[发明专利]经纬图全景视频的质量评价方法

说明书

本发明公开了一种经纬图全景视频的质量评价方法，包括：对于待评价与作为参考的两个经纬图格式的全景视频，均分别进行每一帧分纬度下采样，得到对应的两个不规则形状视频；逐帧计算两个不规则形状视频之间的均方误差、逐帧的质量与总体质量，从而实现经纬图全景视频的质量评价。上述方法的优点是：1.考虑了球面和经纬图之间转换的几何变形；2.尽可能考虑了经纬图上的所有信息。因此，本发明优于传统的PSNR和S‑PSNR。

技术领域

本发明涉及视频质量评价技术领域，尤其涉及一种经纬图全景视频的质量评价方法。

背景技术

随着视频采集和处理技术的进步，全景视频开始逐步进入人们的生活。全景视频是以摄像机为中心，对各个视角的景物进行同时记录而得到的视频。人们在观看全景视频时，可以随意切换视角，仿佛身临其境。与传统的二维平面视频相比，全景视频可以给用户带来更好的体验和沉浸感，是未来虚拟现实技术不可或缺的一部分。

但是，全景视频的原始数据量比传统二维平面视频大得多，迫切需要高效的视频压缩方法。为了衡量视频压缩的性能，需要比较压缩后的视频与压缩前的视频之间的差别(失真)，即以压缩前的视频为参考对压缩后的视频进行质量评价。

本质上，全景视频记录的是球面上的视频信息。由于球面不易表示，全景视频一般采用经纬图格式进行表达。经纬图将球面的点按照其经度、维度映射到二维平面，例如，经度映射为列坐标、纬度映射为行坐标，从而将球面展开为矩形平面。经纬图格式的视频可以直接采用传统的二维平面视频的编码器进行压缩编码。

对于传统二维平面视频，有参考质量评价经常使用峰值信噪比(PSNR)。但PSNR对经纬图格式的视频不太合理，因为经纬图相比球面发生了很大的几何变形，越靠近两极的区域被拉伸的越大，而PSNR对于平面上不同位置是给予同样权重的，不能准确体现出球面自身的失真。

有研究提出了一种改进的球面峰值信噪比(S-PSNR)，该方法在球面上均匀地取一些位置，将这些位置映射到经纬图上，并只计算这些位置上的原始视频和压缩后的视频之间的失真。这样做虽然解决了几何变形的问题，但由于S-PSNR只取了球面上的有限个点进行计算，事实上只用到了经纬图上的一部分区域，而忽视了其他区域的失真。

发明内容

本发明的目的是提供一种经纬图全景视频的质量评价方法，从而对经纬图格式的全景视频在压缩后和压缩前的差别(失真)进行客观度量，进而帮助优化全景视频压缩。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种经纬图全景视频的质量评价方法，包括：

对于待评价与作为参考的两个经纬图格式的全景视频，均分别进行每一帧分纬度下采样，得到对应的两个不规则形状视频；

逐帧计算两个不规则形状视频之间的均方误差、逐帧的质量与总体质量，从而实现经纬图全景视频的质量评价。

进行每一帧分纬度下采样包括：

根据球面到经纬图的映射关系，计算出每条纬度的过采样率，再根据过采样率的倒数对每条纬度进行下采样。

所述计算出每条纬度的过采样率的步骤包括：

以行坐标表示纬度，进行分行下采样；假设经纬图的高度为N，纬度是从-90度到+90度，则第i行对应的纬度θ_i为：

θ_i＝(180×i-90×N-90)/(N-1)，i＝1,2,…,N

假设在赤道位置的采样率为1，则在纬度θ_i的位置，过采样率为1/cos(θ_i)。

所述根据过采样率的倒数对每条纬度进行下采样包括：