[发明专利]用于视频流服务的内容相关的视频质量模型

说明书

技术领域

本发明涉及一种方法和设备，用于评估数字视频信号的感知质量，优选地在视频流服务(例如，互联网协议电视(IPTV)或视频点播(VoD))的背景下，并且尤其用于通过提供内容复杂度参数并且通过由所提供的内容复杂度参数控制基于现有或未来的参数的视频质量评估方法，来进行数字视频信号的感知质量的内容相关的评估。本发明设计为用于加密视频流，但是也对未加密的视频流起作用。

背景技术

为了确保高度满足视频服务(例如，非互动流视频(IPTV、VoD))的用户，需要评估那些服务的感知视频质量。内容提供商和客户的广播提供商的主要责任在于保持其服务的质量。在大型IPTV网络中，仅完全自动的质量监控探头可满足该要求。

为此，开发提供由用户感知的视频质量的评估的视频质量模型。例如，那些模型可输出在用户端接收的视频与原始的未降质视频之间的相似度。此外，并且通过更复杂的方式，可对人类视觉系统(HVS)建模。最后，可将模型输出映射到大量主观质量测试的结果中，以便最后提供感知质量的评估。

视频质量模型以及测量系统通常可如下分类：

质量模型类型

·全参考(FR)：需要参考信号。

·部分参考(RR)：需要从源信号中提取的部分信息。

·无参考(NR)：不需要参考信号。

输入参数类型

·基于信号/媒体：需要解码图像(像素信息)。

·基于参数：需要比特流水平的信息。信息的范围可以是数据包报头信息，需要解析数据包报头，解析包括有效载荷的比特流(即，编码信息)，并且部分或完全解码比特流。

应用类型

·网络规划：在实现网络之前，使用模型或测量系统，以便规划可能最好的实现方式。

·服务监控：在服务操作期间，使用模型。

在参考文献【1-3】中，可找出视频质量模型的类型的相关信息。

在文献【4-6】中描述了几种基于数据包的参数视频质量模型。然而，这些模型的主要缺点在于，它们未考虑内容的质量影响。换言之，并且根据先前研究【7-12】的报告，感知视频质量取决于视频的空间-时间特征。例如，众所周知，在视频中(例如，在广播新闻中)没有复杂运动时，丢包通常被更好地掩盖。在没有丢包时，并且对于中低比特率，具有低空间-时间复杂度的内容比空间-时间复杂内容实现更好的质量。

与参考文献【13a、13b、14、15、16】相比，对于丢包和非丢包情况，进一步的先有技术的目的还在于，在基于参数的参数视频质量模型内包括内容的质量影响。

例如，在参考文献【13a、13b、14】中，通过比较当前帧尺寸和自适应阈值，确定每个视频帧的内容的复杂度。当前帧尺寸是高于、等于还是低于该阈值，都会造成增大或减小与当前帧相关的评估质量。然而，由于使用阈值并且产生了大于、等于或小于该阈值这三种可能性，所以在这些参考文献中公开的方法仅仅提供了视频内容的比较粗略的考虑。换言之，没有在规定的测量窗口内顺利或连续地测量帧的复杂度。而且，由于在整个或部分测量窗口上计算自适应阈值，所以相对于在相同视频序列中的其它帧的复杂度，而非相对于其它内容的复杂度，确定每个帧的复杂度。

在参考文献【15】中，提出了一种解决方法，用于将内容相关的参数(即，反应内容的空间-时间复杂度的参数，例如，量化参数和运动向量)插入基于参数的视频质量模型内。然而，不能从加密的比特流中提取这些内容相关的参数，所以不能通过与本发明相同的方式使用参考文献【15】。

参考文献【16】提出了一种解决方法，用于在具有单个参数的丢包情况下，评估感知的视频质量，单个参数表示由丢包造成的信号降质的幅度。该解决方法预期包括校正系数，用于根据内容的时间或空间-时间复杂度调整信号降质的评估幅度。然而例如，未提出用于在加密视频的情况下计算该校正系数的解决方法。

因此，依然需要一种方法，来评估数字视频信号的感知质量。一方面，这种方法应允许相当精细地考虑视频信号的内容的质量影响，另一方面，还应适用于加密视频，包括具有和没有丢包的编码降质的情况。同样需要一种被配置为用于执行具有这些特征的方法的设备。

发明内容

通过具有由在本文档中提出的权利要求所公开的特征的方法和设备，实现这些目标。