網(wǎng)絡(luò)丟包的無(wú)參考視頻質(zhì)量評(píng)估方法研究.pdf

1、IP(Internet Protocol)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展,使得視頻信息在IP網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中的處理和傳輸受到越來(lái)越多的關(guān)注。如何對(duì)視頻質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確有效的評(píng)估,已成為在視頻壓縮、處理以及傳輸?shù)妊芯款I(lǐng)域迫切需要解決的問(wèn)題之一。網(wǎng)絡(luò)丟包是導(dǎo)致視頻質(zhì)量下降的主要原因之一,論文針對(duì)網(wǎng)絡(luò)丟包的無(wú)參考視頻質(zhì)量評(píng)估進(jìn)行了深入的研究,主要研究工作著眼于提高客觀頻質(zhì)量評(píng)估的實(shí)時(shí)性和有效性。分別從 H.264/AVC編碼新特性、丟幀類型、丟包率

2、、包丟失集中度和人眼視覺(jué)容忍特性對(duì)視頻質(zhì)量的影響等方面進(jìn)行了深入的研究。主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1. H.264/AVC網(wǎng)絡(luò)視頻的丟包失真評(píng)估。針對(duì)由H.264/AVC所使用的新編解碼技術(shù)引起信道誤碼、空時(shí)域誤碼傳播、空時(shí)域誤碼掩蓋及去方塊濾波對(duì)視頻質(zhì)量的影響,給出了一種計(jì)算網(wǎng)絡(luò)視頻丟包失真MSE(Mean Square Error)的無(wú)參考視頻質(zhì)量評(píng)估算法,該算法充分考慮了空時(shí)域誤碼傳播、誤碼掩蓋算法和編碼器特性對(duì)視頻質(zhì)量的影響

3、,并且計(jì)算復(fù)雜度低,可以進(jìn)行實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量監(jiān)控。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,使用該算法能夠較準(zhǔn)確地反映視頻質(zhì)量 MSE。并結(jié)合視頻內(nèi)容空時(shí)域特性,對(duì)全參考視頻質(zhì)量評(píng)估方法SSIM(Structural Similarity Metric)進(jìn)行改進(jìn),給出一種基于SSIM的半?yún)⒖家曨l質(zhì)量評(píng)估算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,使用該算法得到的客觀視頻質(zhì)量能夠較準(zhǔn)確地反映視頻的主觀質(zhì)量。
　　2.考慮丟幀類型的無(wú)參考視頻質(zhì)量評(píng)估模型。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量評(píng)估需要滿足實(shí)

4、時(shí)性和低資源開銷等要求,給出一種無(wú)參考網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量評(píng)估模型。該模型考慮了丟失不同幀類型、視頻內(nèi)容和丟包影響單幀時(shí)人眼視覺(jué)容忍特性對(duì)視頻質(zhì)量的影響,且不需要對(duì)視頻完全解碼,具有資源開銷小、實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn),適合對(duì)實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊曨l流進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,使用該視頻質(zhì)量評(píng)估模型測(cè)得的視頻丟包失真質(zhì)量評(píng)分與其主觀質(zhì)量評(píng)分具有很好的一致性,相比于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)G.1070中的丟包視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)模型,該模型與主觀質(zhì)量評(píng)價(jià)的相關(guān)性平均提高了6.96％。

5、r>　　3.考慮包丟失特性的無(wú)參考網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量評(píng)估模型。針對(duì)相同包丟失率不同包丟失集中度對(duì)視頻質(zhì)量影響不同的問(wèn)題,提出一種考慮包丟失特性的無(wú)參考網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量評(píng)估模型。該模型依據(jù)碼流信息在壓縮域計(jì)算視頻的時(shí)域復(fù)雜度,以及包丟失率對(duì)視頻質(zhì)量的影響因子;為了解決包丟失集中度對(duì)視頻質(zhì)量的影響,提出在壓縮域計(jì)算包丟失集中度的方法,進(jìn)而提出由于丟包引起的視頻質(zhì)量下降的視頻質(zhì)量評(píng)估模型,因此適用于具有版權(quán)保護(hù)的視頻序列質(zhì)量評(píng)估,并且資源開銷小。實(shí)驗(yàn)結(jié)

6、果表明,使用該模型測(cè)得的視頻包丟失質(zhì)量評(píng)分與其主觀質(zhì)量評(píng)分有很好的一致性,相比于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)G.1070中的丟包視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)模型,該模型與主觀質(zhì)量評(píng)價(jià)的相關(guān)性平均提高了6.18%。
　　4.考慮人眼視覺(jué)容忍特性的無(wú)參考網(wǎng)絡(luò)視頻質(zhì)量評(píng)估模型。視頻通信的最終信宿是人,對(duì)視頻質(zhì)量的評(píng)價(jià)取決于人眼的主觀感受,因此合理的視頻質(zhì)量評(píng)估方法必須符合人眼的視覺(jué)特性,給出一種考慮人眼視覺(jué)特性的無(wú)參考視頻質(zhì)量評(píng)估模型。首先對(duì)網(wǎng)絡(luò)丟包、誤碼傳播以及包丟失在

7、視頻幀內(nèi)的位置對(duì)視頻幀質(zhì)量的影響進(jìn)行了詳細(xì)的研究;然后分析了網(wǎng)絡(luò)丟包影響多幀時(shí)的人眼視覺(jué)容忍性對(duì)視頻序列質(zhì)量的影響;最后通過(guò)對(duì)視頻序列時(shí)域失真的研究進(jìn)而得到整個(gè)視頻序列的客觀質(zhì)量。該模型充分考慮人眼視覺(jué)系統(tǒng)的空時(shí)域掩蓋效應(yīng)及容忍性、視頻內(nèi)容、包丟失位置、視頻序列的時(shí)域失真對(duì)視頻質(zhì)量的影響,并且該模型只對(duì)接收的碼流進(jìn)行簡(jiǎn)單的包頭分析即可得到所需信息,因此具有資源開銷小、實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn),適合對(duì)實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊曨l流進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,使用