[發明專利]基于視覺感知特性的超高清視頻圖像質量客觀評價方法

有效

• 申請號: 201410315850.0
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN104079925A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 許江波;姜秀華
• 申請（專利權）人: 中國傳媒大學
• 主分類號: H04N17/00
• 分類號: H04N17/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

技術領域

本發明屬于計算機數字視頻圖像處理領域，涉及一種基于視覺感知特性的超高清視頻圖像質量客觀評價方法。

背景技術

人們對高質量圖像和聲音的追求是永無止境的。近年來，隨著視頻編碼和網絡技術的快速發展，人們已不滿足于HDTV的圖像質量，轉而追求更具臨場感及更高清晰度的下一代電視格式。因而產生了比HDTV具有更大視角更高分辨率的電視標準——超高清晰度電視(UHDTV)。超高清晰度電視即為具有極高的圖像清晰度和極強的環繞立體聲效果的系統。其目標是為觀眾提供較高的真實感和臨場感。ITU-R?BT.2020建議書《Parameter?values?for?UHDTV?systems?for?production?and?international?programme?exchange(適用于節目制作和國際節目交換的、超高清電視系統的一些參數值)》，規定了兩個層級的超高清電視UHDTV1(3840×2160)與UHDTV2(7680×4320)。如此高的分辨率能夠給觀眾呈現出令人難以置信的細膩顯示效果，讓觀眾全面體驗超高清畫質的震撼魅力。

超高清圖像技術的發展必定伴隨著圖像的獲取、處理、編碼、存儲、傳輸、顯示等過程。因此超高清圖像技術與圖像處理、視頻編解碼、信息傳輸顯示等技術是相輔相成、相互制約、相互發展的。而一項成熟發展的科學技術，必定伴隨著科學的測量方法以鑒定其優劣。通過視頻圖像的質量評價，能對不同的視頻技術進行性能比較。只有好的質量評價方法才能提供準確的指導方向，使視頻技術得以快速發展。因而圖像質量評價方法的好壞顯得尤為重要。值得一提的是，超高清圖像其驚人的清晰度是以其巨大的碼率為代價的，這意味著為了存儲和傳輸的方便與有效性，就必須得通過壓縮編碼盡可能降低碼率，而為了達到所要求的比特率，就不得不舍棄一些圖像信息，從而產生了圖像失真，對圖像的質量產生影響。因此，如何評定壓縮后的超高清圖像質量是超高清關鍵技術發展過程中人們所密切關心的一大問題。

綜上所述，如何評價超高清視頻質量，從而能通過其質量來重新對視頻圖像編解碼、視頻圖像傳輸、視頻圖像處理、視頻圖像顯示等技術進行設計、選擇、優化、性能評價等具有重大意義。

視頻質量評價方法分為主觀評價和客觀評價。主觀評價根據觀測人員對被測數據的主觀感覺進行質量評價，是基于人眼的直接觀察來評價圖像質量，因此是國際上公認最可靠的視頻和圖像質量評價方法。主觀評價的優點是質量等級標準建立容易、實施方便，且符合人眼視覺特性。不足之處在于受環境條件限制大，穩定性差，復雜度高，因此結果穩定性和可移植性也較差。此外，在實際應用中，受外在因素的影響，主觀質量評價也不適合某些應用場合，如實時視頻傳輸等領域。

針對主觀評價應用的局限性，視頻圖像質量客觀評價方法逐漸成為研究熱點。客觀評價是指對圖像和視頻數據建立數學模型，經過一系列計算，得到一個反映其視頻質量損傷程度的參數，作為評價結果。

全參考視頻質量客觀評價方法就是在全部原始視頻和失真視頻信息已知的條件下，通過計算二者之間的差異以獲得相對評估的指標值，并根據這些指標值評估圖像質量，準確性高。該方法通常分為兩步，首先計算原始與失真圖像之間的誤差，然后綜合這些失真得到全圖的質量分數。