[发明专利]视频质量测量

说明书

本发明涉及视频质量测量，具体地，在已经使用压缩算法将视频信号编码的情形下的视频质量测量。

当要把视频信号从一个位置传送到另一个位置时，已知使用编码算法将信号编码或者压缩，从而可以使用比不编码需要的带宽更低的带宽来传送编码信号。在接收时，编码信号被解码，以取得原始信号。在很多编码技术中，进行了二维余弦变换，得到一系列变换系数，这些变换系数的大小被量化。从而能够有效地分配带宽，允许改变量化的粒度也就是说步长大小。

对视频序列的编码和解码的处理可能引入信号失真或者降低信号的质量。测量失真程度的一种方式涉及记录观众对失真视频序列中的可感知失真程度的评价并且对结果取平均以获得平均评价分数（Mean Opinion Score,MOS）。然而，这可能是耗时的处理。结果，可以期望预测观众将在视频序列中感知的质量损失。尽管通过参照原始序列可以获得作为编码/解码和传输处理的结果的视频质量的劣化，但是这种方式经常是不方便的。

在预测式编码中，可以传送实际信号和预测信号之间的差，已知为“预测残留”。更通常的，传送其量化版本。

根据国际专利申请WO2007/066066，提供了产生表示多个帧的视频信号的质量的测量值的方法，该视频信号具有：原始形式；编码形式，其中已经使用了利用可变量化器步长大小从而编码信号具有与其关联的量化步长大小参数的压缩算法将视频信号编码；以及解码形式，其中已经至少部分地将编码视频信号重转换为原始形式，该方法包括以下步骤：a）产生作为所述量化器步长大小参数的函数的第一质量测量值；b）产生作为由解码形式的视频信号表示的帧的至少一部分的空间复杂度的函数的第二质量测量值；以及c）组合第一测量值和第二测量值。

根据国际专利申请WO2010004238，提供了产生表示多个帧的视频信号的质量的测量值的方法，该视频信号具有：原始形式；编码形式，其中已经使用了利用可变量化器步长大小从而编码信号具有与其关联的量化器步长大小参数并且利用差分编码从而编码信号包含信号的预测残留的表示的压缩算法将视频信号编码；以及解码形式，其中编码视频信号已经至少部分地重转换为原始形式，该方法包括：a）产生根据预定关系依赖于所述量化器步长大小参数的第一质量测量值；b）产生掩蔽测量值（masking measure），该掩蔽测量值根据预定关系依赖于由解码形式的视频信号表示的帧的至少一部分的空间复杂度；以及c）产生组合测量值，该组合测量值根据预定关系依赖于第一测量值和掩蔽测量值两者；其中，该方法还包括：产生根据预定关系依赖于信号的预测残留的第二测量值；标识画面中的第二测量值超过阈值的一个或者更多个部位；并且其中，该掩蔽测量值根据预定关系依赖于所标识的部位的空间复杂度。

上述技术使用基于量化器步长大小和平均对比度的测量值来预测画面质量测量值。

还已知在分析中利用源视频序列和劣化的视频序列两者的完全基准视频质量测量工具能够提供针对广播视频的视频质量的高度准确的预测。

像本发明的实施方式这样的不能访问预配对的“基准”序列的无基准技术的设计更具有挑战性。已知的无基准分析技术要求访问编码比特流，无论是在解码器内还是在网络中的其它位置。这种“比特流”分析具有能够容易访问在帧缓冲分析中不可用的、诸如量化器步长大小、运动向量和块统计数据这样的编码参数的优点。比特流分析可以包括没有逆变换或者运动预测宏块重构的计算量少的解码参数分析以及对视频序列的完全解码。当被布置在完全视频解码器中时，比特流分析可以与帧缓冲技术结合使用。

诸如由A.G.Davis,D.Bayart,D.S.Hands进行的题目为“Hybrid No-referenceVideo Quality Prediction”BMSB 2009,13-15 May 2009并且在WO 2007/066066中公布的这样的较早前工作提出了一种在H.264/AVC解码器内操作的无基准视频质量预测技术，其在预测主观视频质量上性能好于完全基准PSNR测量。该技术将来自编码参数的平均量化器步长大小AvQP的测量值和从解码图像序列提取的像素差噪声掩蔽测量值CS组合。当在多个H.264编码的序列上测量时，得到的基于解码器的“混合无基准模型”被示出在测量到的主观分数和估计的主观分数之间实现了高的相关性。