CN102687517A

CN102687517A - 视频质量估计设备、视频质量估计方法以及程序

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Publication number: CN102687517A
Application number: CN2010800463022A
Authority: CN
Inventors: 山岸和久; 林孝典; 冈本淳
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2009-10-22
Filing date: 2010-03-25
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2030-03-25
Also published as: US9001897B2; BR112012008605B1; WO2011048829A1; CN102687517B; JP5519690B2; KR101359722B1; BR112012008605A2; JPWO2011048829A1; KR20120054092A; ES2537236T3; CA2776402C; EP2493205A4; EP2493205B1; US20120201310A1; CA2776402A1; EP2493205A1

Abstract

本发明提供一种视频质量估计设备(1)，包括：分组分析单元(10)，导出输入分组中包括的编码视频分组的比特率，以及每个编码视频帧类型的编码视频分组的比特数量；视频子集帧特性估计单元(11)，根据分组分析单元(10)所导出的比特率，导出每个视频帧类型的帧特性；以及编码质量估计单元(12)，基于比特率和每个视频帧类型的比特数量，来导出视频质量值，视频质量值定量地表示受编码劣化影响的编码视频数据的质量。视频质量估计设备通过考虑每个视频帧类型的比特数量执行更精确的视频质量估计。

Description

视频质量估计设备、视频质量估计方法以及程序

技术领域

本发明涉及一种视频质量估计设备、视频质量估计方法以及程序，更具体地涉及用于在经由诸如互联网等IP网络提供的IPTV服务、视频分发服务、视频电话服务中估计编码视频的视频质量的视频质量估计设备、视频质量估计方法以及程序。

背景技术

由于互联网接入线路速度和频带的增长，期望经由互联网在终端之间或者在服务器与终端之间传送包括视频和音频的视频媒体的视频通信服务更加普遍。

互联网是不必保证通信质量的网络。当执行使用音频和视频媒体的通信时，如果用户终端之间网络线路频带较窄，则比特率下降，或者如果出现连续拥塞则出现分组丢失或分组传送延迟。这导致用户感觉到不良的音频和视频媒体质量(QoE：体验质量)。

更具体地，当对视频进行编码时，帧内视频信号块会劣化，或者视频信号的高频分量丢失，影响整个视频的分辨率。当编码视频内容被分组化，并且从供应商提供时，在网络或终端设备中内出现分组丢失或分组传延迟，并且视频经历非预期的劣化。

因此，用户感知模糊、拖尾、马赛克形状的失真，或者视频帧的冻结(视频帧停止的状态)或跳过(从视频帧丢失若干视频帧的状态)。

为了确认以高质量提供上述通信服务，重要的是测量视频的QoE，并且在提供服务的同时管理要提供给用户的视频的质量。

因此，需要一种能够适当表示视频的QoE的视频质量评估技术。

作为用于评估视频和音频的质量的传统方法，存在主观质量评估方法(非专利文献1)和客观质量评估方法(非专利文献2)。

在主观质量评估方法中，多个用户实际上观看视频并收听音频，并且使用5个等级的质量标度(优秀、良好、一般、差或很差)(9或11个等级也是可用的)或减损标度(不可感知、可感知但是不恼人、略微恼人、恼人和非常恼人)来评估QoE。每个条件下视频或音频质量评估值(例如，0％的分组丢失率和20Mbps的比特率)会被用户总数平均。将平均值限定为MOS(平均意见得分)值或DMOS(劣化平均意见得分)值。

然而，主观质量评估方法需要特殊的专用设备(例如，监视器)和能够调整评估环境(例如，室内照明或室内噪声)的评估基础设施。此外，许多用户需要实际评估视频或音频。由于在用户完成实际评估之前会花费时间，因此主观质量评估方法不足以实时地评估质量。

这促进了开发客观质量评估方法的要求，客观质量评估方法输出使用特征量(例如，比特率、比特量每帧、或分组丢失信息)的视频质量评估值，特征量会影响视频质量。

一个传统客观质量评估方法检测视频编码所引起的质量劣化，并且估计视频的单独视频质量值或平均视频质量值(非专利文献2)。

单独视频质量值是要估计的每个视频内容的质量评估值，并且由值1至5来限定(在一些情况下，由例如1至9或0至100的另一范围来限定)。平均视频质量值是通过对相应视频内容的各个单独视频质量值的和进行划分而获得的值，并且由值1至5来限定(在一些情况下，由例如1至9或0至100的另一范围来限定)，相应视频内容要由要估计的视频内容总数来估计。

例如，当任一视频内容(视频集合)中相同条件(0％分组丢失率和20Mbps比特率)下传输的视频数目(多个传输的视频被称作“视频子集”)是8时，视频子集中包含的8个相应视频的质量评估值是单独的视频质量值，以及视频子集的各个单独视频质量值的和除以8所获得的值是平均视频质量值，8是视频子集中包含的视频数目。

图8是说明视频集合与视频子集之间关系的视图。如图8所示，视频子集意味着视频集合中用于视频质量评估的特定视频集合，视频集合用作包含有限数目的视频的集合，即，任意视频的集合。

还已知一种传统的客观质量评估方法(非专利文献3和专利文献1)，该方法检测视频编码或分组丢失劣化所引起的质量劣化，并且估计视频的视频质量评估值。视频质量评估值指示要估计的每个视频内容的质量评估值，并且由值1至5来限定(如主观质量评估方法的说明书中所描述的，可以采用9或11等级评估，并且质量评估值可以由例如1至9或0至100的另一范围来指定)。

如上所述，大多数传统主观质量评估方法使用分组或视频信号(像素值)来估计视频质量评估值。非专利文献2和专利文献1描述了用于仅根据分组的报头信息来估计视频质量评估值的技术。非专利文献3描述了一种用于根据视频信号来估计视频质量评估值的技术。

将对传输压缩视频帧时编码视频的视频帧类型与GoP(画面组)结构之间的关系以及编码视频的视频帧类型与质量评估值之间的关系进行说明。

<视频帧类型>

将压缩的视频帧分成三类：I帧(内帧)、P帧(预测帧)和B帧(双向帧)。

I帧是在其内部独立编码的帧，而与先前帧和后续帧无关。P帧是根据连续帧内过去帧来预测的帧，即，通过前向预测来编码的帧。B帧是沿着两个方向通过根据过去帧和未来帧预测来编码的帧。

<GoP结构与视频帧类型之间的关系>

编码视频的GoP结构表示布置相应视频帧类型的视频帧的间隔。

例如，图24是在概念上说明由M＝3和N＝15(M是与单向预测中帧的数目相对应的间隔，N是I帧之间的间隔)表示的GoP结构的视图。

在具有图24中所示的Gop结构的编码视频中，在I帧与P帧之间并且在P帧之间插入两个B帧，并且I帧之间的间隔是15个帧。

<相应视频帧类型的比特数量>

将对相应视频帧类型的压缩视频帧的比特数量进行说明。

相应视频帧类型的视频帧的比特数量定义为I帧比特数量(BitsI)、P帧比特数量(BitsP)以及B帧比特数量(BitsB)。相应视频帧类型的比特数量是对用于例如对要评估的10秒视频内容进行编码时相应视频帧类型(I帧、B帧和P帧)的比特数量加以指示的指标。

更具体地，当以30fps(帧/秒)对10秒视频内容进行编码时，编码视频的视频帧的总数为300，并且在全部300个帧中存在20个I帧。假定对20个I帧进行编码所需的比特数量是10,000个比特，那么根据10,000比特/20I帧，I帧比特数量是500比特/I帧。

类似地，在全部300个帧中存在80个P帧。假定对80个P帧进行编码所需的比特数量是8,000个比特，那么根据8,000比特/80P帧，P帧比特数量是100比特/P帧。同样，在全部300个帧中存在200个B帧。假定对200个B帧进行编码所需的比特数量是10,000个比特，B帧比特数量是50比特/P帧(10,000比特/200B帧)。

此时，对10秒视频内容(总共300个帧)进行编码所需的28,000比特数量，从而根据28,000比特/10秒，比特率是2,800b/s(2.8kbps)。

<相应视频帧类型的比特数量特性>

定义和说明对相应视频帧类型的比特数量特性加以指示的帧最大比特数量、帧最小比特数量以及帧平均比特数量。

相对于多个视频内容(例如，8个视频内容的视频集合)中比特率(BR)或丢失视频帧(DF)的数目，帧比特数量的最大值定义为帧最大比特数量，最小值定义为帧最小比特数量，以及平均值定义为帧平均比特数量。根据相应视频帧类型，这些值由I帧最大比特数量(BitsImax)、I帧最小比特数量(BitsImin)、I帧平均比特数量(BitsIave)、P帧最大比特数量(BitsPmax)、P帧最小比特数量(BitsPmin)、P帧平均比特数量(BitsPave)、B帧最大比特数量(BitsBmax)、B帧最小比特数量(BitsBmin)以及B帧平均比特数量(BitsBave)。

例如，以相同比特率编码的8个视频内容的I帧比特数量分别是“450比特”、“460比特”、“470比特”、“480比特”、“490比特”、“500比特”、“510比特”和“520比特”。在这种情况下，由于I帧比特数量的最大值是“520比特”，因此I帧最大比特数量是“520”。由于I帧比特数量的最小值是“450比特”，因此I帧最小比特数量是“450”。由于I帧比特数量的平均值是“485比特”，因此I帧平均比特数量是“485”。

对于B帧和P帧的帧最大比特数量、帧最小比特数量以及帧平均比特数量，相对于多个视频内容中比特率(BR)或丢失视频帧(DF)的数目，相应视频帧类型的帧比特数量的最大值、最小值和平均值定义为帧最大比特数量、帧最小比特数量以及帧平均比特数量。

<相应视频帧类型的比特数量以及对视频质量的影响>

参照附图描述分配给相应视频帧类型的比特数量对视频编码的视频质量的影响。

图9A至9C是示出了当以相同比特率在预定秒数内对视频内容(在该示例中，具有300个视频帧的10Mbps的10秒视频内容)进行编码时经历视频质量估计的视频的相应视频帧类型(I帧、P帧和B帧)的比特数量(沿着横坐标绘制)以及相应视频内容的视频质量值(沿着纵坐标绘制)的图。

如图9A至9C所示，相应视频帧类型的比特数量与视频质量评估值之间的关系表示：由于在相同比特率下进行比较，因此具有较小I帧比特数量的视频内容呈现低视频质量评估值，具有较大I帧比特数量的视频内容呈现高视频质量评估值。相同比特率下针对P帧和B帧比特数量的比较结果揭示了：具有较小P帧和B帧比特数量的视频内容呈现高视频质量评估值，并且具有较大P帧和B帧比特数量的视频内容呈现低视频质量评估值。

甚至在具有相同比特率的视频中，相应视频帧类型的比特数量影响视频质量。

<相应视频帧类型的比特数量特性与视频质量之间的关系>

图10A和10B是在概念上示出了视频子集中每个视频的比特率与相应视频帧类型的帧比特数量之间的关系的图。图10B中所示的比特率与P帧比特数量之间关系类似于比特率与B帧比特数量之间的关系，因此没有示意比特率与B帧比特数量之间的关系。

如图10A和10B所示，根据视频，帧比特数量甚至在具有相同比特率的视频中也具有不同的特性。更具体地，即使视频具有相同比特率，帧最大比特数量、帧最小比特数量和帧平均比特数量之间的关系在相应视频帧类型之间是不同的。

视频的比特率与相应视频帧类型的帧比特数量之间的关系影响视频质量。甚至在具有相同比特率之间，视频质量也是不同的。

图11是用于在概念上说明相应视频帧类型的比特数量对视频质量的上述影响的图。

图11示出了比特率与视频质量值之间的关系。在图11中，圆形、三角形、和方形分别表示最大视频质量值(Vqmax)、最小视频质量值(Vqmin)和平均视频质量值(Vqave)，最大视频质量值是视频子集的视频中具有相同比特率的视频的视频质量值之中的最大值，最小视频质量值是最小值，并且平均视频质量值是视频质量值的和除以视频的数目而获得的值。

如图11所示，甚至在具有相同比特率的视频中，视频质量值具有最大视频质量值与最小视频质量值之间的差值。即，要估计的视频的视频质量值不能始终符合具有与要估计的视频相同比特率的视频的平均视频质量值。视频质量值与平均视频质量值之间的差值取决于分配给要估计的视频的相应视频帧类型的比特数量。视频质量值与平均视频质量值之间的差值定义为差值视频质量值(dVq)。

因此，根据目标视频的比特率与分配给相应视频帧类型的比特数量的特性之间的关系，在具有相同比特率的视频中产生差值视频质量值(dVq)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利待审No.2006-033722

非专利文献

非专利文献1：ITU-T推荐标准P.910

非专利文献2：K.Yamagishi和T.Hayashi，″Parametric Packet-LayerModel for Monitoring Video Quality of IPTV Services″，IEEE ICC 2008，CQ04-3，May 2008

非专利文献3：ITU-T推荐标准J.247

非专利文献4：DVD文档A001Rev.7(供基于MPEG-2传输流广播应用视频和音频编码使用的说明书)

非专利文献5：ANSI/SCTE 1282008(AVC视频系统和用于有线电视的传输约束)

非专利文献6：Ushiki和Hayashi，″Computational Cost Reduction ofPicture Type Estimation Method using T S Header Information″，IEICETechnical Report，CQ2008-32，Sept.2008。

发明内容

本发明要解决的问题

然而，专利文献1和非专利文献2中所公开的技术基于视频的比特率或分组丢失劣化信息来估计视频质量。这些技术没有考虑分配给相应视频帧类型的比特数量来估计视频质量。

视频质量值受到相应视频帧类型(I帧、P帧和B帧)的比特数量的影响。因此，作为第一问题，如在专利文献1和非专利文献2中所描述的传统客观质量估计方法可以基于比特率和分组丢失劣化信息来估计平均视频质量，但是不能对具有分配给相应视频帧类型的不同特性比特数量的每个视频内容的视频质量值进行估计。

非专利文献3中所公开的技术根据用户观看到的视频信号(像素值)来估计视频质量评估值。该技术可以导出每个视频内容的视频质量评估值，但是使用没有任何编码劣化或分组丢失的源视频信号。因此，作为第二问题，很难在基于不能获得源视频信号的环境中采用该技术，尤其是在配备视频通信服务的用户房屋内。

当使用视频信号来估计视频质量评估值时，对于形成视频帧的所有像素需要执行算术处理。针对许多像素执行算术处理极大地增加了算术处理成本。

本发明要解决第一和第二问题，并且目标是提供一种视频质量估计设备和视频质量估计方法，能够考虑相应视频帧类型的比特数量来估计甚至具有相同比例的相应视频内容的视频质量值同时降低算术处理成本。

解决问题的手段

为了实现上述目标，根据本发明，提供了一种视频质量估计设备，包括：分组分析单元，导出输入编码视频分组的比特率，并且导出多个视频帧类型中至少一个视频帧类型的编码视频的比特数量；帧特性估计单元，根据分组分析单元所导出的比特率，导出对每个视频帧类型的比特数量的特性加以表示的帧特性；以及编码质量估计单元，基于编码视频分组的比特率和已经由分组分析单元导出的每个视频帧类型的比特数量，以及已经由帧特性估计单元导出的每个视频帧类型的帧特性，来导出视频质量值。

本发明的效果

根据本发明，可以基于从分组中提取的比特率以及根据分组报头信息指定视频帧类型之后针对相应视频帧类型导出的比特数量，来估计视频通信服务中视频内容的每个视频的视频质量值。

此外，根据本发明，可以考虑从输入分组中提取的所有比特率、丢失视频帧的数目以及指定视频帧类型之后针对相应视频帧类型导出的比特数量，基于输入分组的报头信息来估计视频通信服务中每个视频的视频质量值。

根据本发明，视频通信服务供应商可以容易地监视视频通信服务器中用户实质观看到每个视频的视频质量值。因此，视频通信服务供应商可以容易地确定对于用户而言正提供的服务保持预定质量还是高质量。

与传统技术相比，视频通信服务供应商可以更详细地掌握并管理正提供的服务的实际质量。

根据本发明，当导出每个视频的视频质量值时，不需要针对形成视频的视频帧的所有像素执行算术处理。换言之，可以通过针对分组报头信息执行算术处理，来导出视频质量值，分组报头信息是相对少量的信息。这可以减少算术处理成本。

