基于空时域自然场景统计特征的无参考视频质量评估方法

摘要

视频客观质量评价是未来面向QoE业务的重要研究点之一，本发明提出一种基于无参考自然场景统计(NSS)的视频质量评价方法。首先，通过分析视频序列，计算每个像素点及其相邻点相应的统计值，从而得出视频的空域统计特性。根据运动矢量并结合参考帧n得到n+1帧的预测图像得到运动残差图像，观察残差图像进行DCT变换后的统计分布。利用前两步得出的数值分别计算空域特征和时域特征与自然视频特征间的马氏距离从而得到失真视频与自然视频的统计差异，并融合时域信息和空域信息得出单帧图像的质量。最后，采用基于视觉迟滞效应的时域聚合策略得出最终视频序列的客观质量。

主权项

一种基于空时域自然场景统计特征(NSS)的无参考视频质量评估方法，该方法需要提取视频空域及时域的统计特征，并使用空域及时域聚合策略得到视频质量估计值；针对空域统计特征使用归一化像素值分布及相邻像素相关性分布来表征，首先对像素值进行归一化操作并计算相邻像素点间的相关性ρ，随后使用广义高斯分布拟合归一化像素值分布，使用非对称高斯分布拟合ρ的分布；针对时域统计特征，在对相邻两视频帧进行运动估计前，首先应排除视频场景突然切换而导致的相邻视频并无任何关系的情况，这里使用拉普拉斯核对运动场进行滤波以判断视频场景是否发生了切换；对于没有发生场景切换的视频帧进行运动估计，提取时域统计特征，计算相邻两视频帧的运动残差图像，随后进行DCT变换，并从DCT参数中提取时域统计特性；在空域聚合策略中，结合视频的空间复杂度、时间复杂度对马氏距离进行加权，具体操作如下：第1步：计算空域特征和时域特征与自然视频特征间的马氏距离：其中v即是参数的均值，∑是参数的协方差矩阵，即对原始视频提取均值v₁和协方差矩阵∑₁，同样对受损视频提取的参数也可以得到均值v₂和协方差矩阵∑₂；第2步：引入空域信息和时域信息到空域聚合策略中，利用公式：其中I_n(x，y)代表第n个视频帧(x,y)点的像素值；第3步：计算单帧质量为：在时域聚合策略中，结合视觉迟滞效应对单帧质量作相应调整，以得到最终的视频质量。