[發明專利]基于亮度補償的立體視頻視覺舒適度評價方法

有效

• 申請號: 201410247815.X
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN103986925A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 王世剛;王曉燕;王小雨;武偉;趙文婷;姜秀紅;霍浩達;惠祥龍;李雪松;魯奉軍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H04N13/00
• 分類號: H04N13/00;H04N5/57
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 邵銘康;朱世林

技術領域

本發明屬立體視頻視覺舒適度評價技術領域，具體涉及一種基于人類視覺系統特性的用亮度補償方法對立體視頻視覺舒適度評價方法。

背景技術

隨著多媒體技術和互聯網技術的迅速發展，3D立體視頻技術正在不斷地趨于成熟，與傳統的普通視頻相比，它可以清晰地重現客觀世界的景象信息，突出場景的層次感和景象的真實性，使觀眾獲得更加強烈的臨場感和視覺沖擊，越來越多的3D視頻應用正在改變著我們的生活。2010年底，在廣州開幕的亞運會就實現了3D信號的轉播，使電視機前觀看的人們猶如來到了比賽現場，體驗著一種零距離的互動，這對于3D顯示技術無疑是一次有效的推動。

但是由于立體視頻技術自身的不完善性以及對觀影環境的要求苛刻，導致了3D立體視頻內容與顯示技術不兼容，使得人們在觀看立體視頻時經常出現視覺不舒適等癥狀。觀看立體視頻的舒適與否直接關系到觀影者的視覺感受與生理健康，作為立體產品迅速普及的主要制約因素之一，這一觀點正逐漸的被立體視頻用戶廣泛的認同。目前，立體視頻舒適度的研究還沒有規范的行業判定標準，因此，對立體視頻視覺舒適度進行研究具有重要的意義。

對立體視頻視覺舒適度的研究已經有將近20年，國內外專家學者針對立體圖像進行了大量的主觀評價實驗，結合所得實驗結果指出圖像中對象的視差深度過大會令立體圖像的舒適度顯著下降。也對影響立體圖像舒適度的各種誘因進行了探索，通過實驗系統地研究了可能對雙目立體圖像舒適度造成影響的因素，其中包括亮度、色度、對比度、串擾和視差等。國際標準化組織ISO于2000年發布了IWA3:Imagesafety，該份文件關于立體圖像/視頻的相關安全性明確闡述了當視圖紋理特性差異過大，視覺生理健康會受到較為嚴重的影響，長久積累將會出現相關的并發癥狀，該標準還涉及包括觀看、內容制作、顯示設備制造等3D產業的各個環節，為了實現保證觀影者獲得較好視覺觀測體驗，應該保證立體顯示技術的各個環節都是基于該標準完成實施的，這是保證最佳觀影效果的基本要求。

立體視頻系統中的圖像質量評價是與立體視頻系統相關的所有技術的基礎。對立體圖像質量評價的理解和深入程度，直接影響到立體視頻系統的發展速度。目前，對于立體圖像視覺舒適度的評價尚無統一的判定標準，因此，研究立體圖像/視頻內容舒適度的影響因素將具有重要的意義，如何建立一個符合人類感知結果的立體圖像質量客觀評價模型也顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于人類視覺系統特性的立體視頻視覺舒適度評價方法，在以往評價方法的基礎上優化評價的結果，使其與人類視覺的主觀感受更加相關。

一種基于亮度補償的立體視頻視覺舒適度評價方法，包括下列步驟：

1.1建立深度視差與立體視頻視覺舒適度關系的評價模型，具體包括下列步驟：

1.1.1對觀測者的要求：雙目裸視或佩戴眼鏡矯正視力達到1.0；沒有對實驗數據造成影響的眼部疾病；年齡為20--35歲的男性和女性；分為有觀測經驗的專家和沒有觀測經驗的非專家；佩戴主動快門眼鏡無不良反應；

1.1.2對實驗片源和實驗場景的要求：采用國際視頻組織發布的標準立體視頻序列，這樣可以令實驗結果具備普遍適用性，設定播放間隔為20s；實驗場景中觀測者與屏幕間的觀測距離L為屏幕高度H的3倍，兩眼視距s為65mm；

1.1.3獲取主觀評價的實驗結果：由觀測者根據立體視頻視覺舒適度的5個等級，對國際標準立體視頻序列進行評分，獲得人類主觀評價得分MOS值；

1.1.4選取前景區域和背景區域：選取進行實驗的四段視頻序列中任意幀左、右兩幅匹配視圖，求出其標準視差圖，再用軟剪刀法和魯棒性前景提取法相結合，分別處理左、右視圖，將符合人類視覺選擇注意力機制的區域歸為前景區域，將剩下的背景對象歸為背景區域；

1.1.5計算視差深度d：對步驟1.1.4所得到的前景區域進行分割、提取，根據水平視差的定義和立體感原理，水平視差得到相應前景區域的視差深度d為：

其中：L、s為步驟1.1.2所設定的已知量，在忽略掉垂直視差的情況下，d_s為相鄰幀兩幅視圖的水平視差。

1.1.6根據步驟1.1.3主觀評價的實驗結果與步驟1.1.5視差深度d的邏輯關系，確定立體視頻視覺舒適度評價模型的數學表達式為：

vc＝a₁d³+a₂d²+a₃d+a₄；