附图说明

图1是示出了根据本发明第一实施例的视频质量估计设备的布置的框图；

图2是示出了根据本发明第一实施例的视频质量估计设备中分组分析单元的布置的框图；

图3是示出了根据本发明第一实施例的视频质量估计设备中帧特性估计单元的布置的框图；

图4是示出了根据本发明第一实施例的视频质量估计设备中编码质量估计单元的布置的框图；

图5是示出了根据本发明第一实施例的视频质量估计设备的操作的流程图；

图6是举例说明根据本发明第一实施例的视频质量估计设备中存储的质量特性系数数据库的表；

图7是在概念上说明了提取视频帧开始位置的表；

图8是在概念上说明了视频集合与视频子集之间关系的视图；

图9A是在概念上说明了I帧比特数量与视频质量值之间关系的图；

图9B是在概念上说明了P帧比特数量与视频质量值之间关系的图；

图9C是在概念上说明了B帧比特数量与视频质量值之间关系的图；

图10A是在概念上说明比特率与I帧平均比特数量、I帧最大比特数量以及I帧最小比特数量之间关系的图；

图10B是在概念上说明比特率与P帧平均比特数量、P帧最大比特数量以及P帧最小比特数量之间关系的图；

图11是在概念上说明了比特率与平均视频质量值、最大视频质量值以及最小视频质量值之间关系的图；

图12是示出了根据本发明第二实施例的视频质量估计设备的布置的框图；

图13是示出了根据本发明第二实施例的视频质量估计设备中分组分析单元的布置的框图；

图14是示出了根据本发明第二实施例的视频质量估计设备中帧特性估计单元的布置的框图；

图15是示出了根据本发明第二实施例的视频质量估计设备中编码质量估计单元的布置的框图；

图16是示出了根据本发明第二实施例的视频质量估计设备中分组丢失质量估计单元额布置的框图；

图17是示出了根据本发明第二实施例的视频质量估计设备的操作的流程图1；

图18是示出了根据本发明第二实施例的视频质量估计设备的操作的流程图2；

图19是举例说明根据本发明第二实施例的视频质量估计设备中存储的质量特性系数数据库的表；

图20是示出了根据本发明第三实施例的视频质量估计设备的布置的框图；

图21是示出了根据本发明第三实施例的视频质量估计设备的操作的流程图1；

图22是示出了根据本发明第三实施例的视频质量估计设备的操作的流程图2；

图23是举例说明根据本发明第三实施例的视频质量估计设备中存储的质量特性系数数据库的表；

图24是在概念上示出了编码视频的GoP结构以说明针对相应视频帧类型当在视频帧中出现分组丢失时的劣化传播的视图；

图25A是在概念上说明了比特率与I帧(平均、最大和最小)比特数量之间关系的图；

图25B是在概念上说明了比特率与P帧(平均、最大和最小)比特数量之间关系的图；

图25C是在概念上说明了比特率与B帧(平均、最大和最小)比特数量之间关系的图；

图26是在概念上说明了比特率与平均、最大和最小编码视频质量评估值之间关系的图；

图27是在概念上说明了丢失视频帧的数目与平均、最大和最小视频质量评估值之间关系的图；

图28A是在概念上说明了当出现分组丢失时I帧比特数量与视频质量评估值之间关系的图；

图28B是在概念上说明了当出现分组丢失时P帧比特数量与视频质量评估值之间关系的图；以及

图28C是在概念上说明了当出现分组丢失时B帧比特数量与视频质量评估值之间关系的图。

具体实施方式

现在参照附图描述本发明的实施例。

[第一示例实施例]

根据本发明第一实施例的视频质量估计设备通过使用比特率和相应视频帧类型的比特数量来导出定量地表示视频质量的视频质量值，从而实现了客观视频质量评估，比特率和相应视频帧类型的比特数量影响与视频通信有关的视频质量。

例如，在实施例中，为了实现经由IP网络(例如互联网)提供的视频通信(IPTV服务、视频分发服务或视频电话服务)中的客观视频质量评估，视频质量估计设备对分组中包含的编码视频分组进行分析，并且导出定量地表示影响与这些视频通信服务有关的视频质量的特征数量的视频质量值。

如图1所示，根据实施例的视频质量估计设备1包括分组分析单元10、帧特性估计单元11以及编码质量估计单元12。

分组分析单元10包括：比特率计算单元10-1，导出输入分组中包含的编码视频分组的比特率；以及比特数量计算单元10-2，导出相应视频帧类型的比特数量。分组分析单元10输出由比特率计算单元10-1导出的比特率以及比特数量计算单元10-2导出的相应视频帧类型的比特数量。

帧特性估计单元11接收从分组分析单元10输出的比特率，并且导出和输出对相应帧类型的比特数量特性加以表示的帧特性。

编码质量估计单元12基于已经从分组分析单元10输出的比特率和相应视频类型的比特数量以及从帧特性估计单元11输出的相应视频帧类型的帧特性，来导出视频质量值。

参照图2至4详细描述根据实施例的视频质量估计设备1的构建部件。

如图2所示，分组分析单元10包括视频分组指定单元101、编码数量计算单元102、帧间隔符位置提取单元103、特定帧开始位置提取单元104、视频帧比特数量计算单元105、以及视频帧类型比特数量计算单元106。比特率计算单元10-1由视频分组指定单元101和编码数量计算单元102形成。比特数量计算单元10-2由视频分组指定单元101、帧间隔符位置提取单元103、特定帧开始位置提取单元104、视频帧比特数量计算单元105以及视频帧类型比特数量计算单元106形成。

视频分组指定单元101基于对于编码视频分组特有的分组ID(PID)来指定输入分组中包含的任意编码视频分组。

可以使用例如RTP(实时传输协议)分组中的有效载荷类型、TS(传输流)分组中的PID或者PES(分组化基本流)报头中的流ID来指定编码视频分组。视频分组指定单元101还可以具有提取RTP分组的RTP序列号以及TS分组中的CC(连续性计数器：4比特计数器)的功能。

编码数量计算单元102导出由编码视频分组的每单位时间比特数量表示的比特率，编码视频分组由视频分组指定单元101指定。

例如，视频或音频的编码数据由TS分组报头中描述的PID来标识。编码数量计算单元102对具有视频数据的PID的TS分组进行计数，并且将该计数与TS分组的数据长度(通常188个字节)相乘，来计算每单位时间比特数量，从而导出比特率(BR)。

帧间隔符位置提取单元103可以从由视频分组指定单元101所指定的编码视频分组中导出对视频帧的间隔符加以指示的信息。

例如，分组包含诸如IP报头、UDP(用户数据报协议)报头、RTP、TS报头、PES报头和ES(基本流)之类的信息。关于这些类型的信息，TS报头中Payload_Unit_Start_Indicator(被称作“PUSI”)是对PES报头的存在/不存在加以指示的标志。当一个PES包含一个帧(在TV广播使用的视频编码中一个视频帧通常存储在一个PES中)时，PUSI用作对视频帧的开始加以指示的信息。通过提取分组中包含的这样的信息，帧间隔符位置提取单元103导出对视频帧的间隔符加以指示的信息。

参照图7更详细地描述视频帧开始位置导出操作，图7是在概念上说明了提取视频帧开始位置的表。

如图7所示(左列表示RTP序列号，左起第二至第八列表示TS的CC数目)，包含PUSI的TS指示帧的开始位置。作为对帧的间隔符位置加以指示的信息，该信息足以存储帧开始位置的RTP序列号、从分析区段(section)的开始计数的分组的序号、包含PUSI的分组的帧的序号。作为帧计数方法，对分析区段中的PUSI进行计数。

当PES报头可用时，PTS(呈现时间戳)或DTS(解码时间戳)用作对帧的间隔符位置加以指示的信息，因此执行与PUSI相同的处理。类似地，当ES可用时，ES存储帧信息，从而执行与PUSI相同的处理。

特定帧开始位置提取单元104从视频分组指定单元101所指定的编码视频分组中导出对特定视频帧的开始位置加以指示的信息。

假定根据实施例的视频质量估计设备中特定帧开始位置提取单元104在ES信息可用时导出对“I帧”、“P帧”和“B帧”的开始位置加以指示的信息，以及在由于加密ES信息不可用时导出对“I帧”的开始位置加以指示的信息。

当ES信息可用时，指示帧信息的比特存在于H.264或MPEG2比特串(例如，该比特是针对H.264的Primary_pic_type或Slice_type)中。“I帧”、“P帧”和“B帧”的帧间隔符可以由包含该信息的分组的RTP序号或者从分析区段的开始计数的分组的序号来标识。

当没有ES信息可用时，对I帧的开始位置加以指示的信息是RAI(Random_Access_Indicator)或TS报头中的ESPI(Elementary_Stream_Priority_Indicator)，ESPI用作对I帧或IDR(瞬态解码器刷新)帧(见非专利文献4和5)的开始位置加以指示的标志。

由于RAI或ESPI用作对I帧或IDR帧的开始位置加以指示的信息，因此，可以从其他帧的间隔符中分辨出I帧的间隔符。

即使RAI和ESPI均不指示I帧或IDR帧的开始位置，则特定帧开始位置提取单元104通过使用对帧间隔符位置提取单元103所提取的帧开始位置加以表示的PUSI来计算每个帧的数据数量，从而指定I帧的位置。

更具体地，I帧的信息量大于其他视频帧的信息量。基于该基本特征，分组的视频帧中具有较大数据数量的视频帧被指定为从GoP长度(I帧之间的帧的数目)转换的I帧。

例如，当分组中视频帧的数目是300并且GoP长度为15时，I帧的数目是20。因此，分组的视频帧中分别具有较大数据数量的20个视频帧可以被指定为I帧。

为了指示指定I帧的位置，存储帧开始位置处的RTP序列号或者从分析区段的开始计数的分组的序号。

如果没有ES信息可用，并且视频帧类型不会动态改变，则还能够基于RAI或ESPI来获取I帧的开始位置，并且使用I帧的开始位置作为缺省GoP结构中的原点(例如，M＝3且N＝15)，按顺序将这些帧确定为“P帧”和“B帧”。

“I帧”、“P帧”和“B帧”的比特数量通常具有(BitsI)＞(BitsP)＞(BitsB)的关系。因此，可以根据具有较大比特数量的帧按顺序确定视频帧类型。

视频帧比特数量计算单元105对具有帧间隔符位置提取单元103所提取的帧间隔符位置之间的视频数据的PID的TS分组进行计数。视频帧比特数量计算单元105将所述计数乘以TS分组的数据长度(通常188个字节)，来导出每个视频帧的比特数量。同样，视频帧比特数量计算单元105对应于每个视频帧的比特数量，来存储帧间隔符位置提取单元103所提取的帧间隔符位置(诸如帧开始位置处的RTP序列号、从分析区段的开始计数的分组的序号或者包含PUSI的分组的帧的序号之类的信息)。

视频帧类型比特数量计算单元106根据帧间隔符位置信息、已经由视频帧比特数量计算单元105计算的相应视频帧的比特数量、以及已经由特定帧开始位置提取单元104指定的相应视频帧的位置，导出I帧比特数量(BitsI)、P帧比特数量(BitsP)和B帧比特数量(BitsB)。

GoP结构中编码视频的视频帧类型的布置根据编码情况而改变。例如，编码视频可以仅由I帧或I帧和P帧来形成。为此，视频帧类型比特数量计算单元106导出至少一个视频帧类型的每个视频帧的比特数量。

如图3所示，根据实施例的视频质量估计设备1的帧特性估计单元11包括：平均比特数量估计单元11-1，接收来自分组分析单元10的比特率输出，并且导出平均比特数量(Bits(I，P，B)ave)，平均比特数量用作与相应视频帧类型的比特数量有关的特性(帧特性)；最大比特数量估计单元11-2，导出相应视频帧类型的最大比特数量(Bits(I，P，B)max)；以及最小比特数量估计单元11-3，导出相应视频帧类型的最小比特数量(Bits(I，P，B)min)。

注意到，要估计的视频中包含的视频帧类型的布置取决于编码情况。视频可以仅由I帧、I和P帧、I、P和B帧的所有帧类型来形成。所述布置根据视频编码情况来改变。因此，帧特性估计单元11导出至少一个帧类型的帧特性，即，一些或所有视频帧类型的帧特性。

例如，当导出I帧的帧特性时，即，I帧平均比特数量(BitsIave)、I帧最大比特数量(BitsImax)和I帧最小比特数量(BitsImin)，平均比特数量估计单元11-1、最大比特数量估计单元11-2以及最小比特数量估计单元11-3接收编码数量计算单元102所导出的比特率，并且通过根据基于如图10A所示比特率与I帧比特数量之间关系的特性的估计，来导出帧特性。

同样，当导出P帧和B帧的帧特性时，平均比特数量估计单元11-1、最大比特数量估计单元11-2以及最小比特数量估计单元11-3接收编码数量计算单元102所导出的比特率，并且通过根据基于如图10B所示比特率与P帧比特数量之间关系(类似于比特率与B帧比特数量之间的关系)的特性的估计，来导出帧特性。

如图4所示，根据实施例的视频质量估计设备1的编码质量估计单元12包括：平均视频质量估计单元121、最大视频质量估计单元122、最小视频质量估计单元123、差值视频质量估计单元124以及视频质量估计单元125。

平均视频质量估计单元121、最大视频质量估计单元122、最小视频质量估计单元123接收从分组分析单元10输出的比特率，并且使用基于如图11所示比特率与视频质量值(Vq)之间关系的特性，来导出平均视频质量值(Vqave)、最大视频质量值(Vqmax)和最小视频质量值(Vqmin)。

差值视频质量估计单元124接收已经由平均视频质量估计单元121、最大视频质量估计单元122、最小视频质量估计单元123导出的视频质量值(Vqave)、最大视频质量值(Vqmax)和最小视频质量值(Vqmin)，已经由比特数量计算单元10-2导出的相应帧类型的比特数量(BitsI、BitsP和BitsB)，以及由帧特性估计单元11导出的帧特性(BitsIave、BitsImax、BitsImin、BitsPave、BitsPmax、BitsPmin、itsBave、BitsBmax和BitsBmin)。差值视频质量估计单元124然后导出差值视频质量值(dVq)，差值视频质量值用作要进行视频质量估计的视频的视频质量值与平均视频质量值之间的差值。

对导出差值视频质量值(dVq)的方法进行说明。

例如，当由图11中所示的黑色星号指示的值是要估计的视频的视频质量值(Vq)时，可以根据基于图9A至9C中所示相同比特率下帧比特数量与视频质量值之间的关系的特性，导出要估计的I帧、P帧和B帧的帧比特数量。可以根据如图10A和10B中所示比特率与帧比特数量之间关系中的特性(图10A和10B中的黑色星号)，来导出与相应帧的平均比特数量的差值。使用这些特性来计算差值视频质量值。

更具体地，如果I帧比特数量(BitsI)等于I帧平均比特数量(BitsIave)，P帧比特数量(BitsP)等于P帧平均比特数量(bitsPave)，并且B帧比特数量(BitsB)等于B帧平均比特数量(BitsBave)，则要估计的视频的视频质量值(Vq)等于平均视频质量值(Vqave)，从而不产生差值视频质量值。

如果I帧比特数量(BitsI)大于I帧平均比特数量(BitsIave)，则根据图9A中所示的特性，要估计的视频质量值(Vq)变得大于平均视频质量值(Vqave)。相反，如果I帧比特数量(BitsI)小于I帧平均比特数量(BitsIave)，则要估计的视频质量值(Vq)变得小于平均视频质量值(Vqave)。

因此，当I帧比特数量(BitsI)大于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值视频质量值(dVq)变得与(Vqmax-Vqave)×(BitsI-BitsIave)/(BitsImax-BitsIave)成比例。当I帧比特数量(BitsI)小于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值视频质量值(dVq)变得与(Vqmin-Vqave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImin-BitsIave)成比例。

如果P帧或B帧的帧比特数量(BitsP或BitsB)大于P帧或B帧平均比特数量(BitsPave或BitsBave)，则根据图9B或9C中所示的特性，要估计的视频质量值(Vq)变得小于平均视频质量值(Vqave)。如果P帧或B帧的帧比特数量(BitsP或BitsB)小于P帧或B帧平均比特数量(BitsPave或BitsBave)，要估计的视频质量值(Vq)变得大于平均视频质量值(Vqave)。

