一種視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)數(shù)字視頻圖像處理領(lǐng)域，公開了一種視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)方法及系統(tǒng)。所述評價(jià)方法包括：確定評價(jià)人員、評分標(biāo)準(zhǔn)和觀看條件，選擇符合要求的測試序列；對于選定的測試序列組，利用所述評價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行測試；保存測試結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析。所述評價(jià)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對評價(jià)人員信息的記錄、評價(jià)結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析及控制整個(gè)評價(jià)流程，包括：用戶管理模塊，素材管理模塊，序列播放模塊，數(shù)據(jù)管理模塊。本發(fā)明將多刺激評價(jià)方式、類雙刺激連續(xù)質(zhì)量評價(jià)方式和雙屏顯示三種評價(jià)方式有效地結(jié)合在一起對視頻圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評價(jià)，擴(kuò)大了主觀評價(jià)方法適用范圍。當(dāng)評價(jià)質(zhì)量上難以分辨的序列時(shí)，本發(fā)明提高了評價(jià)結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性。
【專利說明】 一種視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)數(shù)字視頻圖像處理領(lǐng)域，涉及一種視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著視頻業(yè)務(wù)的發(fā)展，人們對視頻圖像質(zhì)量的要求越來越高。由于視頻圖像數(shù)據(jù)在采集、壓縮、傳輸、處理、存儲(chǔ)、恢復(fù)過程中不可避免地會(huì)影響到圖像質(zhì)量，因此視頻圖像質(zhì)量的準(zhǔn)確評價(jià)成為視頻圖像研究領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。視頻圖像質(zhì)量的評價(jià)方法可分為兩大類:客觀評價(jià)和主觀評價(jià)?？陀^評價(jià)方法易操作、可重復(fù)性強(qiáng)，但可能會(huì)存在評價(jià)結(jié)果與人的主觀感覺并不完全一致的問題。而主觀評價(jià)方法較為直接，結(jié)果可靠，并且準(zhǔn)確可靠的主觀評價(jià)結(jié)果也可用于指導(dǎo)客觀評價(jià)算法的研發(fā)。因此，主觀評價(jià)環(huán)節(jié)已長期被應(yīng)用于實(shí)踐中，而主觀評價(jià)方法的研究也成為目前視頻圖像質(zhì)量評價(jià)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。
[0003]主觀評價(jià)方法在國際上已經(jīng)有成熟的技術(shù)和國際標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同的測試環(huán)境和測試目的，常用的視頻圖像主觀質(zhì)量評價(jià)方法包括:雙刺激損傷標(biāo)度法、雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度法、單刺激法和多刺激法等。
[0004]當(dāng)前諸多文獻(xiàn)對特定應(yīng)用環(huán)境下的主觀評價(jià)方法做了特定的單一選擇和相應(yīng)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。董文輝等人于2008年在《廣播與電視技術(shù)》上發(fā)表的論文“CMMB圖像質(zhì)量主觀評價(jià)研究”中，提出了中國移動(dòng)多媒體廣播(China Mobile Multimedia Broadcasting,CMMB)圖像質(zhì)量主觀評價(jià)可采用雙刺激評價(jià)方法或單刺激評價(jià)方法，現(xiàn)場主觀評價(jià)一般采用單刺激的方法；李原于2011年在《電視技術(shù)》上發(fā)表的論文“CMMB圖像質(zhì)量主觀評價(jià)方法研究”中，提出了一種以多刺激評價(jià)方法為原則的CMMB圖像質(zhì)量主觀評價(jià)系統(tǒng)；章化冰于2011年在《中國有線電視》上發(fā)表的論文“視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用”中，提出了一種以雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度法為標(biāo)準(zhǔn)的視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)軟件系統(tǒng)。
