[發明專利]一種基于非線性參數擬合的低碼率音頻質量客觀評價方法

無效

• 申請號: 201110421168.6
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102496372A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 趙艷明;姜秀華;胡澤
• 申請（專利權）人: 中國傳媒大學
• 主分類號: G10L19/14
• 分類號: G10L19/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及音頻質量客觀評價的一種方法，屬于通信領域。

背景技術

隨著多媒體技術的發展，數字壓縮音頻被廣泛應用于網絡、廣播、影視和移動多媒體通信等領域。但是，音頻壓縮是有損壓縮，壓縮會造成音頻質量的下降。為了保障提供給用戶較好的音頻質量，有必要對壓縮后的音頻進行質量評價。音頻質量的評價方法包括主觀評價方法和客觀評價方法。

主觀評價的結果與人耳的實際感受一致。但是，主觀評價需要較大的開銷，費時、費力；主觀評價受聽音者的生理和心理狀況、聽音環境等條件影響比較大；主觀評價不能用于廣播電視等業務的音頻質量的實時監控。因此，有必要研究音頻質量的客觀評價方法。

ITU-R?BS.1387標準(簡稱為PEAQ)是迄今為止唯一的音頻質量客觀評價國際標準。PEAQ是一個全參考的音頻質量評價方法，需要參考原始音頻進行音頻質量客觀評價，實際應用時很難獲得原始音頻；PEAQ適用于高碼率的音頻質量客觀評價，低碼率壓縮音頻中的損傷與高碼率壓縮時有所不同；PEAQ運算復雜度較高，不適合應用到對實時性要求較高的場合。

徐曉娜提出一種壓縮域音頻質量客觀評價方法。從壓縮后的音頻流中提取出碼率和尺度因子，并采用PEAQ方法對這些音頻進行客觀評分，用這些音頻的PEAQ評分對碼率和尺度因子進行線性擬合，得到音頻的評分與碼率、尺度因子之間的線性擬合公式。對需要進行客觀評價的音頻進行評分時，提取出該音頻的碼率和尺度因子，代入上述公式，計算得到客觀評價分數。

本發明用主觀評價的結果擬合從音頻碼流中提取出的特征參數-碼率和尺度因子，并且每種碼率下單獨進行非線性參數擬合。每種碼率下獨立進行參數擬合，可以消除碼率的影響，更準確地度量尺度因子對音頻質量的影響。非線性參數擬合能夠有效地擬合實際情況：尺度因子較大或較小時，音頻得分高；尺度因子居中時，音頻得分低。

發明內容

為了對低碼率壓縮后的音頻進行無參考客觀評價，本發明提出了一種基于非線性參數擬合的低碼率音頻質量客觀評價方法。

為實現上述的發明目的，本發明采用下述的技術方法：

1.音頻質量主觀評價方法

選取一些具有典型特征的音頻，對選中的每段音頻分別進行16kbps、24kbps和32kbps碼率的壓縮，并對壓縮再解壓后的每段音頻進行主觀評價，得到每段音頻的主觀評價分數。

2.壓縮域音頻質量特征參數提取方法

從壓縮后的音頻流中提取出能夠表征音頻質量的特征參數：碼率和尺度因子。通常情況下，壓縮后的碼率越高，則壓縮帶來的音頻損傷越小，音頻質量則越好。但是，即使碼率相同，不同的音頻素材壓縮后的質量并不相同。因此，有必要進一步提取能反映這種質量差別的特征參數。尺度因子反映了音頻被壓縮時的量化等級，而量化是造成壓縮音頻質量損傷的原因。本方法從壓縮后的音頻中提取尺度因子來度量音頻質量的損傷程度。

3.每種碼率下獨立的非線性參數擬合方法

在三種碼率(16kbps、24kbps和32kbps)下，分別用從壓縮后的音頻流中提取出的尺度因子來擬合這些音頻的主觀評價分數，得到三種碼率下各自的非線性擬合公式。每種碼率下獨立進行擬合，能夠消除不同的碼率造成的影響，更準確地度量量化造成的質量損傷。

尺度因子與主觀評價分數的擬合，采用非線性參數擬合。原因如下：尺度因子較小或較大時主觀評價分數較高，而尺度因子居中時主觀評價分數較低。在同一種碼率下，尺度因子較小時，量化步長小，因此壓縮帶來的失真也小，主觀評價分數高；尺度因子大時，壓縮帶來的失真也大，但是因為尺度因子大的這些音頻包含了更豐富的頻率成分，即使這時失真較大，人耳也分辨不出這些失真。

4.壓縮域音頻質量客觀評價方法

從需要進行客觀評價打分的音頻流中提取出碼率和尺度因子。根據碼率，選用對應的非線性參數擬合公式；把尺度因子代入該公式，計算得到該音頻的客觀評價分數。

本發明實施例提供的技術方案的有益效果是：

1.在每種碼率下獨立進行尺度因子與主觀評價分數的非線性擬合，擬合準確度高。

2.本方法屬于無參考音頻質量客觀評價方法，不需要參考原始音頻，能夠應用于不能獲取原始音頻的場合。

3.本方法計算復雜度低，可以實時運算，實現對音頻質量的實時監控。

附圖說明

圖1為采用基于非線性參數擬合的音頻質量客觀評價方法對壓縮后的音頻進行實時評價的示意圖

圖2為本發明的框架圖

圖3為非線性參數擬合的流程圖