当举例说明P帧时，如果P帧比特数量(BitsP)大于P帧平均比特数量(BitsPave)，则差值视频质量值(dVq)变得与(Vqmin-Vqave)×(BitsP-BitsPave)/(BitsPmin-BitsPave)成比例。如果P帧比特数量(BitsP)小于P帧平均比特数量(BitsPave)时，差值视频质量值(dVq)变得与(Vqmax-Vqave)·(BitsP-BitsPave)/(BitsPmax-BitsPave)成比例。

注意，B帧的差值视频质量值(dVq)的特性与上述P帧的特性相同，并且不再重复其描述。

通过使用与差值视频质量值(dVq)有关的相应视频帧类型的特性，差值视频质量估计单元124接收比特率、相应视频帧类型的比特数量、以及相应视频帧类型的帧特性，并且导出差值视频质量值(dVq)。

视频质量估计单元125通过将平均视频质量估计单元121所导出的平均视频质量值(Vqave)与差值视频质量估计单元124所导出的差值视频质量值(dVq)相加，来导出要估计的视频的视频质量值(Vq)。

注意，根据实施例的视频质量估计设备1可以通过在包括CPU(中央处理单元)、存储器和接口的计算机中安装计算机程序来实现。视频质量估计设备1的各个功能可以通过计算机的各个硬件资源与计算机程序(软件)之间的合作来实现。

参照图5说明根据实施例的视频质量估计设备1的操作。

如图5所示，视频质量估计设备1的分组分析单元10捕获输入分组(S101)。

分组分析单元10从捕获的分组中导出编码视频分组的比特率(BR)和相应视频帧类型的比特数量(BitsI、BitsP和BitsB)(S102)。

帧特性估计单元11的平均比特数量估计单元11-1接收分组分析单元10所导出的比特率，导出I帧平均比特数量(S103)、以及将I帧平均比特数量输出至差值视频质量估计单元124。

平均比特数量估计单元11-1可以使用方程(1)来导出I帧平均比特数量，方程(1)表示I帧平均比特数量随着比特率增加而增加的特性：

(BitsIave)＝v1+v2·exp(-BR/v3)...(1)

其中(BitsIave)是I帧平均比特数量，BR是比特率，以及v1、v2和v3是特性系数。

在平均比特数量估计单元11-1导出I帧平均比特数量之后，最大比特数量估计单元11-2接收分组分析单元10所导出的比特率，导出I帧最大比特数量(S104)，以及将I帧最大比特数量输出至差值视频质量估计单元124。

最大比特数量估计单元11-2可以使用方程(2)来导出I帧最大比特数量，方程(2)表示I帧最大比特数量随着比特率的增加而增加的特性：

(BitsImax)＝v4+v5·exp(-BR/v6)...(2)

其中(BitsImax)是I帧最大比特数量，BR是比特率，以及v4、v5和v6是特性系数。

在最大比特数量估计单元11-2导出I帧最大比特数量之后，最小比特数量估计单元11-3接收分组分析单元10所导出的比特率，导出I帧最小比特数量(S105)，以及将I帧最小比特数量输出至差值视频质量估计单元124。

最小比特数量估计单元11-3可以使用方程(3)来导出I帧最小比特数量，方程(3)表示I帧最小比特数量随着比特率的增加而增加的特性：

(BitsImin)＝v7+v8·exp(-BR/v9)...(3)

其中(BitsImin)是I帧最小比特数量，BR是比特率，以及v7、v8和v9是特性系数。

在导出I帧的帧特性之后，平均比特数量估计单元11-1、最大比特数量估计单元11-2和最小比特数量估计单元11-3导出P帧和B帧的帧特性(S106至S111)，并且将P帧和B帧的帧特性输出至差值视频质量估计单元124。

平均比特数量估计单元11-1、最大比特数量估计单元11-2和最小比特数量估计单元11-3可以使用方程(4)至(9)导出P帧和B帧的帧特性，方程(4)至(9)分别表示每个帧特性的比特数量随着比特率的增加而增加的关系：

(BitsPave)＝v10+v11×(BR) ...(4)

(BitsPmax)＝v12+v13×(BR) ...(5)

(BitsPmin)＝v14+v15×(BR) ...(6)

(BitsBave)＝v16+v17×(BR) ...(7)

(BitsBmax)＝v18+v19×(BR) ...(8)

(BitsBmin)＝v20+v21×(BR) ...(9)

其中，(BitsPave)是P帧平均比特数量，(BitsPmax)是P帧最大比特数量，(BitsPmin)是P帧最小比特数量，(BitsBave)是B帧平均比特数量，(BitsBmax)是B帧最大比特数量，(BitsBmin)是B帧最小比特数量，BR是比特率，以及v10至v21是特性系数。

在帧特性估计单元11导出相应视频帧类型的帧特性之后，编码质量估计单元12的平均视频质量估计单元121接收分组分析单元10所导出的比特率，导出平均视频质量值(S112)，以及将平均视频质量值输出至差值视频质量估计单元124和视频质量估计单元125。

平均视频质量估计单元121可以使用方程(10)来导出平均视频质量值，方程(10)表示平均视频质量值随着比特率增加而增加的特性：

(Vqave)＝v22+v23·exp(-BR/v24) ...(10)

其中，(Vqave)是平均视频质量值，BR是比特率，以及v22、v23和v24是特性系数。

在平均视频质量估计单元121导出平均视频质量值之后，最大视频质量估计单元122接收分组分析单元10所导出的比特率，导出最大视频质量值(S113)，并且将最大视频质量值输出至差值视频质量估计单元124。

最大视频质量估计单元122可以使用方程(11)来导出最大视频质量值，方程(11)表示最大视频质量值随着比特率增加而增加的特性：

(Vqmax)＝v25+v26·exp(-BR/v27) ...(11)

其中，(Vqmax)是最大视频质量值，BR是比特率，以及v25、v26和v27是特性系数。

在最大视频质量估计单元122导出最大视频质量值之后，最小视频质量估计单元123接收分组分析单元10所导出的比特率，导出最小视频质量值(S114)，并且将最小视频质量值输出至差值视频质量估计单元124。

最小视频质量估计单元123可以使用方程(12)来导出最小视频质量值，方程(12)表示最小视频质量值随着比特率增加而增加的特性：

(Vqmin)＝v28+v29·exp(-BR/v30) ...(12)

其中，(Vqmin)是最小视频质量值，BR是比特率，以及v28、v29和v30是特性系数。

在最小视频质量估计单元123导出最小视频质量值之后，差值视频质量估计单元124接收平均视频质量估计单元121所导出的平均视频质量值(Vqave)，最大视频质量估计单元122所导出的最大视频质量值(Vqmax)以及最小视频质量估计单元123所导出的最小视频质量值(Vqmin)，已经由帧特性估计单元11导出的帧特性(BitsIave、BitsImax、BitsImin、BitsPave、BitsPmax、BitsPmin、BitsBave、BitsBmax和BitsBmin)，以及已经由分组分析单元10的比特数量计算单元导出的相应视频帧类型的比特数量(BitsI、BitsP和BitsB)。然后，差值视频质量估计单元124导出差值视频质量值(S115)，并且将差值视频质量值输出至视频质量估计单元125。

差值视频质量估计单元124可以基于相应视频帧类型的帧比特数量与平均比特数量之间的关系，使用方程(13)导出差值视频质量值(dVq)，方程(13)表示差值视频质量值(dVq)的特性。

注意，当相应视频帧类型的帧比特数量和平均比特数量彼此不等时，不产生差值视频质量值dVq。

(dVq)＝v31+v32×X+v33×Y+v34×Z ...(13)

其中，dVq是差值视频质量值，X是I帧比特数量对差值视频质量值的影响程度，Y是P帧比特数量对差值视频质量值的影响程度，Z是B帧比特数量对差值视频质量值的影响程度，并且v31、v32、v33和v34是特性系数。

方程(13)中的X、Y和Z可以使用方程(14)至(19)来导出，方程(14)至(19)中的每一个表示每个视频帧类型的帧比特数量与平均比特数量之间的关系。

[对于BitsI＞BitsIave]

X＝(Vqmax-Vqave)(BitsI-BitsIave)/(BitsImax-BitsIave)

...(14)

[对于BitsI＜BitsIave]

X＝(Vqmin-Vqave)(BitsI-BitsIave)/(BitsImin-BitsIave)...(15)

[对于BitsP＜BitsPave]

Y＝(Vqmax-Vqave)(BitsP-BitsPave)/(BitsPmax-BitsPave)

...(16)

[对于BitsP＞BitsPave]

Y＝(Vqmax-Vqave)(BitsP-BitsPave)/(BitsPmax-BitsPave)

...(17)

[对于BitsB＜BitsBave]

Z＝(Vqmax-Vqave)(BitsB-BitsBave)/(BitsBmax-BitsBave)

...(18)

[对于BitsB＞BitsBave]

Z＝(Vqmin-Vqave)(BitsB-BitsBave)/(BitsBmin-BitsBave)

...(19)

作为方程(1)至(13)中使用的特性系数v1至v34，从存储单元(未示出)中的质量特性系数数据库中选择相关特性系数，存储单元布置在视频质量估计设备1中。图6举例说明质量特性系数数据库。质量特性数据库描述与先决条件相关联的特性系数。

视频质量取决于视频编解码器的实现方式。例如，相同比特率下在H.264编码的视频与MPEG2编码的视频之间质量不同。同样视频质量取决于包括视频格式和帧率的先决条件。在图6所示质量特性系数数据库的示例中，针对每个先决条件来描述特性系数。

在差值视频质量估计单元124导出差值视频质量值(dVq)之后，视频质量估计单元125接收平均视频质量估计单元121所导出的平均视频质量值(Vqave)，以及差值视频质量估计单元124所导出的差值视频质量值(dVq)，并且将它们相加(方程(20))，导出视频内容的视频质量值(Vq)以进行视频质量估计(S116)：

(Vq)＝(Vqave)+(dVq) ...(20)

在这种方式下，根据第一实施例，可以使用来自分组的编码视频分组的比特率和相应视频帧类型的比特数量，来计算考虑编码劣化的视频质量值。可以通过更精确的客观质量估计方法而不是传统方法来估计视频质量。

视频通信服务供应商可以容易地确定正提供的服务对于用户保持预定质量还是较高质量，并且可以实时地掌握和管理正提供的服务的实际质量。

[第二示例实施例]

根据本发明第二实施例的视频质量估计设备通过使用比特率、丢失的视频帧和相应视频帧类型的比特数量来导出定量地表示视频质量的视频质量值，从而实现了客观视频质量评估，比特率、丢失的视频帧和相应视频帧类型的比特数量影响与视频通信有关的视频质量。

例如，在实施例中，视频质量估计设备对经由IP网络(例如互联网)提供的视频通信(IPTV服务、视频分发服务或视频电话服务)中分组中包含的编码视频分组进行分析，并且导出定量地表示影响与这些视频通信服务有关的视频质量的特征量的视频质量评估值。

根据实施例的视频质量估计设备通过考虑来自输入分组编码视频的比特率、编码视频的视频帧中相应视频帧类型的比特数量以及丢失视频帧的数目导出视频质量评估值，来对编码视频的视频质量进行估计。

对分配给编码视频的相应视频帧类型的比特数量与视频质量评估值之间的关系以及网络中产生的分组丢失对视频的视频质量评估值的影响进行说明。

<相应视频帧类型的比特数量与视频质量评估值之间的关系>

如上所述，图9A至9C中所示的相应视频帧类型的比特数量与视频质量评估值之间的关系表示相应视频帧类型的比特数量影响甚至具有相同比特率的视频中的视频质量。

<相应视频帧类型的比特数量特性与视频质量评估值之间的关系>

图25A至25C是示出了相对于相应视频帧类型的编码视频内容集合(也被称作“视频集合”)比特率与帧比特数量之间关系的图。图26示出了比特率与视频质量评估值之间的关系。

如图25A至25C所示，I帧比特数量、P帧比特数量和B帧比特数量具有不同的比特数量特性，比特数量特性取决于视频内容而与相同比特率无关。

这意味着以相同比特数量编码的不同视频内容根据相应视频内容具有不同的相应视频帧类型比特数量。

如图26所示，编码视频质量评估值即使在具有相同比特率的视频中也具有最大和最小编码视频评估值。即，编码视频质量评估值即使在具有相同比特率的视频中也具有最大编码视频质量评估值与最小编码视频质量评估值之间的差值。

例如，当图26中黑色星号所指示的值是要估计的视频内容的编码视频质量评估值时，要估计的视频内容的编码视频质量评估值不会始终符合具有与要估计的视频内容相同比特率的视频的平均编码视频质量评估值。编码视频质量评估值与平均编码视频质量评估值之间的差值取决于分配给要估计的视频的相应视频帧类型的比特数量。

即，视频内容的相应视频帧类型的帧比特数量特性取决于与视频内容有关的编码视频质量评估值。如图26所示，尽管以相同比特率来编码视频，上述也表现为编码视频质量评估值的差值。

对视频集合的视频内容中以相同比特率编码的视频的质量评估值(编码视频质量评估值：Vqc)进行描述。

当以相同比特率编码视频集合中任意视频内容时，编码视频的编码视频质量评估值(Vqc)中的最大值定义为最大编码视频质量评估值(Vcmax)，最小值定义为最小编码视频质量评估值(Vcmin)，以及平均值定义为平均编码视频质量评估值(Vcave)。

例如，当以10Mbps比特率(BR)编码的8个视频内容的编码视频质量评估值Vqc是″3.5″、″3.6″、″3.7″、″3.8″、″3.9″、″4.0″、″4.1″和″4.2″，编码视频质量评估值的最大值是″4.2″，从而最大编码视频质量评估值Vcmax变成″4.2″。最小值是″3.5″，从而最小编码视频质量评估值Vcmin变成″3.5″。平均值是″3.85″，从而平均编码视频质量评估值Vcave变成″3.85″。

<分组丢失与视频质量评估值之间的关系>

对传输压缩视频帧时网络中产生的分组丢失对视频质量评估值的影响进行说明。

图27是示出了分组丢失时丢失视频帧(DF)的数目以及当以10Mbps比特率编码的视频内容时的视频质量评估值，沿着横坐标绘制丢失视频帧的数目，沿着纵坐标绘制视频质量评估值。

图28A至28C是示出了当比特率(BR)是10Mbps并且丢失视频帧(DF)的数目是1时视频质量评估值与相应视频帧类型(I帧、P帧和B帧)的帧比特数量(BitsI、BitsP和BitsB)之间的关系的图。

如图27所示，当在相同数目的丢失视频帧(DF)下比较视频质量评估值时，视频质量评估值包括最大和最小视频质量评估值。这意味着视频质量评估值甚至在相同数目的丢失视频帧下也根据视频内容而改变。

如图28A至28C所示，在相同数目的丢失视频帧(DF)下，相应视频帧类型的比特数量与视频质量评估值之间的关系表示具有较小I帧比特数量的视频内容呈现低视频质量评估值，并且具有较大I帧比特数量的视频内容呈现高视频质量评估值。针对P和B帧比特数量相同丢失视频帧(DF)下的比较结果揭示出，具有较小P和B帧比特数量的视频内容呈现高视频质量评估值，并且具有较大P和B帧比特数量的视频内容具有低视频质量评估值。

即使在具有相同数目丢失视频帧(DF)的视频中，相应视频帧类型的比特数量也影响视频质量。

例如，当图27中黑色星号所指示的值是要估计的视频内容的视频质量评估值时，要估计的视频内容的视频质量评估值并不始终符合与要估计的视频内容相同数目的丢失视频帧的视频的平均视频质量评估值。视频质量评估值与平均视频质量评估值之间的差值取决于分配给要估计的视频的相应视频帧类型的比特数量。

即，视频内容的相应视频帧类型的帧比特数量特性取决于与视频内容有关的视频质量评估值。尽管视频具有相同数目的丢失视频帧，上述也表现为视频质量评估值的差值，如图27所示。

对压缩视频的视频质量评估值(Vq)进行说明。

在以相同比特率编码并具有相同数目的丢失视频帧的任意视频中，视频质量评估值Vq之中的最大值定义为最大视频质量评估值(Vqmax)，最小值定义为最小视频质量评估值(Vqmin)，以及平均值定义为平均视频质量评估值(Vqave)。

