[发明专利]基于场景掩模的视频质量评价方法

说明书

本发明公开了一种基于场景掩模的视频质量评价方法，包括以下步骤：计算掩模效应的纹理因子T；计算掩模效应的视野因子F；计算掩模效应的运动因子M；根据纹理因子T、视野因子F和运动因子M计算掩模因子Mask_f；根据掩模因子Mask_f计算调节位移V；根据调节位移V和初始视频质量评价分数Q₁计算经过校准的视频质量Q。本发明的基于场景掩模的视频质量评价方法能够有效地将视觉心理物理学应用到视频质量分析中。

技术领域

本发明涉及一种视频质量评价方法，更具体地说，涉及一种基于场景掩模的视频质量评价方法。

背景技术

掩模是一种重要的视觉生理心理特性，在图像处理过程中，特别是在描述视觉激励的相互作用时起着非常重要的作用。当一种激励的存在使得另一种激励不可见时，就产生了掩模效应。掩模效应可以分为空间掩模和时间掩模。本文基于纹理掩模、运动信息和场景分析的知识，对人眼的重要特性——掩模效应，进行了建模，并用来对结构相似性的评价方法进行位移校准，得到最终的评价结果。

视觉心理物理学(Visual Psychophysics)是运用数学方法和测量技术研究心理现象和视觉物理现象之间关系的一门科学。由于人类视觉的复杂性，许多理论处于假说阶段，目前只有一些低层的视觉心理学特性得到充分的理解，其中与图像及视频处理相关的有亮度特性、对比敏感度特性和掩模效应。这些低层视觉现象在建立人类视觉系模型时起到非常重要的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于场景掩模的视频质量评价方法，解决现有技术中视觉心理物理学未有实际应用的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于场景掩模的视频质量评价方法，包括以下步骤：计算掩模效应的纹理因子T；计算掩模效应的视野因子F；计算掩模效应的运动因子M；根据纹理因子T、视野因子F和运动因子M计算掩模因子Mask_f；根据掩模因子Mask_f计算调节位移V；根据调节位移V和初始视频质量评价分数Q₁计算经过校准的视频质量Q。

进一步地，纹理因子T的计算方法为：用Sobel算子对视频图像的每一帧进行滤波；将一幅图像按内容划分成三个部分：边缘RE、纹理RT和平坦区域RF；将图像按内容划分到边缘RE、纹理RT和平坦区域RF中；下一步是对视频图像进行Haar小波变换，得到水平、垂直和对角方向的高频分量，取对角方向的滤波图像记为D(i,j)；令纹理因子T为D(i,j)*P(i,j)所得图像的所有像素的均值。

进一步地，将图像按内容划分到边缘RE、纹理RT和平坦区域RF中的方法为：用Sobel算子提取原视频帧图像I_o和失真帧图像I_r的梯度场，并分别逐点计算原图像和失真图像的梯度场的幅度；确定分割规则中所涉及的阈值为TH₁＝0.12gr_max，TH₂＝0.06gr_max，其中gr_max是原图像中梯度幅度的最大值；在原图和失真图像中的对应位置上的点(i,j)处，原图像的梯度幅度为p_o(i,j)，失真图像的梯度幅度为p_r(i,j)，则这点属于RE、RT和RF三个区域中的哪一个根据以下规则确定：如果p_o(i,j)＞TH₁或p_r(i,j)＞TH₁，则(i,j)∈RE；如果p_o(i,j)＜TH₂或p_r(i,j)＜TH₂，则(i,j)∈RF；否则，(i,j)∈RT。

进一步地，视野因子F的计算方法为：其中，size表示纹理区域面积的函数。