[发明专利]视频序列编码质量客观评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频序列质量评价的方法，属于多媒体通信领域。

背景技术

随着无线和IP视频服务的广泛应用，为给用户提供较高的服务质量(QoS)或感官质量(QoE)，在用户终端对接收到的视频进行实时的质量评价就显得尤为重要。对于一个视频质量客观评价方法来说，根据失真视频与其相应的原始参考视频的比较程度，可分为全参考模型(Full-Reference FR)、部分参考模型(Reduced-Reference RR)和无参考模型(No-Reference NR)。在远程多媒体通信系统中，终端往往得不到原始视频作为参考，因此无法应用全参考模型。虽然无参考模型在不需要任何原始视频信息的情况下，可以方便的应用于移动终端、TV机顶盒、视频电话、远程实时监控等等，但在精确性上要次于FR和RR模型。所以，以最小的传输代价来传输部分参考信息的RR参考模型具有较高的应用价值。

已有的采用部分参考模型的客观视频质量评价方法有通过对媒体文件的每一视频帧赋予不同的帧序列号，确定与所述帧序列号对应的不同图形标记，并将所述图形标记叠加到所述媒体文件的对应视频帧上，然后对输出的视频帧中的所述图形标记依次进行识别并生成与其对应的帧序列号，对所得到的帧序列号进行分析，作出视频播放质量评估(中国专利CN1859584，公开日期：2006-11-08)；或者通过对视频源文件进行分段，添加段标识，生成分段文件，将所述分段文件传送给视频业务系统，视频业务质量测试装置从视频业务系统的缓存中获取分段数据，将获取的分段数据与分段文件中的对应段数据进行比较，确定出视频业务质量(中国专利CN101540896，公开日期：2009-09-23)；以及采用数字水印的嵌入和提取，客观反映和评价多媒体视频通信质量(中国专利CN101160951，公开日期：2008-04-09)；还有利用编解码器的辅助信息进行视频质量测量的系统和方法(中国专利CN101213846，公开日期：2008-07-02)。这些方法虽然在测量视频的编码或传输失真方面取得了很好的效果，但在部分参考信息的生成、提取、以及分析方面较为复杂，编/解码端或发/收端的相互协调工作要求较高。

发明内容

为了克服现有技术复杂度较大，应用灵活性较差的不足，本发明提供一种部分参考的视频序列质量客观评价方法，该方法只需获得原始视频的帧间差异作为参考信息，通过分析编码前后平均帧间差异的变化和视频序列编码后的单帧最大平均比特数的变化的关系就可以客观评价视频序列的质量，本发明方法简单，参考信息数据量小，获取方便，评价灵敏度和应用灵活度高。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先在编码端用峰值信噪比PSNR方法计算出原始视频每一帧与前一帧的帧间差异，并将此帧间差异传送至接收端；其次在接收端提取要进行质量评估的一段视频序列的每一个帧间编码帧P帧或B帧的编码比特数；然后同样用峰值信噪比PSNR方法计算解码后每一个帧间编码帧与前一帧的帧间差异；再用一元线性回归的方法将所有帧间编码帧的比特数和解码后帧间编码帧与前一帧的帧间差异作回归分析，得到预测的单帧最大平均编码比特数；最后由编码前单帧亮度分量比特数与编码后单帧最大平均编码比特数的差值和视频序列编码前后的平均帧间差异变化差值计算得出视频质量评估结果，并以此结果判定终端接收到的视频序列的质量，还可以只需通过置信区间来判定帧间编码帧的单帧视频质量。

具体步骤如下：

a)编码端用峰值信噪比方法计算出原始视频每一帧与前一帧亮度分量的帧间差异PSNR_s，并同编码后的视频序列，一起传输到接收端。

b)利用编码视频流中的标识位提取视频序列帧间编码帧P帧或B帧的编码比特数Bit。

c)用峰值信噪比方法计算出解码后帧间编码帧与前一帧的亮度分量的帧间差异PSNR_d，并计算出帧间差异的平均值APSNR_d，同时利用接收到的原始视频的帧间差异PSNR_s计算出原始视频的帧间差异的平均值APSNR_s；

d)将解码后帧间编码帧与前一帧的差异PSNR_d作为自变量，帧间编码帧本身编码比特数作因变量进行一元线性回归分析。