例如，当具有10Mbps比特率和一个丢失视频帧的8个视频内容的视频质量评估值Vq是″3.5″、″3.6″、″3.7″、″3.8″、″3.9″、″4.0″、″4.1″和″4.2″，视频质量评估值Vq的最大值是″4.2″，从而最大视频质量评估值(Vqmax)是″4.2″。最小值是″3.5″，从而最小视频质量评估值(Vqmin)变成″3.5″。8个视频内容的视频质量评估值Vq的平均值是″3.85″，从而平均视频质量评估值(Vqave)变成″3.85″。

对根据第二实施例的视频质量估计设备2的布置和功能进行描述。如图12所示，根据实施例的视频质量估计设备2包括分组分析单元20、帧特性估计单元21、编码质量估计单元23以及分组丢失质量估计单元23。

如图13所示，分组分析单元20包括视频分组指定单元201、比特率计算单元202、帧间隔符位置提取单元203、特定帧开始位置提取单元204、视频帧比特数量计算单元205、视频帧类型比特数量计算单元206、分组丢失帧指定单元207以及丢失视频帧数目计算单元208。

视频分组指定单元201基于对于编码视频分组特有的分组ID(PID)来指定输入分组中包含的任意编码视频分组(可以使用例如RTP(实时传输协议)分组中的有效载荷类型、TS(传输流)分组中的PID或者PES(分组化基本流)报头中的流ID来指定编码视频分组)。视频分组指定单元201甚至还可以具有提取RTP分组的RTP序列号以及TS分组中的CC(连续性计数器：4比特计数器)的功能。

比特率计算单元202计算每单位时间编码视频分组的比特数量所表示的比特率，编码视频分组由视频分组指定单元201指定。

例如，视频或音频的编码数据由TS分组报头中描述的PID来标识。比特率计算单元202对具有视频数据的PID的TS分组进行计数，并且将该计数与TS分组的数据长度(通常188个字节)相乘，来计算每单位时间比特数量，从而导出比特率(BR)。

帧间隔符位置提取单元203可以从由视频分组指定单元101所指定的编码视频分组中导出对视频帧的间隔符加以指示的信息。

例如，分组包含诸如IP报头、UDP(用户数据报协议)报头、RTP、TS报头、PES报头和ES(基本流)之类的信息。关于这些类型的信息，TS报头中Payload_Unit_Start_Indicator(被称作“PUSI”)是对PES报头的存在/不存在加以指示的标志。当一个PES包含一个帧(在TV广播使用的视频编码中一个视频帧通常存储在一个PES中)时，PUSI用作对视频帧的开始加以指示的信息。

类似的，分组包含诸如IP报头、UDP(用户数据报协议)报头、RTP、和ES(基本流)之类的信息。关于这些类型的信息，RTP报头中的Marker_bit(标记_比特)(被称作“MB”)有时用作对视频帧的结束位置加以指示的信息。在这种情况下，根据MB的存在/不存在提取帧的结束位置。

参照图7详细描述对帧的间隔符位置加以指示的信息，图7是在概念上说明了提取视频帧开始位置的表。

如图7所示(左列表示RTP序列号，左起第二至第八列表示TS的CC数目)，包含PUSI的TS指示帧的开始位置。作为对帧的间隔符位置加以指示的信息，该信息足以存储帧开始位置的RTP序列号、从分析区段的开始计数的分组的序号、包含PUSI的分组的帧的序号。作为帧计数方法，对分析区段中的PUSI进行计数。

当PES报头可用时，例如，当PES报头没有被加密时，PTS(呈现时间戳)或DTS(解码时间戳)用作对帧的间隔符位置加以指示的信息，因此执行与PUSI相同的处理。类似地，当ES可用时，ES存储帧信息，从而执行与PUSI相同的处理。同样当通过RTP对帧进行分组化时，参照MB执行与PUSI相同的处理。

特定帧开始位置提取单元204从视频分组指定单元201所指定的编码视频分组中提取对特定视频帧的开始位置加以指示的信息。

假定根据实施例的视频质量估计设备中特定帧开始位置提取单元204在ES信息可用时导出对“I帧”、“P帧”和“B帧”的开始位置加以指示的信息，以及在由于加密ES信息不可用时导出对“I帧”的开始位置加以指示的信息。

当ES信息可用时，指示帧信息的比特存在于H.264或MPEG2比特串(例如，该比特是针对H.264的Primary_pic_type或Slice_type)中。“I帧”、“P帧”和“B帧”的帧间隔符可以由该信息来标识。此外，该视频帧的数目可以通过存储包含视频帧类型标识信息的分组的RTP序列号或者从分析区段的开始计数的视频帧的序号来确定。

当没有ES信息可用时，对I帧的开始位置加以指示的信息是RAI(Random_Access_Indicator)或TS报头中的ESPI(Elementary_Stream_Priority_Indicator)，ESPI用作对I帧或IDR(瞬态解码器刷新)帧(见非专利文献4和5)的开始位置加以指示的标志。由于RAI或ESPI用作对I帧或IDR帧的开始位置加以指示的信息，因此，可以从其他帧的间隔符中分辨出I帧的间隔符。同样，该视频帧的数目也可以通过存储包含视RAI或ESPI的分组的RTP序列号或者从分析区段的开始计数的视频帧的序号来确定。

如果RAI和ESPI均不指示I帧或IDR帧的开始位置，则特定帧开始位置提取单元204被合并到视频帧类型比特数量计算单元206(后续描述)中，并且通过计算每个帧的数据数量以及视频帧比特数量计算单元205所计算的相应视频帧的比特数量来指定I帧的位置，其中使用对帧间隔符位置提取单元203所提取的帧开始位置加以表示的PUSI来计算每个帧的数据数量。

I帧的信息量大于其他视频帧的信息量。基于压缩视频帧类型的这种基本特征，分组的视频帧中具有较大数据数量的视频帧可以被指定为从编码视频的GoP长度转换的I帧。

例如，当视频帧的数目是300并且GoP长度为15时，I帧的数目是20。因此，分组的视频帧中分别具有较大数据数量的20个视频帧可以被指定为I帧。

另一种方法是对具有最小距离的帧进行分组的方法(最邻近方法)，最小距离是聚类分析(clustering)的基础。

例如，描述1秒中存在12个视频帧并且这12个视频帧按照I，B，B，P，B，B，I，B，B，P，B，和B(表示I，B，和P视频帧类型)的顺序排列的情况。假定1秒视频内容中相应视频帧的比特数量为100，50，51，70，48，45，95，49，52，71，47，和46个比特，通过使用最邻近方法将100和95个比特的视频帧标识为最大比特数量组，即，I帧。将50，51，48，45，49，52，47，和46个比特的视频帧标识为最小比特数量组，即，B帧。将剩余的70和71个比特的视频帧标识为中间组，即，P帧。

如果没有ES信息可用并且视频帧类型不会动态改变，则也能够通过上述方法获取I帧的开始位置，并且使用I帧的开始位置作为缺省GoP图案(例如，M＝3且N＝15)中的原点，按顺序将这些帧确定为“P帧”和“B帧”。

I帧、P帧和B帧的比特数量通常具有BitsI＞BitsP＞BitsB的关系。因此，可以根据具有较大比特数量的帧按顺序确定视频帧类型。

视频帧比特数量计算单元205对具有帧间隔符位置提取单元203所提取的帧间隔符位置之间的视频数据的PID的TS分组进行计数。视频帧比特数量计算单元205将所述计数乘以TS分组的数据长度(通常188个字节)，来导出每个视频帧的比特数量。同样，视频帧比特数量计算单元105对应于每个视频帧的比特数量，来存储帧间隔符位置提取单元203所提取的帧间隔符位置(诸如帧开始位置处的RTP序列号、从分析区段的开始计数的分组的序号或者包含PUSI的分组的帧的序号之类的信息)。

视频帧类型比特数量计算单元206根据已经由视频帧比特数量计算单元205计算的相应视频帧的比特数量、帧间隔符位置信息、以及已经由特定帧开始位置提取单元204指定的I帧、P帧和B帧的位置，来计算I帧比特数量(BitsI)、P帧比特数量(BitsP)和B帧比特数量(BitsB)。

注意到，要估计的视频中包含的视频帧类型的布置根据编码情况而改变。例如，视频可以仅由I帧或I和P帧来形成，或由I、P和B帧的所有视频帧类型来形成。因此，视频帧类型比特数量计算单元206导出至少一个帧类型的帧比特数量，即，一些或所有视频帧类型的帧比特数量。

如下确定视频帧类型比特数量计算单元206指定每个视频帧类型的方法。

当ES信息可用时，指示帧信息的比特存在于H.264或MPEG2比特串(例如，该比特是针对H.264的Primary_pic_type或Slice_type)中。“I帧”、“P帧”和“B帧”的帧间隔符可以由该信息来标识。可以根据分组的RTP序列号或者从分析区段的开始计数的分组的序号来存储帧间隔符位置。

当没有ES信息可用时，可以使用指定I帧的开始位置作为缺省GoP结构(例如，M＝3且N＝15)中的原点，按顺序将这些帧确定为“P帧”和“B帧”。

备选地，可以根据非专利文献6中描述的方法，使用I帧、P帧和B帧的比特数量之间的量级关系来指定视频帧类型。

分组丢失帧指定单元207使用诸如包含PUSI的IP分组中的RTP序列号或CC、或者对帧间隔符位置提取单元203所提取的帧间隔符位置加以指示的MB之类的信息来指定分组丢失帧。

例如，当第一帧由RTP序列号为10000至10002的分组形成(如图7所示)时，并且丢失了具有RTP序列号为10001的分组，则可以指定第一帧已经丢失。同时，可以存储具有分组丢失和从分析区段的开始计数的帧的序号。

丢失视频帧数目计算单元208根据已经从视频帧类型比特数量计算单元206输出的分析区段中的帧数目和视频帧类型，以及已经从分组丢失帧指定单元207输出的分析区段中的丢失帧数目，来计算丢失视频帧的数目。

例如，当第一帧由RTP序列号为10000至10002的分组形成(如图7所示)时，并且丢失了具有RTP序列号为10001的分组，则分组丢失帧指定单元207输出对已经出现分组丢失的视频帧位置是第一帧加以表示的信息，并且视频帧类型比特数量计算单元206输出对第一帧的视频帧类型是I帧加以表示的信息。根据这些信息，丢失视频帧数目计算单元208可以指定丢失的视频帧的序号和视频帧类型。

参照图24说明编码视频的视频帧类型与由分组丢失所引起的编码视频劣化的传播。

如图24所示，由于相应视频帧类型的特性，劣化传播根据已经出现分组丢失的视频帧的视频帧类型来改变。

更具体地，当在I帧中出现分组丢失时，具有分组丢失的I帧之后的B帧和P帧参考I帧，并且之后的B帧和P帧进一步参考该参考了I帧的B帧和P帧。因此，劣化会传播，直到视频帧参考结构中断为止。在图24所示的示例中，劣化帧的数目是17，并且丢失视频帧数目计算单元208所导出的丢失视频帧的数目是17。

当在P帧中出现分组丢失时，劣化会传播，直到视频帧参考结构中断为止，如图24所示，类似于在I帧中出现分组丢失的情况。在图24所示的示例中，劣化的帧的数目是11，并且丢失视频帧数目计算单元208所导出的丢失视频帧的数目是11。

当在B帧中出现分组丢失时，与上述在I帧和P帧中出现分组丢失的情况不同，劣化不会传播，并且仅出现分组丢失的B帧劣化，这是因为没有视频帧参考B帧。因此，丢失视频帧数目计算单元208所导出的丢失视频帧的数目是1。

如图14所示，帧特性估计单元21包括：I帧平均比特数量估计单元211，估计I帧平均比特数量；I帧最大比特数量估计单元212，估计I帧最大比特数量；I帧最小比特数量估计单元213，估计I帧最小比特数量；P帧平均比特数量估计单元214，估计P帧平均比特数量；P帧最大比特数量估计单元215，估计P帧最大比特数量；P帧最小比特数量估计单元216，估计P帧最小比特数量；B帧平均比特数量估计单元217，估计B帧平均比特数量；B帧最大比特数量估计单元218，估计B帧最大比特数量；以及B帧最小比特数量估计单元219，估计B帧最小比特数量。

注意到，要估计的视频中包含的视频帧类型的布置根据编码情况而改变。视频可以仅由I帧或I和P帧来形成，或由I、P和B帧的所有帧类型来形成。所述布置根据视频编码情况来改变。帧特性估计单元21导出至少一个帧类型的帧特性，即，一些或所有视频帧类型的帧特性。

I帧平均比特数量估计单元211基于比特率计算单元202所计算的比特率来导出I帧平均比特数量(BitsIave)。

注意到I帧平均比特数量估计单元211使用如图25A所示I帧平均比特数量随着比特率的增加而增加的特性来估计I帧平均比特数量。

I帧最大比特数量估计单元212基于比特率计算单元202所计算的比特率来导出I帧最大比特数量(BitsImax)。

注意到I帧最大比特数量估计单元212使用如图25A所示I帧最大比特数量随着比特率的增加而增加的特性来估计I帧最大比特数量。

I帧最小比特数量估计单元213基于比特率计算单元202所计算的比特率来导出I帧最小比特数量(BitsImin)。

注意到I帧最小比特数量估计单元213使用如图25A所示I帧最小比特数量随着比特率的增加而增加的特性来估计I帧最小比特数量。

P帧平均比特数量估计单元214基于比特率计算单元202所计算的比特率来导出P帧平均比特数量(BitsPave)。

注意到P帧平均比特数量估计单元214使用如图25B所示P帧平均比特数量随着比特率的增加而增加的特性来估计P帧平均比特数量。

P帧最大比特数量估计单元215基于比特率计算单元202所计算的比特率来导出P帧最大比特数量(BitsPmax)。

注意到P帧最大比特数量估计单元215使用如图25B所示P帧最大比特数量随着比特率的增加而增加的特性来估计P帧最大比特数量。

P帧最小比特数量估计单元216基于比特率计算单元202所计算的比特率来导出P帧最小比特数量(BitsPmin)。

注意到P帧最小比特数量估计单元216使用如图25B所示P帧最小比特数量随着比特率的增加而增加的特性来估计P帧最小比特数量。

B帧平均比特数量估计单元217基于比特率计算单元202所计算的比特率来导出B帧平均比特数量(BitsBave)。

注意到B帧平均比特数量估计单元217使用如图25C所示B帧平均比特数量随着比特率的增加而增加的特性来估计B帧平均比特数量。

B帧最大比特数量估计单元218基于比特率计算单元202所计算的比特率来导出B帧最大比特数量(BitsBmax)。

注意到B帧最大比特数量估计单元218使用如图25C所示B帧最大比特数量随着比特率的增加而增加的特性来估计B帧最大比特数量。

B帧最小比特数量估计单元219基于比特率计算单元202所计算的比特率来导出B帧最小比特数量(BitsBmin)。

注意到B帧最小比特数量估计单元219使用如图25C所示B帧最小比特数量随着比特率的增加而增加的特性来估计B帧最小比特数量

如图15所示，编码质量估计单元22包括：平均编码视频质量估计单元221，导出平均编码视频质量评估值；最大编码视频质量估计单元222，导出最大编码视频质量评估值；最小编码视频质量估计单元223，导出最小编码视频质量评估值；差值编码视频质量估计单元224导出对视频质量对内容的依赖性加以表示的差值编码视频质量评估值；以及编码视频质量估计单元225，导出与编码劣化有关的编码视频质量评估值。

平均编码视频质量估计单元221，基于比特率计算单元202所计算的比特率，来导出平均编码视频质量评估值(Vqcave)。

注意，平均编码视频质量估计单元221，使用如图26所示平均编码视频质量评估值随着比特率的增加而增加的特性，来导出平均编码视频质量评估值。

最大编码视频质量估计单元222，基于比特率计算单元202所计算的比特率，来导出最大编码视频质量评估值(Vqcmax)。

注意，最大编码视频质量估计单元222，使用如图26所示最大编码视频质量评估值随着比特率的增加而增加的特性，来导出最大编码视频质量评估值。

最小编码视频质量估计单元223，基于比特率计算单元202所计算的比特率，来导出最小编码视频质量评估值(Vqcmin)。

注意，最小编码视频质量估计单元223，使用如图26所示最小编码视频质量评估值随着比特率的增加而增加的特性，来导出最小编码视频质量评估值。

差值编码视频质量估计单元224根据如下来导出差值编码视频质量评估值(dVqc)：平均编码视频质量估计单元221所计算的平均编码视频质量评估值(Vqcave)、最大编码视频质量估计单元222所计算的最大编码视频质量评估值(Vqcmax)、最小编码视频质量估计单元223所计算的最小视频质量值(Vqcmin)、视频帧类型比特数量计算单元206所计算的I帧比特数量(BitsI)、P帧比特数量(BitsP)和B帧比特数量(BitsB)、以及已经由帧特性估计单元21导出的相应视频帧类型的平均比特数量(Bits(I，P，B)ave)、最大比特数量(Bits(I，P，B)max)和最小比特数量(Bits(I，P，B)min)。

