CN114332088B - 一种基于运动估计的全参考视频质量评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于全参考视频质量评估领域,具体提供一种基于运动估计的全参考视频质量评估方法,首先计算了失真在空间上对视频内容梯度信息造成的改变,并通过两步时间池化方式,得到视频的空间失真分数值;然后通过对运动矢量图局部均值与标准差变异系数的差异,以及相邻帧同一位置运动矢量的变异系数差异,并与空间失真特征进行融合,得到视频的时空失真分数值;最后通过将空间失真分数值与时空失真分数值进行融合,得到最终的视频质量预测值;本发明将运动信息引入视频质量评估方法中,能够显著增强视频质量预测的准确性,进而获得与人眼主观感受一致性更强的客观视频质量评估方法。
Description
技术领域
本发明属于全参考视频质量评估领域,具体提供一种利用运动估计的全参考视频质量评估方法。
背景技术
随着网络技术的高速发展,越来越多的视频在网络上传播;视频在拍摄、编码、传输的过程中,往往会引入多种多样的失真,导致视频的质量下降,严重影响用户的观看体验;如何准确的衡量视频的质量情况,对于编码领域、视频传输领域以及终端视频质量增强领域都具有重要的实际意义。
由于主观视频质量评估需要大量实验人员对视频进行逐个打分,费时费力,而且在实际场景中,很难实现对每个视频都进行主观质量评估;同时,目前经常使用的衡量视频质量的客观方法,如PSNR、SSIM,他们与人眼的主观感受相差较大,不能够很好的对视频质量进行评估。因此,设计一个与人眼主观感受更符合的客观视频质量评估方法十分重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于运动估计的全参考视频质量评估方法,用以有效提升客观视频质量评估与人眼主观感受的一致性。为实现该目的,本发明采用的技术方案如下:
一种基于运动估计的全参考视频质量评估方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1. 空间失真特征提取;
步骤1.1 采用Prewitt算子计算原始视频和失真视频中每一帧的梯度幅值图;
步骤2. 时间失真特征提取;
步骤2.1 使用ARPS块运动估计算法,计算得到原始视频与失真视频中每一帧的运动矢量幅值图;
步骤3. 时空失真特征融合;
进一步的,所述步骤1.3与步骤1.4中,时间池化处理具体为:将特征值按由大到小排序,取前30%的特征值做平均,将平均值作为时间池化的空间失真分数。
本发明的有益效果在于:
本发明提出了一种基于运动估计的全参考视频质量评估方法,通过运动估计来获得视频的时间信息,比较失真对视频时间信息造成的改变以及空间信息造成的改变,综合来衡量失真视频的视觉质量。在本发明中,首先计算了失真在空间上对视频内容梯度信息造成的改变,并通过两步时间池化方式,得到视频的空间失真分数值;然后通过对运动矢量图局部均值与标准差变异系数的差异,以及相邻帧同一位置运动矢量的变异系数差异,并与空间失真特征进行融合,得到视频的时空失真分数值;最后通过将空间失真分数值与时空失真分数值进行融合,得到最终的视频质量预测值;人眼对运动的信息捕捉敏感,将运动特征引入质量评估方法中能够增强对视频质量的预测准确性;综上所述,本发明将运动信息引入视频质量评估方法中,能够显著增强视频质量预测的准确性,进而获得与人眼主观感受一致性更强的客观视频质量评估方法。
附图说明
图1为本发明基于运动估计的全参考视频质量评估方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明得实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,下面所描述的实施例仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例;基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种基于运动估计的全参考视频质量评估方法,其流程如图1所示,分为空间失真特征提取、时间失真特征提取、时空失真特征融合三个部分;具体步骤如下:
步骤1. 空间失真特征提取;
步骤2. 时间失真特征提取;
步骤2.2 计算每一帧局部块内,原始视频和失真视频局部均值和标准差,构成均值向量和标准差向量;
步骤3. 时空失真特征融合;
时空失真特征的计算方式如下:
基于上述技术方案,本实施例在3个视频质量评估数据集上进行测试,分别为LIVE数据集、CSIQ数据集和IVP数据集;其中,LIVE数据集包含150个失真视频和对应的主观质量分数,CSIQ数据集包含216个失真视频和对应的主观质量分数,IVP数据集包含128个失真视频和对应的主观质量分数。使用了三种客观质量评估方法进行了对比,分别为1)梯度相似度偏差GMSD,2)结构相似度SSIM,3)多评估方法融合的VMAF,对比的参数为不同方法在数据集中预测得分与主观质量分数的斯皮尔曼等级相关系数SROCC、皮尔森线性相关系数PLCC,对比结果如表1所示,其中,SROCC、PLCC越大越好。从表1中可以得出,本实施例提出的方法的模型评价指标均高于对比方法,本实施例所提出方法对视频质量评估的结果与人眼主观感受的一致性更强,测试结果证明了本发明的有效性。
表1
综上所述,本发明所提出的基于运动估计的视频质量评估方法能够获得与人眼主观感受一致性更强的结果,在同样的数据集上,本发明比常用的SSIM、GMSD以及VMAF性能均更高。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,本说明书中所公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换;所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以任何方式组合。
Claims (8)
1.一种基于运动估计的全参考视频质量评估方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1. 空间失真特征提取;
步骤1.1 采用Prewitt算子计算原始视频和失真视频中每一帧的梯度幅值图;
步骤2. 时间失真特征提取;
步骤2.1 使用ARPS块运动估计算法,计算得到原始视频与失真视频中每一帧的运动矢量幅值图;
步骤3. 时空失真特征融合;
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