[发明专利]一种立体视频质量评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字视频领域，特别涉及一种立体视频质量评价方法。

背景技术

近年来数字视频技术得到了蓬勃的发展，立体视频技术也逐渐走入了人们的生活，已经成为了人们日常生活中最关注的信息形式之一。然而，立体视频内容的舒适与否直接关系到观看者的视觉感受与生理健康，这已经成为立体产品迅速普及的主要制约因素，因此，研究影响立体视频舒适度的因素，找到一种可靠、有效的立体视频质量评价方法至关重要。

目前，立体视频质量评价方法大致分为主观评价和客观评价两个方面。主观评价是利用被试者对测试视频质量的直接反映来确定系统的评价方法；但是，主观评价方法耗时长、费用高、稳定性差和可移植性差，不适合实时的视频质量评价。因此，有必要研究一种较主观方法稳定、快速、经济、方便计算机处理和实现的客观质量评价方法。

客观评价目前主流方法有三类，分别为全参考帧（Full-Reference，FR）、半参考帧（Reduced-Reference，RR）和无参考帧（No-Reference，NR）度量模型。目前，国内外对立体视频质量评价方面的研究还很少。经典的平面图像评价方法（例如：PSNR、SSIM、GSSIM）和经典的视频评价方法（例如：VQM）均没有考虑到深度信息，因此不能将其直接运用到立体视频的质量评价中；Jungdong Seo^[1]结合人类视觉特性提出了用于评价立体视频质量的指标，但未考虑到视频的时间连续特性；Yan Zhang^[2]取各视点质量的均值为立体视频的质量，但这种取平均的方法未必能很好地反映人眼的感知特性；Z.M.Parvez Sazzad^[3]、Anish Mittal^[4]和Kwangsung Ha^[5]分别提出了无参考立体视频质量评价模型，但这些无参考评价模型的建立往往以拥有大量主观实验数据为前提。

现有技术的主要缺点如下：

（1）直接将平面视频质量评价方法应用于立体视频质量评价中，并未考虑到视频的深度特性指标；

（2）直接将平面或立体图像质量评价方法应用于立体视频质量评价中，并未考虑到视频的时间连续性等立体视频特有的属性；

（3）分配立体视频每个视点的质量相同的权重，不符合人类立体视觉特性。

发明内容

本发明提供了一种立体视频质量评价方法，本方法对立体视频质量进行了全面的评估，提高了评估质量，详见下文描述：

一种立体视频质量评价方法，所述方法包括以下步骤：

（1）采用基于梯度的结构相似度算法提取原始视频帧图像X和失真视频帧图像Y的子块平均亮度l(x,y)、子块梯度对比度C_g(x,y)和子块梯度相关系数S_g(x,y)，最后得到每个子块的梯度结构相似度指标GSSIM(x,y)；

（2）基于人眼视觉特性，提取每个子块的亮度信息、运动信息和结构信息，从而得出亮度权重L、运动权重M和结构权重E，进而计算出每个子块的质量权重w_ij=L_ij·E_ij·M_ij；

（3）结合每个子块的梯度结构相似度指标GSSIM_ij和质量权重w_ij，分别得到左或右视点的单帧质量Q_i；

（4）通过单帧质量Q_i获取单视点视频质量Q；

（5）基于人类立体视觉特性，赋予左或右视点视频质量不同的权重，得到立体视频的质量值；

（6）计算原始立体视频和失真立体视频每帧图像的绝对差值图D；

（7）计算原始视频绝对差值图和失真视频绝对差值图的峰值信噪比，作为立体视频的立体感值。

所述基于人类立体视觉特性，赋予左或右视点视频质量不同的权重，得到立体视频的质量值，具体为：

定义D_value为左、右视点质量差值的绝对值，当D_value≤0.2时，人眼对立体视频质量的感知主要取决于高质量视点；当D_value>0.2时，人眼对立体视频质量的感知主要取决于低质量视点。

max为高质量视点的质量值，min为低质量视点的质量值；

当D_value≤0.2时，立体视频质量Q_q为：