详细描述差值编码视频质量估计单元224导出差值编码视频质量评估值(dVqc)。

如图9A至9C所示，相同比特率(在图9A至9C的示例中为10Mbps)下的比较结果揭示了：具有较大I帧比特数量的视频内容呈现高视频质量评估值，并且具有较小I帧比特数量的视频内容呈现低视频质量评估值。相同比特率下的比较结果还表示具有较大P和B帧比特数量的视频内容呈现低视频质量评估值，并且具有较小P和B帧比特数量的视频内容呈现高视频质量评估值。

当图26中黑色星号所指示的值是要估计的视频的编码视频质量评估值(Vq)时，要估计的视频内容的I帧、P帧和B帧比特数量是图25A至25C中黑色星号所指示的值。为了估计视频质量评估值，根据I帧、P帧和B帧比特数量(BitsI、BitsP和BitsB)足以计算表示与平均编码视频质量评估值的偏移的差值编码视频质量评估值(dVqc)。

如果I帧比特数量(BitsI)等于I帧平均比特数量(BitsIave)，P帧比特数量(BitsP)等于P帧平均比特数量(bitsPave)，并且B帧比特数量(BitsB)等于B帧平均比特数量(BitsBave)，则要估计的视频内容的编码视频质量评估值(Vqc)等于平均编码视频质量评估值(Vqcave)。

如果I帧比特数量(BitsI)大于I帧平均比特数量(BitsIave)，则要估计的视频内容的编码视频质量评估值(dVq)变得大于平均编码视频质量评估值(Vqcave)。相反，如果I帧比特数量(BitsI)小于I帧平均比特数量(BitsIave)，则要估计的视频内容的编码视频质量评估值(dVq)变得小于平均编码视频质量评估值(Vqcave)。

即，当I帧比特数量(BitsI)大于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值编码视频质量评估值(dVqc)变成与(Vqcmax-Vqcave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImax-BitsIave)成比例。当I帧比特数量(BitsI)小于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值编码视频质量评估值(dVqc)变成与(Vqcmin-Vqcave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImin-BitsIave)成比例。

如果P帧比特数量(BitsP)大于P帧平均比特数量(BitsPave)，则要估计的视频内容的编码视频质量评估值(dVq)变得小于平均编码视频质量评估值(Vqcave)。相反，如果P帧比特数量(BitsP)小于P帧平均比特数量(BitsPave)，则要估计的视频内容的编码视频质量评估值(dVq)变得大于平均编码视频质量评估值(Vqcave)。

即，当P帧比特数量(BitsP)大于P帧平均比特数量(BitsPave)时，差值编码视频质量评估值(dVqc)变成与(Vqcmin-Vqcave)·(BitsP-BitsPave)/(BitsPmin-BitsPave)成比例。当P帧比特数量(BitsP)小于P帧平均比特数量(BitsPave)时，差值编码视频质量评估值(dVqc)变成与(Vqcmax-Vqcave)·(BitsP-BitsPave)/(BitsPmax-BitsPave)成比例。

如果B帧比特数量(BitsB)大于B帧平均比特数量(BitsBave)，则要估计的视频内容的编码视频质量评估值(dVq)变得小于平均编码视频质量评估值(Vqcave)。相反，如果B帧比特数量(BitsB)小于B帧平均比特数量(BitsBave)，则要估计的视频内容的编码视频质量评估值(dVq)变得大于平均编码视频质量评估值(Vqcave)。

即，当B帧比特数量(BitsB)大于B帧平均比特数量(BitsBave)时，差值编码视频质量评估值(dVqc)变成与(Vqcmin-Vqcave)·(BitsB-BitsBave)/(BitsBmin-BitsBave)成比例。当B帧比特数量(BitsP)小于B帧平均比特数量(BitsBave)时，差值编码视频质量评估值(dVqc)变成与(Vqcmax-Vqcave)·(BitsB-BitsBave)/(BitsBmax-BitsBave)成比例。

基于相应视频帧类型的比特数量与视频质量评估值之间的这些特性，差值编码视频质量估计单元224可以对差值编码视频质量评估值(dVqc)进行估计。

编码视频质量估计单元225通过将平均编码视频质量估计单元221所计算的平均编码视频质量评估值(Vqcave)与差值编码视频质量估计单元224所计算的差值编码视频质量评估值(dVqc)相加，来估计要估计的视频内容的编码视频质量评估值(Vqc)。

如图16所示，分组丢失质量估计单元23包括：平均分组丢失视频质量估计单元231，导出平均分组丢失视频质量评估值；最大分组丢失视频质量估计单元232，导出最大分组丢失视频质量评估值；最小分组丢失视频质量估计单元233，导出最小分组丢失视频质量评估值；差值分组丢失视频质量估计单元234，导出表示视频质量依赖于内容的差值分组丢失视频质量评估值；以及视频质量估计单元235，导出与目标编码劣化和分组丢失劣化有关的视频质量评估值。

平均分组丢失视频质量估计单元231，根据编码质量估计单元22所计算的编码视频质量评估值(Vqc)以及分组分析单元20所计算的丢失分组帧(DF)的数目，来导出平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)。

注意，平均分组丢失视频质量估计单元231使用如图27所示平均分组丢失视频质量评估值随着丢失视频帧的数目的增加而减少的特性，来导出平均分组丢失视频质量评估值。

最大分组丢失视频质量估计单元232，根据编码质量估计单元22所计算的编码视频质量评估值(Vqc)以及分组分析单元20所计算的丢失分组帧(DF)的数目，来导出最大分组丢失视频质量评估值(Vqmax)。

注意，最大分组丢失视频质量估计单元232，使用如图27所示最大分组丢失视频质量评估值随着丢失视频帧的数目的增加而减小的特性，来导出最大分组丢失视频质量评估值。

最小分组丢失视频质量估计单元233，根据编码质量估计单元22所计算的编码视频质量评估值(Vqc)以及分组分析单元20所计算的丢失分组帧(DF)的数目，来导出最小分组丢失视频质量评估值(Vqmin)。

注意，最小分组丢失视频质量估计单元233，使用如图27所示最小分组丢失视频质量评估值随着丢失视频帧的数目的增加而减小的特性，来导出最小分组丢失视频质量评估值。

差值分组丢失视频质量估计单元234，根据以下来计算差值分组丢失视频质量评估值(dVq)：平均分组丢失视频质量估计单元231所计算的平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)、最大分组丢失视频质量估计单元232所计算的最大分组丢失视频质量评估值(Vqmax)、最小分组丢失视频质量估计单元233所计算的最小分组丢失视频质量评估值(Vqmin)、已经由视频帧类型比特数量计算单元206计算的相应视频帧类型的帧比特数量(Bits(I，P，B))、以及已经由帧特性估计单元21导出的相应视频帧类型的平均比特数量(Bits(I，P，B)ave)、最大比特数量(Bits(I，P，B)max)和最小比特数量(Bits(I，P，B)min)。

详细描述差值分组丢失视频质量估计单元234导出差值分组丢失视频质量评估值(dVq)。

如图28A至28C所示，相同分组丢失数目(在图28A至28C的示例中丢失帧的数目是1)下的比较结果揭示了：具有较大I帧比特数量的视频内容呈现高视频质量评估值，并且具有较小I帧比特数量的视频内容呈现低视频质量评估值。相反，具有较大P和B帧比特数量的视频内容呈现低视频质量评估值，并且具有较小P和B帧比特数量的视频内容呈现高视频质量评估值。

当图27中黑色星号所指示的值是要估计的视频的编码视频质量评估值(Vq)时，要估计的视频内容的I帧、P帧和B帧比特数量是图25A至25C中黑色星号所指示的值。为了估计要估计的视频内容的视频质量评估值，根据I帧、P帧和B帧比特数量(BitsI、BitsP和BitsB)，足以计算表示平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)的偏移的差值分组丢失视频质量评估值(dVq)。

如果I帧比特数量(BitsI)等于I帧平均比特数量(BitsIave)，P帧比特数量(BitsP)等于P帧平均比特数量(bitsPave)，并且B帧比特数量(BitsB)等于B帧平均比特数量(BitsBave)，则要估计的视频内容的视频质量评估值(Vq)等于平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)。

如果I帧比特数量(BitsI)大于I帧平均比特数量(BitsIave)，则要估计的视频内容的视频质量评估值(dVq)变得大于平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)。相反，如果I帧比特数量(BitsI)小于I帧平均比特数量(BitsIave)，则要估计的视频内容的视频质量评估值(Vq)变得小于平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)。

即，当I帧比特数量(BitsI)大于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值分组丢失视频质量评估值(dVq)变成与(Vqmax-Vqave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImax-BitsIave)成比例。当I帧比特数量(BitsI)小于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值分组丢失视频质量评估值(dVq)变成与(Vqmin-Vqave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImin-BitsIave)成比例。

如果P帧比特数量(BitsP)大于P帧平均比特数量(BitsPave)，则要估计的视频内容的视频质量评估值(Vq)变得小于平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)。相反，如果P帧比特数量(BitsP)小于P帧平均比特数量(BitsPave)，则要估计的视频内容的视频质量评估值(Vq)变得大于平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)。

即，当P帧比特数量(BitsP)大于P帧平均比特数量(BitsPave)时，差值分组丢失视频质量评估值(dVqc)变成与(Vqmin-Vqave)·(BitsP-BitsPave)/(BitsPmin-BitsPave)成比例。当P帧比特数量(BitsP)小于P帧平均比特数量(BitsPave)时，差值视频质量评估值(dVq)变成与(Vqmax-Vqave)·(BitsP-BitsPave)/(BitsPmax-BitsPave)成比例。

如果B帧比特数量(BitsB)大于B帧平均比特数量(BitsBave)，则要估计的视频内容的视频质量评估值(Vq)变得小于平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)。相反，如果B帧比特数量(BitsB)小于B帧平均比特数量(BitsBave)，则要估计的视频内容的视频质量评估值(Vq)变得大于平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)。

即，当B帧比特数量(BitsB)大于B帧平均比特数量(BitsBave)时，差值分组丢失视频质量评估值(dVq)变成与(Vqmin-Vqave)·(BitsB-BitsBave)/(BitsBmin-BitsBave)成比例。当B帧比特数量(BitsP)小于B帧平均比特数量(BitsBave)时，差值分组丢失视频质量评估值(dVq)变成与(Vqmax-Vqave)·(BitsB-BitsBave)/(BitsBmax-BitsBave)成比例。

基于相应视频帧类型的比特数量与视频质量评估值之间的这些特性，差值分组丢失视频质量估计单元234可以对差值分组丢失视频质量评估值(dVq)进行估计。

编码视频质量估计单元235通过将平均分组丢失视频质量估计单元231所计算的平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)与差值分组丢失视频质量估计单元234所计算的差值分组丢失视频质量评估值(dVq)相加，来导出要估计的视频内容的视频质量评估值(Vq)。

注意，根据实施例的视频质量估计设备2可以通过在包括CPU(中央处理单元)、存储器和接口的计算机中安装计算机程序来实现。视频质量估计设备2的各个功能可以通过计算机的各个硬件资源与计算机程序(软件)之间的合作来实现。

参照图17和18说明根据实施例的视频质量估计设备的操作。

如图17所示，视频质量估计设备2的分组分析单元20捕获输入分组(S201)。分组分析单元20从捕获的分组中导出编码视频分组的比特率(BR)、相应视频帧类型的比特数量(BitsI、BitsP和BitsB)、以及丢失视频帧(DF)的数目(S202)。

将分组分析单元20所导出的比特率(BR)输入至I帧平均比特数量估计单元211、I帧最大比特数量估计单元212、I帧最小比特数量估计单元213、P帧平均比特数量估计单元214、P帧最大比特数量估计单元215、P帧最小比特数量估计单元216、B帧平均比特数量估计单元217、B帧最大比特数量估计单元218、B帧最小比特数量估计单元219、平均编码视频质量估计单元221、最大编码视频质量估计单元222以及最小编码视频质量估计单元223。将相应视频帧类型的比特数量(BitsI，BitsP和BitsB)输入至差值编码视频质量估计单元224和差值分组丢失视频质量估计单元234。将丢失视频帧(DF)的数目输入至平均分组丢失视频质量估计单元231、最大分组丢失视频质量估计单元232以及最小分组丢失视频质量估计单元233。

I帧平均比特数量估计单元211基于分组分析单元20所导出的比特率(BR)来导出I帧平均比特数量(BitsIave)(S203)。

I帧平均比特数量(BitsIave)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(21)来导出：

BitsIave＝u1+u2exp(-BR/u3)...(21)

其中BitsIave是I帧平均比特数量，BR是比特率，以及u1，...，u3是特性系数。

I帧平均比特数量估计单元211将导出的I帧平均比特数量(BitsIave)输出至差值编码视频质量估计单元224和差值分组丢失视频质量估计单元234。

I帧最大比特数量估计单元212基于分组分析单元20所导出的比特率(BR)来导出I帧最大比特数量(BitsImax)(S204)

I帧最大比特数量(BitsImax)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(22)来导出：

BitsImax＝u4+u5exp(-BR/u6)...(22)

其中(BitsImax)是I帧最大比特数量，BR是比特率，以及u4，...，u6是特性系数。

I帧最大比特数量估计单元212将导出的I帧最大比特数量(BitsImax)输出至差值编码视频质量估计单元224和差值分组丢失视频质量估计单元234。

I帧最小比特数量估计单元213基于分组分析单元20所导出的比特率(BR)来导出I帧最小比特数量(BitsImin)(S205)。

I帧最小比特数量(BitsImin)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(23)来导出：

BitsImin＝u7+u8exp(-BR/u9)...(23)

其中(BitsImin)是I帧最小比特数量，BR是比特率，以及u7，...，u9是特性系数。

I帧最小比特数量估计单元213将导出的I帧最小比特数量(BitsImin)输出至差值编码视频质量估计单元224和差值分组丢失视频质量估计单元234。

P帧平均比特数量估计单元214基于分组分析单元20所导出的比特率(BR)来导出P帧平均比特数量(BitsPave)(S206)。

P帧平均比特数量(BitsPave)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(24)来导出：

BitsPave＝u10+u11·BR...(24)

其中BitsPave是P帧平均比特数量，BR是比特率，以及u10和u11是特性系数。

P帧平均比特数量估计单元214将导出的P帧平均比特数量(BitsPave)输出至差值编码视频质量估计单元224和差值分组丢失视频质量估计单元234。

P帧最大比特数量估计单元215基于分组分析单元20所导出的比特率(BR)来导出P帧最大比特数量(BitsPmax)(S207)

P帧最大比特数量(BitsPmax)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(25)来导出：

BitsPmax＝u12+u13·BR...(25)

其中(BitsPmax)是P帧最大比特数量，BR是比特率，以及u12和u13是特性系数。

P帧最大比特数量估计单元215将导出的P帧最大比特数量(BitsPmax)输出至差值编码视频质量估计单元224和差值分组丢失视频质量估计单元234。

P帧最小比特数量估计单元216基于分组分析单元20所导出的比特率(BR)来导出P帧最小比特数量(BitsPmin)(S208)。

P帧最小比特数量(BitsPmin)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(26)来导出：

BitsPmin＝u14+u15·BR...(26)

其中(BitsPmin)是P帧最小比特数量，BR是比特率，以及u14和u15是特性系数。

P帧最小比特数量估计单元216将导出的P帧最小比特数量(BitsPmin)输出至差值编码视频质量估计单元224和差值分组丢失视频质量估计单元234。

B帧平均比特数量估计单元217基于分组分析单元20所导出的比特率(BR)来导出B帧平均比特数量(BitsBave)(S209)。

B帧平均比特数量(BitsBave)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(27)来导出：

BitsBave＝u16+u17·BR...(27)

