數(shù)字視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)

《數(shù)字視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、緒論1.研究背景隨著全國(guó)范圍內(nèi)的數(shù)字有線電視的普及，一些大中城市已經(jīng)逐步完成有線電視的數(shù)字化改造，數(shù)字電視的概念也開(kāi)始逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪械慕M成部分。在大多數(shù)用戶開(kāi)始體會(huì)到由此帶來(lái)的各種便利的同時(shí)，高清晰的圖像質(zhì)量也開(kāi)始成為一些用戶的需求，各地的高清頻道也在積極籌備和陸續(xù)開(kāi)播中。但是，由于高清電視系統(tǒng)投入價(jià)格不菲，還不能在短時(shí)期內(nèi)完全取代標(biāo)清播出系統(tǒng)；處于節(jié)省帶寬的考慮，某些不需要以高清格式傳輸?shù)碾娨曅盘?hào)可以通過(guò)標(biāo)清格式傳輸；加上高清接收終端高昂的價(jià)格以及傳統(tǒng)的收看習(xí)慣等原因，使得標(biāo)清電視播出系統(tǒng)以及接收終端還會(huì)長(zhǎng)期存在。在一部分人對(duì)畫(huà)面清晰度提出更高要求的同時(shí)，更多

2、的用戶開(kāi)始意識(shí)到信息接收高效性和實(shí)時(shí)性的重要，這部分用戶更注重于收看場(chǎng)合的隨意性和便捷性，手機(jī)電視、移動(dòng)電視業(yè)也漸漸進(jìn)入我們的視線，隨著移動(dòng)多媒體廣播行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（CMMB）的頒布以及各地電視臺(tái)移動(dòng)數(shù)字化系統(tǒng)的完善，加上2008北京奧運(yùn)的推動(dòng)，移動(dòng)接收終端已經(jīng)無(wú)處不在。由于考慮到無(wú)線傳輸技術(shù)水平，移動(dòng)電視中使用的視頻格式又不同于現(xiàn)有的標(biāo)清、高清電視標(biāo)準(zhǔn)。隨著信息化社會(huì)的不斷進(jìn)步，電視節(jié)目已經(jīng)不僅僅存在于廣大用戶的客廳臥室，更多的出現(xiàn)在城市的各個(gè)角落，我國(guó)正處于多種接收終端，多種分辨率視頻共存的數(shù)字電視時(shí)代。高清、標(biāo)清、移動(dòng)多媒體甚至IPTV等多種電視系統(tǒng)將會(huì)在一定時(shí)期內(nèi)共存

3、是我們不得不面臨的一個(gè)現(xiàn)狀。因此，各地電視臺(tái)在電視節(jié)目的轉(zhuǎn)播、制作、播出過(guò)程中，都需要考慮各種播出系統(tǒng)對(duì)視頻信號(hào)源的共享使用問(wèn)題，難免會(huì)需要將高清素材下采樣變換為標(biāo)清格式適用于標(biāo)清播出，或者將標(biāo)清素材上采樣變換為高清格式，亦或者將標(biāo)清素材下變換為適用于移動(dòng)多媒體播出的CIF格式。由于要兼顧多種分辨率系統(tǒng)并存的播出現(xiàn)狀，同時(shí)需要考慮經(jīng)過(guò)格式變換、壓縮編碼、傳輸?shù)榷鄠€(gè)處理環(huán)節(jié)后，會(huì)產(chǎn)生大量分辨率不同、圖像質(zhì)量不一的視頻；而對(duì)于觀看節(jié)目的終端用戶而言，畫(huà)面質(zhì)量是他們關(guān)心的主要問(wèn)題之一，絲毫明顯的畫(huà)面損傷都是不能容忍的。因此，對(duì)于視頻圖像質(zhì)量的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)是一項(xiàng)重要的研究課題。2.

