍有助于向读者介绍背景信息以促进对于本发明的各个方面的理解。因此，可以理解，本发明的讨论是出于上述的目的，而非构成对于现有技术的承认。 

由于无线通信技术的迅速发展，利用视频电话、视频流技术和视频广播的视频通信变得越来越普遍。在这种类型的通信过程中，压缩媒体数据包有可能在不稳定的网络上传输，在这个过程中，压缩时的数据丢失或传输中的丢包可能引入空间和时间失真。比特率适配技术和网络中的丢包可能是可感知的视频质量降低的原因。在源编码阶段，时间下采样是用于比特率适配的技术之一，在该过程中视频序列经受了弃帧（frame dropping）操作，这会影响视频的运动连续性。 

可感知抖动（perceptual jitter）是丢帧所造成的常见视频质量降低（video quality degradation）。通常而言，可感知抖动是在下述情况下察觉到的一种时间伪像（temporal artifact）：视频帧序列中的一个或多个连续帧在视频流过程中丢失并在后续的显示阶段中用最后正确接收的帧替代。图1是显示由丢帧（例如弃帧）造成的可感知抖动的示意图。丢帧过程及其对视频质量的影响示于图1中。图1所示曲线表示一个物体的运动轨迹，其中X轴表示时间，Y轴表示物体位置。时间B0与B之间的帧被丢弃。在这种情况下，由于在时间B0最后正确接收的帧将被显示，直至在时间B正确接收到新的帧，显示的物体在此时间段内将保持静止，然后立刻跳至新位置。如果此时间段相对较短并且物体运动比较轻微，则观看者可以猜测物体的行为并且不会察觉到运动中断。否则，人类的大脑将无法隐藏该“运动中断”现象，这样观看 者将会识别到该时间伪像。 

已经进行了一些研究来估计由可感知抖动造成的时间质量降低的可感知影响。基于文件1中描述的具体主观实验法，可以得出可感知质量随着丢帧数量的增加而降低的结论。文件2进行的研究对上述结论进行了扩展，其结论是上述可感知影响与内容高度相关。文件3的结论与上述两个文件类似，但具体指出与内容相关的因素是运动活跃性（motion activity）――抖动的存在对运动活跃性较低的视频造成的可感知质量降低比运动活跃性较高的视频要小。基于上述结论，还提出了量化模型。 

但是，还没有用于可感知抖动的系统性的评估方案。 

发明内容

本申请的发明人的研究显示，当包含多个帧的视频序列中的一个或多个连续帧丢失，并且在从显示所述一个或多个丢失的帧的其前紧邻帧到显示其后紧邻帧的时间段内用所述视频序列中其前紧邻帧代替，所述失真的视频序列的质量将主要受下面三个参数的影响：与在所述时间段内所述其前紧邻帧的稳定性相关的参数、与所述其前紧邻帧和其后紧邻帧之间的连续性相关的参数和与所述视频序列的相干运动（coherent motion）相关的参数。 

考虑到上述发现，本发明提供了一种用于根据上述三个参数测量由于丢帧而造成失真的视频序列的视频质量的方法和装置。 

本发明的一个方面提供了一种用于测量包括多个帧的视频序列的质量的方法，所述视频序列中一个或多个连续帧丢失，并且在所述视频序列的显示过程中，在从显示所述一个或多个丢失的帧的其前紧邻帧到显示其后紧邻帧的时间段内用所述视频序列中其前紧邻帧代替所述一个或多个丢失的帧。所述方法包括：根据与在所述时间段内所述其前紧邻帧的稳定性相关的第一参数、与所述其前紧邻帧和其后紧邻帧之间的连续性相关的第二参数和与所述视频序列的相干运动相关的第三参数测量所述视频序列的质量。 

本发明的另一个方面提供了一种用于测量包括多个帧的视频序列的质量的装置，所述视频序列中一个或多个连续帧丢失，并且在所述视频序列的显示过程中，在从显示所述一个或多个丢失的帧的其前紧邻帧到显示其后紧邻帧的时间段内用所述视频序列中其前紧邻帧代替所述一个或多个丢失的帧。所述装置包括：用于获得与在所述时间段内所述其前紧邻帧的稳定性相 关的第一参数的第一测量单元；用于获得与所述其前紧邻帧和其后紧邻帧之间的连续性相关的第二参数的第二测量单元；用于获得与所述视频序列的相干运动相关的第三参数的第三测量单元；和根据所述第一参数、第二参数和第三参数测量所述视频序列的质量结果的组合单元。 

本发明的实施方式披露于权利要求、说明书及其附图中。 

附图说明