其中BitsBave是B帧平均比特数量，BR是比特率，以及u16和u17是特性系数。

B帧平均比特数量估计单元217将导出的B帧平均比特数量(BitsBave)输出至差值编码视频质量估计单元224和差值分组丢失视频质量估计单元234。

B帧最大比特数量估计单元218基于分组分析单元20所导出的比特率(BR)来导出B帧最大比特数量(BitsBmax)(S210)

B帧最大比特数量(BitsBmax)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(28)来导出：

BitsBmax＝u18+u19·BR...(28)

其中(BitsBmax)是B帧最大比特数量，BR是比特率，以及u18和u19是特性系数。

B帧最大比特数量估计单元218将导出的B帧最大比特数量(BitsBmax)输出至差值编码视频质量估计单元224和差值分组丢失视频质量估计单元234。

B帧最小比特数量估计单元219基于分组分析单元20所导出的比特率(BR)来导出B帧最小比特数量(BitsBmin)(S211)。

B帧最小比特数量(BitsBmin)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(29)来导出：

BitsBmin＝u20+u21·BR...(29)

其中(BitsBmin)是B帧最小比特数量，BR是比特率，以及u20和u21是特性系数。

B帧最小比特数量估计单元219将导出的B帧最小比特数量(BitsBmin)输出至差值编码视频质量估计单元224和差值分组丢失视频质量估计单元234。

平均编码视频质量估计单元221基于分组分析单元20所导出的比特率(BR)来导出平均编码视频质量评估值(Vqcave)(S212)。

平均编码视频质量评估值(Vqcave)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(30)和(31)来导出：

Vqcave＝u22+u23exp(-BR/u24) ...(30)

或

Vqcave＝1+u22-u22/(1+(BR/u23)u24) ...(31)

其中Vqcave是平均编码视频质量评估值，BR是比特率，以及u22，...，u24是特性系数。

平均编码视频质量估计单元221将导出的平均编码视频质量评估值(Vqcave)输出编码视频质量估计单元225。

最大编码视频质量估计单元222基于分组分析单元20所导出的比特率(BR)来导出最大编码视频质量评估值(Vqcmax)(S213)。

最大编码视频质量评估值(Vqcmax)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(32)或(33)来导出：

Vqcmax＝u25+u26exp(-BR/u27) ...(32)

或

Vqcmax＝1+u25-u25/(1+(BR/u26)^u27) ...(33)

其中Vqcmax是最大编码视频质量评估值，BR是比特率，以及u25，...，u27是特性系数。

最大编码视频质量估计单元222将导出的最大编码视频质量评估值(Vqcmax)输出编码视频质量估计单元225。

最小编码视频质量估计单元223基于分组分析单元20所导出的比特率(BR)来导出最小编码视频质量评估值(Vqcmin)(S214)。

最小编码视频质量评估值(Vqcmin)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(34)或(35)来导出：

Vqcmin＝u28+u29exp(-BR/u30) ...(34)

或

Vqcmin＝1+u28-u28/(1+(BR/u29)^u30) ...(35)

其中Vqcmin是最小编码视频质量评估值，BR是比特率，以及u28，...，u30是特性系数。

最小编码视频质量估计单元223将导出的最小编码视频质量评估值(Vqcmin)输出编码视频质量估计单元225。

差值编码视频质量估计单元224基于如下导出差值编码视频质量评估值(dVqc)：平均编码视频质量估计单元221所计算的平均编码视频质量评估值(Vqcave)、最大编码视频质量估计单元222所计算的最大编码视频质量评估值(Vqcmax)、最小编码视频质量估计单元223所计算的最小编码视频质量评估值(Vqcmin)、视频帧类型比特数量计算单元206所计算的I帧比特数量(BitsI)、P帧比特数量(BitsP)和B帧比特数量(BitsB)、I帧平均比特数量估计单元211所计算的I帧平均比特数量(BitsIave)、I帧最大比特数量估计单元212所计算的I帧最大比特数量(BitsImax)、I帧最小比特数量估计单元213所计算的I帧最小比特数量(BitsImin)、P帧平均比特数量估计单元214所计算的P帧平均比特数量(BitsPave)、P帧最大比特数量估计单元215所计算的P帧最大比特数量(BitsPmax)、P帧最小比特数量估计单元216所计算的P帧最小比特数量(BitsPmin)、B帧平均比特数量估计单元217所计算的B帧平均比特数量(BitsBave)、B帧最大比特数量估计单元218所计算的B帧最大比特数量(BitsBmax)、B帧最小比特数量估计单元219所计算的B帧最小比特数量(BitsBmin)(S215)。

当I帧比特数量(BitsI)大于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值编码视频质量评估值(dVqc)变得与(Vqcmax-Vqcave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImax-BitsIave)成比例。当I帧比特数量(BitsI)小于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值编码视频质量评估值(dVqc)变得与(Vqcmin-Vqcave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImin-BitsIave)成比例。

当P帧比特数量(BitsP)大于P帧平均比特数量(BitsPave)时，则差值编码视频质量评估值(dVqc)变得与(Vqcmin-Vqcave)·(BitsP-BitsPave)/(BitsPmin-BitsPave)成比例。当P帧比特数量(BitsP)小于P帧平均比特数量(BitsPave)时，差值编码视频质量评估值(dVqc)变得与(Vqcmax-Vqcave)·(BitsP-BitsPave)/(BitsPmax-BitsPave)成比例。

当B帧比特数量(BitsB)大于B帧平均比特数量(BitsBave)时，则差值编码视频质量评估值(dVqc)变得与(Vqcmin-Vqcave)·(BitsB-BitsBave)/(BitsBmin-BitsBave)成比例。当B帧比特数量(BitsB)小于B帧平均比特数量(BitsBave)时，差值编码视频质量评估值(dVqc)变得与(Vqcmax-Vqcave)·(BitsB-BitsBave)/(BitsBmax-BitsBave)成比例。

差值编码视频质量估计单元224可以使用方程(36)来导出差值编码视频质量评估值(dVqc)，方程(36)表示差值编码视频质量评估值的这些特性：

dVqc＝u31+u32·X+u33·Y+u34·Z ...(36)

其中，dVqc是差值编码视频质量评估值，X是I帧比特数量对差值编码视频质量评估值的影响程度，Y是P帧比特数量对差值编码视频质量评估值的影响程度，Z是B帧比特数量对差值编码视频质量评估值的影响程度，并且u31，...，u34是特性系数。

差值编码视频质量估计单元224将导出的差值编码视频质量评估值(dVqc)输出至编码视频质量估计单元225。

方程(36)中的X、Y和Z可以使用方程(37)来导出。

[对于BitsI＞BitsIave]

X＝(Vqcmax-Vqcave)(BitsI-BitsIave)/(BitsImax-BitsIave)

[对于BitsI＜BitsIave]

X＝(Vqcmin-Vqcave)(BitsI-BitsIave)/(BitsImin-BitsIave)

[对于BitsP＜BitsPave]

Y＝(Vqcmax-Vqcave)(BitsP-BitsPave)/(BitsPmax-BitsPave)

[对于BitsP＞BitsPave]

Y＝(Vqcmin-Vqcave)(BitsP-BitsPave)/(BitsPmin-BitsPave)

[对于BitsB＜BitsBave]

Z＝(Vqcmax-Vqcave)(BitsB-BitsBave)/(BitsBmax-BitsBave)

[对于BitsB＞BitsBave]

Z＝(Vqcmin-Vqcave)(BitsB-BitsBave)/(BitsBmin-BitsBave)

...(37)

编码视频质量估计单元225使用方程(38)导出平均编码视频质量估计单元221所计算的平均编码视频质量评估值(Vqcave)以及差值编码视频质量估计单元224所计算的差值编码视频质量评估值(dVqc)(S216)：

Vqc＝Vqcave+dVqc ...(38)

编码视频质量估计单元225将导出的编码视频质量评估值(Vqc)输出至平均分组丢失视频质量估计单元231、最大分组丢失视频质量估计单元232、最小分组丢失视频质量估计单元233。

如图18所示，平均分组丢失视频质量估计单元231基于分组分析单元20所导出的丢失视频帧(DF)的数目以及编码视频质量估计单元225所导出的编码视频质量评估值(Vqc)，来导出平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)(S217)。

平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)具有随着丢失视频帧(DF)数目的增加而减小的特性，并且可以使用表示该特性的方程(39)来导出：

Vqave＝1+(Vqc-1)((1-u35)exp(-DF/u36)+u35exp(-DF/u37))

...(39)

其中，Vqc是编码视频质量评估值，Vqave是平均分组丢失视频质量评估值，DF是丢失视频帧的数目，u35，...，u37是特性系数。

平均分组丢失视频质量估计单元231将导出的平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)输出至视频质量估计单元235。

最大分组丢失视频质量估计单元232基于分组分析单元20所导出的丢失视频帧(DF)的数目以及编码视频质量估计单元225所导出的编码视频质量评估值(Vqc)，来导出最大分组丢失视频质量评估值(Vqmax)(S218)。

最大分组丢失视频质量评估值(Vqmax)具有随着丢失视频帧(DF)数目的增加而减小的特性，并且可以使用表示该特性的方程(40)来导出：

Vqmax＝1+(Vqc-1)((1-u38)exp(-DF/u39)+u39exp(-DF/u40))

...(40)

其中，Vqc是编码视频质量评估值，Vqmax是最大分组丢失视频质量评估值，DF是丢失视频帧的数目，u38，...，u40是特性系数。

最大分组丢失视频质量估计单元232将导出的最大分组丢失视频质量评估值(Vqmax)输出至视频质量估计单元235。

最小分组丢失视频质量估计单元233基于分组分析单元20所导出的丢失视频帧(DF)的数目以及编码视频质量估计单元225所导出的编码视频质量评估值(Vqc)，来导出最小分组丢失视频质量评估值(Vqmin)(S219)。

最小分组丢失视频质量评估值(Vqmin)具有随着丢失视频帧(DF)数目的增加而减小的特性，并且可以使用表示该特性的方程(41)来导出：

Vqmin＝1+(Vqc-1)((1-u41)exp(-DF/u42)+u41exp(-DF/u43))

...(41)

其中，Vqc是编码视频质量评估值，Vqmin是最小分组丢失视频质量评估值，DF是丢失视频帧的数目，u41，...，u43是特性系数。

最小分组丢失视频质量估计单元233将导出的最小分组丢失视频质量评估值(Vqmin)输出至视频质量估计单元235。

差值分组丢失视频质量估计单元234基于如下来导出差值分组丢失视频质量评估值(dVq)：平均分组丢失视频质量估计单元231所计算的平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)、最大分组丢失视频质量估计单元232所计算的最大分组丢失视频质量评估值(Vqmax)、最小分组丢失视频质量估计单元233所计算的最小分组丢失视频质量评估值(Vqmin)、视频帧类型比特数量计算单元206所计算的I帧比特数量(BitsI)、P帧比特数量(BitsP)和B帧比特数量(BitsB)、I帧平均比特数量估计单元211所计算的I帧平均比特数量(BitsIave)、I帧最大比特数量估计单元212所计算的I帧最大比特数量(BitsImax)、I帧最小比特数量估计单元213所计算的I帧最小比特数量(BitsImin)、P帧平均比特数量估计单元214所计算的P帧平均比特数量(BitsPave)、P帧最大比特数量估计单元215所计算的P帧最大比特数量(BitsPmax)、P帧最小比特数量估计单元216所计算的P帧最小比特数量(BitsPmin)、B帧平均比特数量估计单元217所计算的B帧平均比特数量(BitsBave)、B帧最大比特数量估计单元218所计算的B帧最大比特数量(BitsBmax)、B帧最小比特数量估计单元219所计算的B帧最小比特数量(BitsBmin)(S220)。

当I帧比特数量(BitsI)大于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值分组丢失视频质量评估值(dVq)变得与(Vqmax-Vqave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImax-BitsIave)成比例。当I帧比特数量(BitsI)小于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值分组丢失视频质量评估值(dVq)变得与(Vqmin-Vqave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImin-BitsIave)成比例。

当P帧比特数量(BitsP)大于P帧平均比特数量(BitsPave)时，则差值分组丢失视频质量评估值(dVq)变得与(Vqmin-Vqave)·(BitsP-BitsPave)/(BitsPmin-BitsPave)成比例。当P帧比特数量(BitsP)小于P帧平均比特数量(BitsPave)时，差值分组丢失视频质量评估值(dVq)变得与(Vqmax-Vqave)·(B itsP-B itsPave)/(B itsPmax-B itsPave)成比例。

当B帧比特数量(BitsB)大于B帧平均比特数量(BitsBave)时，则差值分组丢失视频质量评估值(dVq)变得与(Vqmin-Vqave)·(BitsB-BitsBave)/(BitsBmin-BitsBave)成比例。当B帧比特数量(BitsB)小于B帧平均比特数量(BitsBave)时，差值编码视频质量评估值(dVq)变得与(Vqmax-Vqave)·(BitsB-BitsBave)/(BitsBmax-BitsBave)成比例。

差值分组丢失视频质量估计单元234可以使用方程(42)来导出差值分组丢失视频质量评估值(dVq)，方程(42)表示差值分组丢失视频质量评估值的这些特性：

dVq＝u44+u45·S+u46·T+u47·U ...(42)

其中，dVq是差值分组丢失视频质量评估值，S是I帧比特数量对差值分组丢失视频质量评估值的影响程度，T是P帧比特数量对差值分组丢失视频质量评估值的影响程度，U是B帧比特数量对差值分组丢失视频质量评估值的影响程度，u44，...，u47是特性系数。

差值分组丢失视频质量估计单元234将导出的差值分组丢失质量评估值(dVq)输出至视频质量估计单元235。

方程(42)中的S、T和U可以使用方程(43)来导出。

[对于BitsI＞BitsIave]

S＝(Vqmax-Vqave)(BitsI-BitsIave)/(BitsImax-BitsIave)

[对于BitsI＜BitsIave]

S＝(Vqmin-Vqave)(BitsI-BitsIave)/(BitsImin-BitsIave)

[对于BitsP＜BitsPave]

T＝(Vqmax-Vqave)(BitsP-BitsPave)/(BitsPmax-BitsPave)

[对于BitsP＞BitsPave]

T＝(Vqmin-Vqave)(BitsP-BitsPave)/(BitsPmin-BitsPave)

[对于BitsB＜BitsBave]

U＝(Vqmax-Vqave)(BitsB-BitsBave)/(BitsBmax-BitsBave)

[对于BitsB＞BitsBave]

U＝(Vqmin-Vqave)(BitsB-BitsBave)/(BitsBmin-BitsBave)

...(43)

在差值分组丢失视频质量估计单元234导出差值分组丢失视频质量评估值(dVq)之后，视频质量估计单元235导出视频内容的视频质量评估值(Vq)，以通过将平均分组丢失视频质量估计单元231所计算的平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)与差值分组丢失视频质量估计单元234所计算的差值分组丢失视频质量评估值(dVq)相加(方程(44))来进行视频质量估计(S221)：

Vq＝Vqave+dVq ...(44)

作为用于导出相应视频帧类型的平均比特数量、最大比特数量和最小比特数量、平均编码视频质量评估值、最大编码视频质量评估值、最小编码视频质量评估值、差值编码视频质量评估值、平均分组丢失视频质量评估值、最大分组丢失视频质量评估值、最小分组丢失视频质量评估值和差值分组丢失视频质量评估值的特性系数(u1，...，u47)，从布置在视频质量估计设备2中的存储单元(未示出)中的质量特性系数数据库中选择相关特性系数。

在图19所示质量特性系数数据库的示例中，根据诸如视频编解码方法的先决条件来描述特性系数。

视频质量评估值取决于视频编解码的实现方式。例如在H.264编码的视频内容与MPEG2编码的视频内容之间视频质量评估值不同。类似地，视频质量评估值取决于包括视频格式和帧率的先决条件。在图19中所示质量特性系数数据库的示例中，针对每个先决条件来描述特性系数。

在这种方式中，可以基于输入分组的报头信息，使用从输入分组中提取的比特率、指定视频帧类型之后针对相应视频帧类型导出的比特数量、以及丢失视频帧的数目，来估计视频通信服务中每个视频的视频质量评估值。当导出视频质量值时，不需要针对形成视频帧的所有像素执行算数处理。换言之，可以通过针对分组报头信息(相对少量信息)执行算数处理来导出视频质量值。这可以降低算数处理成本。