[0005]上述文獻(xiàn)中的視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)大多是采用單一的主觀評價(jià)方法及相應(yīng)軟件系統(tǒng)，幾乎沒有涉及到兩種或多種主觀評價(jià)方法結(jié)合使用的情況。但是，在參考了大量文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，常用的幾種主觀評價(jià)方法在適用范圍方面均存在一定的局限性。例如，當(dāng)被評估的圖像質(zhì)量損傷差別不明顯時(shí)，由于多刺激方法允許評價(jià)人員反復(fù)觀看源參考序列和失真測試序列，則可以獲取相對單刺激法及雙刺激法更精準(zhǔn)的評價(jià)結(jié)果；而當(dāng)圖像質(zhì)量損傷差別很大或無法一起測試失真圖像與源參考圖像時(shí)，單刺激方法則可快速高效地獲取評價(jià)結(jié)果；此外，當(dāng)評價(jià)某兩個(gè)失真測試序列質(zhì)量的相對好壞時(shí)，目前的評價(jià)算法很難實(shí)現(xiàn)。因此，現(xiàn)有文獻(xiàn)對視頻圖像質(zhì)量的主觀評價(jià)研究存在一定程度的不足，以致評價(jià)結(jié)果可能欠缺可靠性和穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對目前視頻圖像質(zhì)量的評價(jià)方法中存在的問題，為了提高圖像質(zhì)量主觀評價(jià)的工作效率和評價(jià)結(jié)果的可靠性，本發(fā)明提出了一種視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)方法及系統(tǒng)。[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]一種視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)方法，其特征在于包括以下步驟:
[0009]步驟一，確定評價(jià)人員、評分標(biāo)準(zhǔn)和觀看條件，選擇符合要求的測試序列。
[0010](I)確定評價(jià)人員
[0011]評價(jià)人員應(yīng)具有正常的視力和色覺，可以不是從事圖形圖像學(xué)的專家。一般要求在15人以上，具體數(shù)目要根據(jù)測試過程所采用的具體方法來確定，這個(gè)數(shù)目依賴于測試過程的敏感性和可靠性。盡可能多地收集參與實(shí)驗(yàn)人員的信息，比如:性別、年齡范圍、專業(yè)背景等，并將這些信息整理以進(jìn)行更加深入的研究。
[0012](2)確定評分標(biāo)準(zhǔn)
[0013]評分為百分制，但基本評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)仍來自五級(jí)標(biāo)準(zhǔn):優(yōu)、良、中、差、劣，具體規(guī)定如下:
[0014]優(yōu):察覺不到損傷或干擾(80-100分)；
[0015]良:可以察覺到輕微損傷或干擾，但是不影響觀看/并不令人討厭(60-80分)；
[0016]中:有明顯損傷或干擾，令人感到討厭(40-60分)；
[0017]差:損傷或干擾比較嚴(yán)重，令人相當(dāng)討厭(20-40分)；
[0018]劣:損傷或干擾極為嚴(yán)重，畫面無法觀看(0-20分)。
[0019](3)確定觀看條件
[0020]需要在電腦上運(yùn)行仿真軟件，視頻圖像序列均應(yīng)完整地顯示在屏幕上的程序界面視窗內(nèi)，屏幕背景要求為50%的灰色。本發(fā)明要求的觀看條件如表I所示。
[0021]表1主觀評價(jià)方法觀看條件
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)方法，其特征在于將多刺激評價(jià)方式、類雙刺激連續(xù)質(zhì)量評價(jià)方式和雙屏顯示三種評價(jià)方式有效地結(jié)合在一起對視頻圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評價(jià)，包括以下步驟: 步驟一，確定評價(jià)人員、評分標(biāo)準(zhǔn)和觀看條件，選擇符合要求的測試序列； (O確定評價(jià)人員 評價(jià)人員應(yīng)具有正常的視力和色覺，可以不是從事圖形圖像學(xué)的專家；一般要求在15人以上，具體人數(shù)根據(jù)測試過程所采用的具體方法來確定，這個(gè)數(shù)目依賴于測試過程的敏感性和可靠性； (2)確定評分標(biāo)準(zhǔn) 評分為百分制，基本評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)仍來自五級(jí)標(biāo)準(zhǔn):優(yōu)、良、中、差、劣; (3)確定觀看條件 觀看條件主要包括觀看距離、背景房間亮度和顯示器技術(shù)參數(shù)； (4)選擇測試序列 測試序列應(yīng)涵蓋待測應(yīng)用環(huán)境中可能出現(xiàn)的視頻圖像內(nèi)容；所選視頻圖像應(yīng)包含水平或垂直方向上的運(yùn)動(dòng)畫面、包含人臉的畫面、包含鏡頭拉伸搖移的畫面，并且細(xì)節(jié)豐富、能被有效檢測到應(yīng)用環(huán)境中參數(shù)變化對其畫面質(zhì)量較明顯的影響； 步驟二，對于選定的測試序列組，利用主觀評價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行測試； 步驟三，保存評價(jià)人員的`個(gè)人`信息和測試結(jié)果數(shù)據(jù)，計(jì)算每位測試者與測試平均值之間的Pearson相關(guān)系數(shù)與Spearman等級(jí)相關(guān)系數(shù),計(jì)算拒絕閾值，并對測試者的測試結(jié)果進(jìn)行判斷，最后計(jì)算每個(gè)待測視頻圖像的平均分、標(biāo)準(zhǔn)偏差和95%置信度區(qū)間；計(jì)算方法如下: (1)計(jì)算Pearson相關(guān)系數(shù) Pearson相關(guān)系數(shù)是描述圖像質(zhì)量與評價(jià)人員評分之間的線性關(guān)系的，計(jì)算該系數(shù)的主要目的是為了驗(yàn)證評價(jià)人員在整個(gè)評價(jià)過程中評分的一致性；Pearson相關(guān)系數(shù)&匕y)的計(jì)算公式為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)方法，其特征在于，步驟二利用主觀評價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行的測試以組為單位，按序列順序進(jìn)行；評價(jià)人員每測試完一組序列，可以切換下一組序列繼續(xù)測試；具體方法如下: (1)錄入評價(jià)人員信息； (2)載入測試系列； (3)進(jìn)行多刺激評價(jià)打分，若評價(jià)人員能有效判別出圖像質(zhì)量的好壞，則提交并存儲(chǔ)本序列的打分；否則，應(yīng)選擇類雙刺激連續(xù)質(zhì)量評價(jià)方式； (4)進(jìn)行類雙刺激連續(xù)質(zhì)量評價(jià)打分，若評價(jià)人員能有效判別出圖像質(zhì)量的好壞，則提交并存儲(chǔ)本序列的打分；否則，應(yīng)再選擇雙屏顯示評價(jià)方式； (5)進(jìn)行雙屏顯示評價(jià)打分，提交并存儲(chǔ)本序列的打分； (6)完成所有序列組評價(jià)打分；上述過程只是一般情況下的評價(jià)方法，還允許這三種評價(jià)方式單獨(dú)或任意組合使用，具體評價(jià)方法與上述過程類似。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)方法，其特征在于，所述類雙刺激連續(xù)質(zhì)量評價(jià)方式是ITU-R BT.500中規(guī)定的雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度法的改進(jìn)，不同的是所述類雙刺激連續(xù)質(zhì)量評價(jià)方式可允許用戶自行選擇無法判斷質(zhì)量的任意兩個(gè)視頻測試序列，可以是源序列和受損序列，也可以是兩個(gè)不同程度的受損序列；兩個(gè)測試序列可循環(huán)播放，每個(gè)序列可重復(fù)打分。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)方法，其特征在于，所述雙屏顯示評價(jià)方式是ITU-R BT.500中規(guī)定的同時(shí)雙刺激連續(xù)評價(jià)法的改進(jìn)，不同的是所述雙刺激連續(xù)評價(jià)法必須使基準(zhǔn)序列和受損序列并排在監(jiān)視器上顯示；而本發(fā)明所述雙屏顯示評價(jià)方式可由用戶自行選取兩個(gè)測試序列，可以是源序列和受損序列，也可以是兩個(gè)不同程度的受損序列；當(dāng)多刺激評價(jià)方式和類雙刺激連續(xù)質(zhì)量評價(jià)方式不能有效判斷序列質(zhì)量的好壞時(shí)，采用雙屏顯示評價(jià)方式直觀地進(jìn)行比較。
5.一種視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)系統(tǒng)，通過人機(jī)交互可以實(shí)現(xiàn)用戶信息登記、視頻播放模式選擇、評分記錄等操作，其特征在于包括:用戶管理模塊，素材管理模塊，序列播放模塊，數(shù)據(jù)管理模塊；其中， 用戶管理模塊，包括用戶信息添加和用戶信息刪除兩個(gè)子模塊，用于實(shí)現(xiàn)對用戶信息的添加、刪除等管理； 素材管理模塊，包括素材導(dǎo)入和編號(hào)管理兩個(gè)子模塊，用于實(shí)現(xiàn)待測視頻序列的導(dǎo)入、編號(hào)管理； 序列播放模塊，包括普通播放、組合播放、雙屏播放三個(gè)子模塊，分別用于實(shí)現(xiàn)普通播放、組合播放、雙屏播放三種播放方式，這三種播放方式分別對應(yīng)視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)方法中多刺激評價(jià)方式、類雙刺激評價(jià)方式、雙屏顯示評價(jià)方式； 數(shù)據(jù)管理模塊，包括評價(jià)打分、數(shù)據(jù)保存和結(jié)果分析三個(gè)子模塊，用于實(shí)現(xiàn)評分?jǐn)?shù)據(jù)的記錄、保存和結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種視頻圖像質(zhì)量主觀評價(jià)系統(tǒng)，其特征在于，所述序列播放模塊可實(shí)現(xiàn)的三種播放方式的具體工作方式為: (1)普通播放:播放可播放序列，播放同時(shí)可對當(dāng)前序列進(jìn)行打分； (2)組合播放:選擇打分不太確定的任意兩個(gè)序列循環(huán)播放，用戶可對正在播放的序列打分； (3)雙屏播放:選擇打分不太確定的任意兩個(gè)序列進(jìn)行左右并排同時(shí)播放，用戶可在雙屏播放的界面上進(jìn)行打分。
【文檔編號(hào)】H04N17/00GK103458267SQ201310396076
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】孟放, 鄭郁劼, 高攀, 李俊玲, 李原, 劉維明 申請人:中國傳媒大學(xué)