4、數(shù)字視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀數(shù)字視頻質(zhì)量評(píng)估方法（VQM:Video-QualityMetric）的研究是當(dāng)前的一大熱點(diǎn)，1997年ITU（InternationalTelecommunicationUnion）組織成立了VQEG（VideoQualityExpertsGroup）組織，以致力于視頻質(zhì)量測(cè)量方法的研究以及標(biāo)準(zhǔn)化工作。除此以外，國(guó)際上也研究產(chǎn)生了不少進(jìn)行測(cè)量的方法。這些方法大致分為主觀測(cè)量和客觀測(cè)量?jī)蓚€(gè)方面。在評(píng)價(jià)模擬視頻和全帶寬數(shù)字視頻的質(zhì)量時(shí)，人們可以采用直接測(cè)量靜態(tài)測(cè)試信號(hào)失真的方法，然而，對(duì)于數(shù)字壓縮電視系統(tǒng)的質(zhì)量評(píng)價(jià)卻要復(fù)雜得多。在壓縮系統(tǒng)中，圖像的

5、質(zhì)量隨著數(shù)據(jù)率、圖像的復(fù)雜程度以及所采用的編碼算法而變化的。測(cè)試信號(hào)的靜態(tài)特性不能反映圖像質(zhì)量的真是特性。在這種情況下，需要采用自然內(nèi)容和運(yùn)動(dòng)測(cè)試場(chǎng)景，通過(guò)人眼的觀察來(lái)評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量，在傳統(tǒng)上，人眼觀察測(cè)試是按照ITU-RRec.BT.500-11所描述的方法進(jìn)行的。在一密閉的受控環(huán)境中播放含有自然內(nèi)容和自然運(yùn)動(dòng)的測(cè)試場(chǎng)景，觀察者根據(jù)自己對(duì)圖像質(zhì)量的感受給出一差值平均主觀記分或DMOS。但是由于要求很多的評(píng)估者參與需按復(fù)雜的程序和步驟進(jìn)行，調(diào)查結(jié)果由于受到人的心理、文化背景、周?chē)h(huán)境和不同應(yīng)用場(chǎng)合等多種因素的影響，評(píng)價(jià)結(jié)果也有所不同。主觀評(píng)價(jià)方法的效率低，進(jìn)行這樣的測(cè)試往

6、往需要幾個(gè)星期甚至幾個(gè)月的時(shí)間，測(cè)試費(fèi)用可能也是高昂的，而且所得的結(jié)果是不可重復(fù)的，也非常不客觀，因此，憑借人眼觀察的主觀測(cè)試方法是不實(shí)用的。隨著圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)方法的發(fā)展和應(yīng)用，為視頻圖像質(zhì)量分析提供了一種快速的、適用的、可重復(fù)的測(cè)量方法，即客觀評(píng)價(jià)方法，并將逐步取代視頻圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)?？陀^評(píng)價(jià)方法是指以電子測(cè)量的方式來(lái)對(duì)視頻質(zhì)量做出評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)的客觀評(píng)價(jià)方法是源于數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的均方信噪比的思想，最常用的有均方差（MeanSquaredError,簡(jiǎn)稱MSE）和峰值信噪比（PeakSignal-to-NoiseRatio,簡(jiǎn)稱PSNR）。根據(jù)失真視頻與其相應(yīng)的原始

7、參考視頻的比較程度，可以把視頻質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)方法分成三大類(lèi)：基于全參考幀的視頻質(zhì)量測(cè)量（FR-VQM，F(xiàn)ull-ReferenceVideoQualityMetric）、基于縮減參考幀（RR-VQM，Reduced-Reference）、基于無(wú)參考幀（NR-VQM，Non-Reference）。基于全參考幀的視頻質(zhì)量測(cè)量FR-VQM是基于失真視頻圖像序列和無(wú)失真原始圖像序列之間的逐幀逐像素差而計(jì)算的。簡(jiǎn)單的全參考VQM是峰值信噪比（PSNR），通過(guò)逐幀逐像素地計(jì)算出測(cè)試圖像與參考圖像的差值影射圖。全參考VQM，概括起來(lái)基本上采用的是圖像差值