[第三实施例]

根据本发明第三实施例的视频质量估计设备具有与在第二实施例中描述的视频质量估计设备2相同的布置。此外，根据本发明第三实施例的视频质量估计设备通过使用特定视频帧类型的特性来导出定量地表示视频质量的视频质量评估值，从而实现了客观质量评估。

在以下描述中，视频质量估计设备使用用作视频帧类型的I帧、P帧和B帧中的I帧的特性来导出视频质量评估值。

如图20所示，根据实施例的视频质量估计设备3包括：分组分析单元20，导出比特率、丢失视频帧和输入分组中的I帧比特数量；帧特性估计单元21，导出I帧的帧特性；编码质量估计单元22，根据比特率、I帧比特数量和I帧的帧特性，来导出编码视频质量评估值；以及分组丢失质量估计单元23，根据丢失视频帧的数目、编码视频质量评估值以及I帧的特性来导出视频质量评估值。

根据实施例的视频质量估计设备3的构建组件具有与在第二实施例中描述的视频质量估计设备2相同的布置和功能。因此，相同附图标记表示相同部件，并且不再重复对其详细描述。

参照图21和22描述根据实施例的视频质量估计设备3的视频质量评估值导出操作。

如图21所示，视频质量估计设备2的分组分析单元20捕获输入分组(S201)。分组分析单元20从捕获的分组中导出编码视频分组的比特率(BR)、相应视频帧类型的比特数量(BitsI、BitsP和BitsB)、以及丢失视频帧(DF)的数目(S302)。

将分组分析单元20导出的比特率(BR)输入至帧特性估计单元21和编码质量估计单元22。I帧比特数量(BitsI)输入至编码质量估计单元22和分组丢失质量估计单元23。将丢失视频帧(DF)的数目输入至分组丢失质量估计单元23。

在将分组分析单元20所导出的比特率(BR)输入至帧特性估计单元21之后，帧特性估计单元21的I帧平均比特数量估计单元211基于输入的比特率(BR)来导出I帧平均比特数量(BitsIave)(S303)。

I帧平均比特数量(BitsIave)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(50)来导出：

BitsIave＝w1+w2exp(-BR/w3)...(50)

其中BitsIave是I帧平均比特数量，BR是比特率，以及w1，...，w3是特性系数。

I帧平均比特数量估计单元211将导出的I帧平均比特数量(BitsIave)输出至编码质量估计单元22和分组丢失质量估计单元23。

在将分组分析单元20所导出的比特率(BR)输入至帧特性估计单元21之后，帧特性估计单元21的I帧最大比特数量估计单元212基于输入比特率(BR)来导出I帧最大比特数量(BitsImax)(S304)。

I帧最大比特数量(BitsImax)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(51)来导出：

BitsImax＝w4+w5exp(-BR/w6)...(51)

其中BitsImax是I帧最大比特数量，BR是比特率，以及w4，...，w6是特性系数。

I帧最大比特量估计单元212将导出的I帧最大比特量(BitsImax)输出至编码质量估计单元22和分组丢失质量估计单元23。

在将分组分析单元20所导出的比特率(BR)输入至帧特性估计单元21之后，帧特性估计单元21的I帧最小比特数量估计单元213基于输入比特率(BR)来导出I帧最小比特数量(BitsImin)(S305)。

I帧最小比特数量(BitsImin)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(52)来导出：

BitsImin＝w7+w8exp(-BR/w9)...(52)

其中BitsImin是I帧最小比特数量，BR是比特率，以及w7，...，w9是特性系数。

I帧最小比特数量估计单元213将导出的I帧最小比特数量(BitsImin)输出至编码质量估计单元22和分组丢失质量估计单元23。

在将分组分析单元20所导出的比特率(BR)输入至编码质量估计单元22之后，编码质量估计单元22的平均编码视频质量估计单元221基于输入比特率(BR)来导出平均编码视频质量评估值(Vqcave)(S306)。

平均编码视频质量评估值(Vqcave)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(53)或(54)来导出：

Vqcave＝w10+w11exp(-BR/w12) ...(53)

或

Vqcave＝1+w10-w10/(1+(BR/w11)^w12)...(54)

其中，Vqcave是平均编码视频质量评估值，BR是比特率，以及w10，...，w12是特性系数。

平均编码视频质量估计单元221将导出的平均编码视频质量评估值(Vqcave)输出至编码视频质量估计单元225。

在将分组分析单元20所导出的比特率(BR)输入至编码质量估计单元22之后，编码质量估计单元22的最大编码视频质量估计单元222基于输入比特率(BR)来导出最大编码视频质量评估值(Vqcmax)(S307)。

最大编码视频质量评估值(Vqcmax)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(55)或(56)来导出：

Vqcmax＝w13+w14exp(-BR/w15)...(55)

或

Vqcmax＝1+w13-w14/(1+(BR/w14)^w15) ...(56)

其中，Vqcmax是最大编码视频质量评估值，BR是比特率，以及w13，...，w15是特性系数。

最大编码视频质量估计单元222将导出的最大编码视频质量评估值(Vqcmax)输出至编码视频质量估计单元225。

在将分组分析单元20所导出的比特率(BR)输入至编码质量估计单元22之后，编码质量估计单元22的最小编码视频质量估计单元223基于输入比特率(BR)来导出最小编码视频质量评估值(Vqcmin)(S308)。

最小编码视频质量评估值(Vqcmin)具有随着比特率(BR)的增加而增加的特性，并且可以使用表示该特性的方程(57)或(58)来导出：

Vqcmin＝w16+w17exp(-BR/w18) ...(57)

或

Vqcmin＝1+w16-w16/(1+(BR/w17)^w18) ...(58)

其中，Vqcmin是最小编码视频质量评估值，BR是比特率，以及w16，...，w18是特性系数。

最小编码视频质量估计单元223将导出的最小编码视频质量评估值(Vqcmin)输出至编码视频质量估计单元225。

差值编码视频质量估计单元224基于如下导出差值编码视频质量评估值(dVqc)：平均编码视频质量估计单元221所计算的平均编码视频质量评估值(Vqcave)、最大编码视频质量估计单元222所计算的最大编码视频质量评估值(Vqcmax)、最小编码视频质量估计单元223所计算的最小编码视频质量评估值(Vqcmin)、视频帧类型比特数量计算单元206所计算的I帧比特数量(BitsI)、P帧比特数量(BitsP)和B帧比特数量(BitsB)、I帧平均比特数量估计单元211所计算的I帧平均比特数量(BitsIave)、I帧最大比特数量估计单元212所计算的I帧最大比特数量(BitsImax)、以及I帧最小比特数量估计单元213所计算的I帧最小比特数量(BitsImin)(S309)。

当I帧比特数量(BitsI)大于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值编码视频质量评估值(dVqc)变得与(Vqcmax-Vqcave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImax-BitsIave)成比例。

当I帧比特数量(BitsI)小于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值编码视频质量评估值(dVqc)变得与(Vqcmin-Vqcave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImin-BitsIave)成比例。

方程(57)表示差值编码视频质量评估值(dVqc)的特性，并且差值编码视频质量估计单元224可以使用方程(57)来导出差值编码视频质量评估值(dVqc)：

dVqc＝w19+w20·x ...(57)

其中，dVqc是差值编码视频质量评估值，x是I帧比特数量对差值编码视频质量评估值的影响程度，并且w19和w20是特性系数。

方程(57)中的x可以使用方程(58)来导出。

(对于BitsI＞BitsIave)

x＝(Vqcmax-Vqcave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImax-BitsIave)

(对于BitsI＜BitsIave)

x＝(Vqcmin-Vqcave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImin-BitsIave)

...(58)

编码视频质量估计单元225使用方程(59)来导出平均编码视频质量估计单元221所计算的平均编码视频质量评估值(Vqcave)和差值编码视频质量估计单元224所计算的差值编码视频质量评估值(dVqc)(S310)：

Vqc＝Vqcave+dVqc...(59)

编码视频质量估计单元225将导出的视频质量评估值(Vqc)输出至分组丢失质量估计单元23。

如图22所示，在编码视频质量估计单元225将导出的视频质量评估值(Vqc)输出至分组丢失质量估计单元23之后，分组丢失视频质量估计单元23的平均分组丢失视频质量估计单元231基于分组分析单元20所导出的丢失视频帧(DF)的数目以及编码视频质量估计单元225所导出的编码视频质量评估值(Vqc)来导出平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)。

平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)具有随着丢失视频帧(DF)的数目的增加而减小的特性，并且可以使用表示该特性的方程(60)来导出：

Vqave＝1+(Vqc-1)·((1-w21)exp(-DF/w22)+w21exp(-DF/w23))...(60)

其中，Vqc是编码视频质量评估值，Vqave是平均分组丢失视频质量评估值，DF是丢失视频帧的数目，以及w21，...，w23是特性系数。

最大分组丢失视频质量估计单元232基于分组分析单元20所导出的丢失视频帧(DF)的数目以及编码视频质量估计单元225所导出的编码视频质量评估值(Vqc)来导出最大分组丢失视频质量评估值(Vqmax)(S312)。

最大分组丢失视频质量评估值(Vqmax)具有随着丢失视频帧(DF)的数目的增加而减小的特性，并且可以使用表示该特性的方程(61)来导出：

Vqmax＝1+(Vqc-1)·((1-w24)exp(-DF/w25)+w25exp(-DF/w26))...(61)

其中，Vqc是编码视频质量评估值，Vqmax是最大分组丢失视频质量评估值，DF是丢失视频帧的数目，以及w24，...，w26是特性系数。

最小分组丢失视频质量估计单元233基于分组分析单元20所导出的丢失视频帧(DF)的数目以及编码视频质量估计单元225所导出的编码视频质量评估值(Vqc)来导出最小分组丢失视频质量评估值(Vqmin)。

最小分组丢失视频质量评估值(Vqmin)具有随着丢失视频帧(DF)的数目的增加而减小的特性，并且可以使用表示该特性的方程(62)来导出：

Vqmin＝1+(Vqc-1)((1-w27)exp(-DF/w28)+w27exp(-DF/w29))...(62)

其中，Vqc是编码视频质量评估值，Vqmin是最小分组丢失视频质量评估值，DF是丢失视频帧的数目，以及w27，...，w29是特性系数。

差值分组丢失视频质量估计单元234基于如下导出差值分组丢失视频质量评估值(dVq)：平均分组丢失视频质量估计单元231所计算的平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)、最大分组丢失视频质量估计单元232所计算的最大分组丢失视频质量评估值(Vqmax)、最小分组丢失视频质量估计单元233所计算的最小分组丢失视频质量评估值(Vqmin)、视频帧类型比特数量计算单元206所计算的I帧比特数量(BitsI)、I帧平均比特数量估计单元211所计算的I帧平均比特数量(BitsIave)、I帧最大比特数量估计单元212所计算的I帧最大比特数量(BitsImax)、以及I帧最小比特数量估计单元213所计算的I帧最小比特数量(BitsImin)(S314)。

当I帧比特数量(BitsI)大于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值分组丢失视频质量评估值(dVq)变得与(Vqmax-Vqave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImax-BitsImax)成比例。

当I帧比特数量(BitsI)小于I帧平均比特数量(BitsIave)时，差值分组丢失视频质量评估值(dVq)变得与(Vqmin-Vqave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImin-BitsImax)成比例。

方程(63)表示差值分组丢失视频质量评估值(dVq)的特性，差值分组丢失视频质量单元234可以使用方程(63)来导出差值分组丢失视频质量评估值：

dVq＝w30+w31·s...(63)

其中，dVq是差值分组丢失视频质量评估值，s是I帧比特数量对差值分组丢失视频质量评估值的影响程度，w30和w31是特性系数。

方程(42)中的s可以使用方程(64)来导出。

(对于BitsI＞BitsIave)

s＝(Vqmax-Vqave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImax-BitsIave)

(对于BitsI＜BitsIave)

s＝(Vqmin-Vqave)·(BitsI-BitsIave)/(BitsImin-BitsIave)

...(66)

视频质量估计单元235导出视频内容的视频质量评估值(Vq)，以通过将平均分组丢失视频质量估计单元231所计算的平均分组丢失视频质量评估值(Vqave)与差值分组丢失视频质量估计单元234所计算的差值分组丢失视频质量评估值(dVq)相加(方程(65))来进行视频质量估计(S315)：

Vq＝Vqave+dVq...(65)

作为用于导出I帧的平均比特数量、最大比特数量和最小比特数量、平均编码视频质量评估值、最大编码视频质量评估值、最小编码视频质量评估值、差值编码视频质量评估值、平均分组丢失视频质量评估值、最大分组丢失视频质量评估值、最小分组丢失视频质量评估值以及差值分组丢失视频质量评估值的特性系数(w1，...，w31)，从布置在视频质量估计设备3中的存储单元(未示出)中的质量特性系数数据库中选择相关特性系数。

在图23所示质量特性系数数据库的示例中，根据诸如视频编解码方法的先决条件来描述特性系数。

视频质量评估值取决于视频编解码的实现方式。例如在H.264编码的视频内容与MPEG2编码的视频内容之间视频质量评估值不同。类似地，视频质量评估值取决于包括视频格式和帧率的先决条件。在图23中所示质量特性系数数据库的示例中，针对每个先决条件来描述特性系数。

工业适用性

本发明可以应用于对经由IP网络提供的诸如IPTV服务、视频分发服务或视频电话服务之类的视频通信中的视频质量值进行估计的视频质量估计设备。

附图数字和标记的说明

1，2...视频质量估计设备，10，20...分组分析单元，11，21...帧特性估计单元，12，22...编码质量估计单元，23...分组丢失质量估计单元

Claims

1.一种视频质量估计设备，包括：

分组分析单元，导出输入编码视频分组的比特率，并且导出多个视频帧类型中至少一个视频帧类型的编码视频的比特数量；

帧特性估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出对每个视频帧类型的比特数量的特性加以表示的帧特性；以及

编码质量估计单元，基于编码视频分组的比特率、已经由所述分组分析单元导出的每个视频帧类型的比特数量以及已经由所述帧特性估计单元导出的每个视频帧类型的帧特性，来导出视频质量值。

2.根据权利要求1所述的视频质量估计设备，其中，所述分组分析单元包括：

视频分组指定单元，基于对于编码视频分组特有的分组ID，指定输入分组中包含的任意编码视频分组，

编码数量计算单元，导出所述视频分组指定单元指定的编码视频分组的比特率，

帧间隔符位置提取单元，从所述视频分组指定单元所指定的编码视频分组中，导出对视频帧的间隔符加以指示的信息，

特定帧开始位置提取单元，从所述视频分组指定单元所指定的编码视频分组中，导出对特定视频帧的开始位置加以指示的信息，

视频帧比特数量计算单元，根据已经由所述帧间隔符位置提取单元导出的对视频帧的间隔符加以指示的信息之间的比特数量，导出视频帧的比特数量，以及

视频帧类型比特数量计算单元，根据已经由所述特定视频帧开始位置提取单元导出的对特定视频帧的开始位置加以指示的信息、以及已经由所述视频帧比特数量计算单元导出的视频帧的比特数量，导出每个视频帧的类型的比特数量。

3.根据权利要求1所述的视频质量估计设备，其中，所述帧特性估计单元包括：

平均比特数量估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出每个视频帧类型的平均比特数量，

最大比特数量估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出每个视频帧类型的最大比特数量，

最小比特数量估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出每个视频帧类型的最小比特数量，

所述平均比特数量估计单元、所述最大比特数量估计单元以及所述最小比特数量估计单元导出I帧、P帧和B帧中至少一个视频帧类型的平均比特数量、最大比特数量和最小比特数量。

4.根据权利要求1所述的视频质量估计设备，其中，所述编码质量估计单元包括：

视频质量特性估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出视频质量特性，所述视频质量特性表示视频质量值的差量和代表值，

差值视频质量估计单元，根据已经由所述分组分析单元导出的每个视频帧类型的比特数量、已经由所述帧特性估计单元导出的对每个视频帧类型的比特数量的特性加以表示的帧特性、以及已经由所述视频质量特性估计单元导出的对视频质量值的差量和代表值加以表示的视频质量特性，导出对期望视频质量与视频质量值的代表值之间的差值加以表示的差值视频质量值，以及

