[發明專利]一種視頻量化參數盲估計方法

有效

• 申請號: 201710751292.6
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107396104B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 鄔震宇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04N19/124
• 分類號: H04N19/124;H04N19/85
• 代理公司: 四川君士達律師事務所 51216
• 代理人: 芶忠義;董杰

本發明公開了一種視頻量化參數盲估計方法，其步驟包括設置量化步長參數閾值、視頻區域分塊、計算視頻塊的DCT系數、DCT系數重組、量化以及估計量化步長等。本發明無需原始未經量化的視頻作為參考，也不受待測視頻信號的形式（未解碼/已解碼）和所攜帶壓縮參數的限制；既能估計出待測視頻信號在量化處理以后沒有進行其他后處理的量化步長，又能估計出待測視頻信號在量化處理后進行了額外濾波后處理的量化步長；本發明不僅適用于智能視頻傳輸系統自動控制接收端視頻質量，而且適用于視頻內容安全性認證。

技術領域

本發明屬于信號處理領域，涉及視頻圖像處理技術，特別是一種視頻量化參數盲估計方法。

背景技術

隨著“全媒體”產業的興起和發展，以視頻形式呈現的可視化數字媒體快速而廣泛地滲透到人們生活的各個領域。今天，可視化數字媒體以其具有的實時、形象、直觀性被視為提供新聞、體育、娛樂和信息的主要方式之一。由于視頻信息被盜版或篡改的情況越來越頻繁和普遍，盜版/篡改后的可視化數字媒體對人們的影響巨大，改變甚至扭曲著人們對圖像/視頻所反映事件的態度。因此可靠性、準確性成為可視化數字媒體長期生存的必備條件，視頻信息的處理歷史是判斷數字媒體可靠性和準確性的重要依據。

量化，是視頻壓縮編碼的主要技術之一，是目前可視化數字信號處理的必要環節之一。該技術能大幅度減小可視化數字媒體信號占用的傳輸帶寬和存儲空間并直接掌控著視頻信號的質量。量化參數估計是一項估計視頻信號原始量化步長的技術，屬于視頻信號處理的歷史追蹤范疇，具有廣泛的應用范圍。在視頻取證領域量化步長估計技術能追蹤視頻壓縮歷史，判斷該視頻是否被篡改并定位被篡改區域，檢測視頻信息的可靠性和準確性；在視頻傳輸領域量化步長估計技術能在接收端實時判斷當前視頻的質量，并及時反饋給發送端起到優化傳輸帶寬利用率從而大幅度提高視頻質量的目的；在視頻非線性編緝領域量化步長估計技術能協助估計待編輯的視頻材料質量，使得編輯后的視頻節目質量具備一致性提高用戶的視覺體驗度。

現有的視頻量化步長估計技術大多是基于視頻DCT系數的統計特征估計量化步長，比如DCT系數的直方圖、DCT系數的峰值、DCT系數直方圖功率譜一階導數。其中Yang和Luo提出了根據DCT系數直方圖因子的單調性，通過在直方圖因子中定位局部最大值的容積指數來估計量化步長的算法。該算法能估計出每個DCT頻率的量化步長，準確達到90％以上。

但是目前現有的基于視頻DCT系數統計特征的量化步長估計算法僅僅適用于待檢測的視頻在DCT系數量化處理以后沒有其他后處理過程的情況。如果待檢測的視頻在DCT系數量化處理以后進行了其他后處理如環路濾波、去方塊效應濾波等，基于視頻DCT系數統計特征的量化步長估計算法將無法估計出原始的量化步長。如圖1所示，原始視頻與經過量化壓縮編碼后的視頻主要DCT系數值具有相似的分布，壓縮編碼并解碼后的視頻DCT系數不再保留任何量化步長信息。

發明內容

為克服現有視頻量化步長估計技術完全依賴于DCT系數的統計特征而不能適用于視頻在DCT系數量化處理以后進行了其他后處理情況下的量化步長估計，本發明公開了一種適用于任意視頻信號的量化參數盲估計方法。

本發明根據視頻信號的重量化質量曲線特征估計出待測視頻各頻率成份的量化步長。本發明無需原始未經量化的視頻作為參考，也不受待測視頻信號的形式(未解碼/已解碼)和所攜帶壓縮參數的限制；既能估計出待測視頻信號在量化處理以后沒有進行其他后處理的量化步長，又能估計出待測視頻信號在量化處理后進行了額外濾波后處理的量化步長，且估計精度高達99％；本發明不僅適用于智能視頻傳輸系統自動控制接收端視頻質量，而且適用于視頻內容安全性認證。

本發明所述的適用于任意視頻信號的量化參數估計方法，一種視頻量化參數盲估計方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：設置量化步長參數閾值T_q，并按下面的(1)式計算待選量化步長集{Q_S(k)}；