视频质量估计单元，通过将所述差值视频质量估计单元所导出的差值视频质量值与已经由所述视频质量特性估计单元导出的视频质量值的代表值相加，来导出期望视频质量值。

5.根据权利要求4所述的视频质量估计设备，其中，所述视频质量特性估计单元包括：

平均视频质量估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出对视频质量值的平均值加以表示的平均视频质量值，

最大视频质量估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出对视频质量值的最大值加以表示的最大视频质量值，

最小视频质量估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出对视频质量值的最小值加以表示的最小视频质量值，

视频质量值的差量是根据所述最大视频质量估计单元所导出的最大视频质量值和所述最小视频质量估计单元所导出最小视频质量值导出的，并且所述平均视频质量估计单元所导出的平均视频质量值是作为视频质量值的代表值导出的。

6.根据权利要求1所述的视频质量估计设备，还包括：

分组丢失质量估计单元，基于所述编码质量估计单元所导出的编码视频质量评估值、已经由所述分组分析单元导出的每个视频帧类型的比特数量和对视频帧丢失数目加以表示的丢失视频帧的数目、以及由所述帧特性估计单元导出的每个视频帧类型的帧特性，导出视频质量评估值，所述视频质量评估值定量地表示受分组丢失劣化影响的编码视频的质量。

7.根据权利要求6所述的视频质量估计设备，其中，所述分组分析单元包括：

比特率计算单元，导出所述视频分组指定单元所指定的编码视频分组的比特率，

视频帧比特数量计算单元，根据对已经由所述帧间隔符位置提取单元导出的视频帧的间隔符加以指示的信息之间的比特数量，导出视频帧的比特数量，以及

视频帧类型比特数量计算单元，根据对已经由所述特定视频帧开始位置提取单元导出的特定视频帧的开始位置加以指示的信息、以及已经由所述视频帧比特数量计算单元导出的视频帧的比特数量，导出每个视频帧的类型的比特数量；

分组丢失帧指定单元，根据所述视频分组指定单元所指定的编码视频分组以及已经由所述帧间隔符位置提取单元所导出的对视频帧的间隔符加以指示的信息，指定已经出现分组丢失的分组，以及

丢失视频帧数目计算单元，基于已经由所述视频帧类型比特数量计算单元导出的每个视频帧类型的比特数量而确定的视频帧类型、对视频帧位置加以指示的信息、以及已经由所述分组丢失帧指定单元指定的已经出现分组丢失的分组，导出由于分组丢失而丢失的视频帧的数目。

8.根据权利要求6所述的视频质量估计设备，其中，所述帧特性估计单元包括：

平均比特数量估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出每个视频帧类型的平均比特数量的特性，

最大比特数量估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出每个视频帧类型的最大比特数量的特性，

最小比特数量估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出每个视频帧类型的最小比特数量的特性，

所述平均比特数量估计单元、所述最大比特数量估计单元以及所述最小比特数量估计单元导出I帧、P帧和B帧中至少一个视频帧类型的平均比特数量、最大比特数量和最小比特数量的特性。

9.根据权利要求6所述的视频质量估计设备，其中，所述编码质量估计单元包括：

编码视频质量特性估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出编码视频质量评估特性，所述编码视频质量特性表示编码视频质量评估值的差量和代表值，

差值编码视频质量估计单元，根据已经由所述分组分析单元导出的每个视频帧类型的比特数量、已经由所述帧特性估计单元导出的对每个视频帧类型的比特数量的特性加以表示的帧特性、以及已经由所述编码视频质量特性估计单元导出的对编码编码视频质量评估值的差量和代表值加以表示的编码视频质量评估特性，导出对编码视频质量评估值与编码视频质量评估值的代表值之间的差值加以表示的差值编码视频质量评估值，以及

编码视频质量估计单元，通过将已经由所述编码视频质量特性估计单元导出的编码视频质量评估值的代表值与所述差值编码视频质量估计单元所导出的差值编码视频质量评估值相加，来导出编码视频质量评估值。

10.根据权利要求9所述的视频质量估计设备，其中，所述编码视频质量特性估计单元包括：

平均编码视频质量估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出对编码视频质量评估值的平均值加以表示的平均编码视频质量评估值，

最大编码视频质量估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出对编码视频质量评估值的最大值加以表示的最大编码视频质量评估值，

最小编码视频质量估计单元，根据所述分组分析单元所导出的比特率，导出对编码视频质量评估值的最小值加以表示的最小编码视频质量评估值，

编码视频质量评估值的差量是根据所述最大编码视频质量估计单元所导出的最大编码视频质量评估值和所述最小编码视频质量估计单元所导出最小编码视频质量评估值导出的，并且所述平均编码视频质量估计单元所导出的平均编码视频质量评估值是作为编码视频质量评估值的代表值导出的。

11.根据权利要求6所述的视频质量估计设备，其中，所述分组丢失质量估计单元包括：

平均分组丢失视频质量估计单元，基于所述分组分析单元所导出的丢失视频帧的数目、以及所述编码质量估计单元所导出的编码视频质量评估值，导出对视频质量评估值的平均值加以表示的平均分组丢失视频质量评估值，

最大分组丢失视频质量估计单元，基于所述分组分析单元所导出的丢失视频帧的数目、以及所述编码质量估计单元所导出的编码视频质量评估值，导出对视频质量评估值的最大值加以表示的最大分组丢失视频质量评估值，

最小分组丢失视频质量估计单元，基于所述分组分析单元所导出的丢失视频帧的数目、以及所述编码质量估计单元所导出的编码视频质量评估值，导出对视频质量评估值的最小值加以表示的最小分组丢失视频质量评估值，

差值分组丢失视频质量估计单元，根据已经由所述分组分析单元导出的每个视频帧类型的比特数量、已经由所述帧特性估计单元导出的每个视频帧类型的平均比特数量、最大比特数量和最小比特数量、所述平均分组丢失视频质量评估单元所导出的平均分组丢失视频质量评估值、所述最大分组丢失视频质量评估单元所导出的最大分组丢失视频质量评估值、以及所述最小分组丢失视频质量评估单元所导出的最小分组丢失视频质量评估值，表示期望视频质量评估值与平均分组丢失视频质量评估值之间的差值，以及

分组丢失视频质量估计单元，通过将由所述平均分组丢失视频质量估计单元导出的平均分组丢失视频质量评估值与由所述差值分组丢失视频质量估计单元导出的差值分组丢失视频质量评估值相加，来导出期望视频质量评估值。

12.一种视频质量估计方法，包括：

分组分析步骤，导出输入编码视频分组的比特率，并且导出针对多个视频帧类型中至少一个视频帧类型的编码视频的比特数量；

帧特性估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出对每个视频帧类型的比特数量的特性加以表示的帧特性；以及

编码质量估计步骤，基于编码视频分组的比特率和已经在所述分组分析步骤导出的每个视频帧类型的比特数量以及已经在所述帧特性估计步骤导出的每个视频帧类型的帧特性，来导出视频质量值。

13.根据权利要求12所述的视频质量估计方法，其中，所述分组分析步骤包括：

视频分组指定步骤，基于对于编码视频分组特有的分组ID，指定输入分组中包含的任意编码视频分组，

编码数量计算步骤，导出所述视频分组指定步骤指定的编码视频分组的比特率，

帧间隔符位置提取步骤，从所述视频分组指定步骤所指定的编码视频分组中，导出对视频帧的间隔符加以指示的信息，

特定帧开始位置提取步骤，从所述视频分组指定步骤所指定的编码视频分组中，导出对特定视频帧的开始位置加以指示的信息，

视频帧比特数量计算步骤，根据已经在所述帧间隔符位置提取步骤导出的对视频帧的间隔符加以指示的信息之间的比特数量，导出视频帧的比特数量，以及

视频帧类型比特数量计算步骤，根据已经在所述特定视频帧开始位置提取步骤导出的对特定视频帧的开始位置加以指示的信息、以及已经在所述视频帧比特数量计算步骤导出的视频帧的比特数量，导出每个视频帧的类型的比特数量。

14.根据权利要求12所述的视频质量估计方法，其中，所述帧特性估计步骤包括：

平均比特数量估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出每个视频帧类型的平均比特数量，

最大比特数量估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出每个视频帧类型的最大比特数量，

最小比特数量估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出每个视频帧类型的最小比特数量，

在平均比特数量估计步骤、最大比特数量估计步骤以及最小比特数量估计步骤中，导出I帧、P帧和B帧中至少一个视频帧类型的平均比特数量、最大比特数量和最小比特数量。

15.根据权利要求12所述的视频质量估计方法，其中，所述编码质量估计步骤包括：

视频质量特性估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出视频质量特性，所述视频质量特性表示视频质量值的差量和代表值，

差值视频质量估计步骤，根据已经在所述分组分析步骤导出的每个视频帧类型的比特数量、已经在所述帧特性估计步骤导出的对每个视频帧类型的比特数量的特性加以表示的帧特性、以及已经在所述视频质量特性估计步骤导出的对视频质量值的差量和代表值加以表示的视频质量特性，导出对期望视频质量与视频质量值的代表值之间的差值加以表示的差值视频质量值，以及

视频质量估计步骤，通过将所述差值视频质量估计步骤所导出的差值视频质量值与已经由所述视频质量特性估计步骤导出的视频质量值的代表值相加，来导出期望视频质量值。

16.根据权利要求15所述的视频质量估计方法，其中，所述视频质量特性估计步骤包括：

平均视频质量估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出对视频质量值的平均值加以表示的平均视频质量值，

最大视频质量估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出对视频质量值的最大值加以表示的最大视频质量值，

最小视频质量估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出对视频质量值的最小值加以表示的最小视频质量值，

视频质量值的差量是根据所述最大视频质量估计步骤所导出的最大视频质量值和所述最小视频质量估计步骤所导出最小视频质量值导出的，并且所述平均视频质量估计步骤所导出的平均视频质量值是作为视频质量值的代表值导出的。

17.根据权利要求12所述的视频质量估计方法，还包括：分组丢失质量估计步骤，基于所述编码质量估计步骤所导出的编码视频质量评估值、已经在所述分组分析步骤导出的每个视频帧类型的比特数量和对视频帧丢失数目加以表示的丢失视频帧的数目、以及在所述帧特性估计步骤导出的每个视频帧类型的帧特性，导出视频质量评估值，所述视频质量评估值定量地表示受分组丢失劣化影响的编码视频的质量。

18.根据权利要求17所述的视频质量估计方法，其中，分组分析步骤包括：

比特率计算步骤，导出所述视频分组指定步骤所指定的编码视频分组的比特率，

视频帧比特数量计算步骤，根据对已经在所述帧间隔符位置提取步骤导出的视频帧的间隔符加以指示的信息之间的比特数量，导出视频帧的比特数量，以及

视频帧类型比特数量计算步骤，根据对已经在所述特定视频帧开始位置提取步骤导出的特定视频帧的开始位置加以指示的信息、以及已经在所述视频帧比特数量计算步骤导出的视频帧的比特数量，导出每个视频帧的类型的比特数量；

分组丢失帧指定步骤，根据所述视频分组指定步骤所指定的编码视频分组以及已经在所述帧间隔符位置提取步骤所导出的对视频帧的间隔符加以指示的信息，导出已经出现分组丢失的分组，以及

丢失视频帧数目计算步骤，基于已经由所述视频帧类型比特数量计算步骤导出的每个视频帧类型的比特数量而确定的视频帧类型、对视频帧位置加以指示的信息、以及已经由所述分组丢失帧指定步骤指定的已经出现分组丢失的分组，导出由于分组丢失而丢失的视频帧的数目。

19.根据权利要求17所述的视频质量估计方法，其中，所述帧特性估计步骤包括：

平均比特数量估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出每个视频帧类型的平均比特数量的特性，

最大比特数量估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出每个视频帧类型的最大比特数量的特性，

最小比特数量估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出每个视频帧类型的最小比特数量的特性，

在所述平均比特数量估计步骤、所述最大比特数量估计步骤以及所述最小比特数量估计步骤中，导出I帧、P帧和B帧中至少一个视频帧类型的平均比特数量、最大比特数量和最小比特数量的特性。

20.根据权利要求17所述的视频质量估计方法，其中，所述编码质量估计步骤包括：

编码视频质量特性估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出编码视频质量评估特性，所述编码视频质量特性表示编码视频质量评估值的差量和代表值，

差值编码视频质量估计步骤，根据已经在所述分组分析步骤导出的每个视频帧类型的比特数量、已经在所述帧特性估计步骤导出的对每个视频帧类型的比特数量的特性加以表示的帧特性、以及已经在所述编码视频质量特性估计步骤导出的对编码编码视频质量评估值的差量和代表值加以表示的编码视频质量评估特性，导出对编码视频质量评估值与编码视频质量评估值的代表值之间的差值加以表示的差值编码视频质量评估值，以及

编码视频质量估计步骤，通过将已经在所述编码视频质量特性估计步骤导出的编码视频质量评估值的代表值与所述差值编码视频质量估计步骤所导出的差值编码视频质量评估值相加，来导出编码视频质量评估值。

21.根据权利要求20所述的视频质量估计方法，其中，所述编码视频质量特性估计步骤包括：

平均编码视频质量估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出对编码视频质量评估值的平均值加以表示的平均编码视频质量评估值，

最大编码视频质量估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出对编码视频质量评估值的最大值加以表示的最大编码视频质量评估值，

最小编码视频质量估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出对编码视频质量评估值的最小值加以表示的最小编码视频质量评估值，

编码视频质量评估值的差量是根据所述最大编码视频质量估计步骤所导出的最大编码视频质量评估值和所述最小编码视频质量估计步骤所导出最小编码视频质量评估值导出的，并且所述平均编码视频质量估计步骤所导出的平均编码视频质量评估值是作为编码视频质量评估值的代表值导出的。

22.根据权利要求17所述的视频质量估计方法，其中，所述分组丢失质量估计步骤包括：

平均分组丢失视频质量估计步骤，基于所述分组分析步骤所导出的丢失视频帧的数目、以及所述编码质量估计步骤所导出的编码视频质量评估值，导出对视频质量评估值的平均值加以表示的平均分组丢失视频质量评估值，

最大分组丢失视频质量估计步骤，基于所述分组分析步骤所导出的丢失视频帧的数目、以及所述编码质量估计步骤所导出的编码视频质量评估值，导出对视频质量评估值的最大值加以表示的最大分组丢失视频质量评估值，

最小分组丢失视频质量估计步骤，基于所述分组分析步骤所导出的丢失视频帧的数目、以及所述编码质量估计步骤所导出的编码视频质量评估值，导出对视频质量评估值的最小值加以表示的最小分组丢失视频质量评估值，

差值分组丢失视频质量估计步骤，根据已经在所述分组分析步骤导出的每个视频帧类型的比特数量、已经在所述帧特性估计步骤导出的每个视频帧类型的平均比特数量、最大比特数量和最小比特数量、所述平均分组丢失视频质量评估步骤所导出的平均分组丢失视频质量评估值、所述最大分组丢失视频质量评估步骤所导出的最大分组丢失视频质量评估值、以及所述最小分组丢失视频质量评估步骤所导出的最小分组丢失视频质量评估值，表示期望视频质量评估值与平均分组丢失视频质量评估值之间的差值，以及

分组丢失视频质量估计步骤，通过将在所述平均分组丢失视频质量估计步骤导出的平均分组丢失视频质量评估值与在所述差值分组丢失视频质量估计步骤导出的差值分组丢失视频质量评估值相加，来导出期望视频质量评估值。

23.一种视频质量估计程序，用于使计算机执行以下步骤：

帧特性估计步骤，根据所述分组分析步骤所导出的比特率，导出对每个视频帧类型的比特数量的特性加以表示的帧特性，

编码质量估计步骤，基于编码视频分组的比特率和已经由所述分组分析步骤导出的每个视频帧类型的比特数量以及已经由所述帧特性估计步骤导出的每个视频帧类型的帧特性，来导出视频质量值，

分组丢失质量估计步骤，基于所述编码质量估计步骤所导出的编码视频质量评估值、已经由所述分组分析步骤导出的每个视频帧类型的比特数量和对视频帧丢失数目加以表示的丢失视频帧的数目、以及由所述帧特性估计步骤导出的每个视频帧类型的帧特性，导出视频质量评估值，所述视频质量评估值定量地表示受分组丢失劣化影响的编码视频的质量。