[发明专利]一种基于帧间运动光滑性的无参考视频稳定质量评价方法

权利要求书

1.一种基于帧间运动光滑性的无参考视频稳定质量评价方法，其特征在于：思想是首先提取相邻帧特征点，然后对视频帧进行网格化处理，再计算网格单应性矩阵，将单应性矩阵组成捆绑路径，再计算捆绑路径的平滑性，最后将全部捆绑路径的平滑性综合得到最终视频稳定质量评价结果；具体实现步骤如下：

步骤一、提取待评价视频中的相邻帧特征点，引入变量t并初始化；

其中，t为视频帧索引数；

步骤二、视频帧网格化为W块矩形网格；

将待评价视频中的视频帧划分为W块矩形网格，对于某一网格，其形式化表示为如下公式(1)：

其中，表示网格，j表示网格索引，它的范围是1-W；W表示网格数量，是大于等于2的整数平方；t如步骤一所述表示视频帧索引数；表示集合，元素表示网格四个顶点坐标，i的取值范围是从1到4；

步骤三、计算网格单应性矩阵，具体为：

步骤3.1对于某一网格，利用其变形前后的位置关系可以计算出对应的单应性矩阵，其形式化表示为如下公式(2)：

其中，表示变形后网格的顶点坐标，表示变形前网格的顶点坐标，表示计算得到的单应性矩阵；

步骤3.2再计算对应于这些网格的捆绑路径，其形式化表示为如下公式(3)：

步骤四、计算从第t-1帧到第t帧的测地线，得到切向量

其中，假设第t-1帧到第t帧的单应变换为H_t-1，那么对应的测地线为如下公式(4)：

其中，表示第t-1帧到第t帧的测地线；表示这条测地线上的位置，当γ(0)表示测地线起点，当γ(1)表示测地线终点；和为定义I_d∈G上的黎曼指数函数和黎曼对数函数，G是一种空间几何变换的集合，的具体表示如下公式(5)：

其中，exp(·)为指数函数，是的逆映射；

根据公式(6)计算测地线的切向量：

公式(6)表示矩阵的幂级数求导公式，A是一个矩阵，x是矩阵函数的变量，计算可得公式(7)：

令公式(7)中的则可以得到从t-1帧到第t帧测地线终点的切向量，如下公式(8)：

其中，本步骤四里计算公式(5)、(7)和(8)中的U表示H_t-1；

步骤五、计算从第t帧到第t+1帧的测地线，得到切向量

其中，设第t帧到第t+1帧的单应变换为H_t，从第t帧到第t+1帧测地线为如下公式(9)：

令公式(9)中的则可以得到从第t帧到第t+1帧测地线起点的切向量为如下公式(10)：

步骤六、计算切向量和的夹角α_t；

具体为：夹角α_t根据公式(11)计算：

可以计算出向量夹角的余弦值，也就得到了向量夹角α_t，具体计算如公式(12):

其中，tr表示矩阵的迹；

步骤七、计算总体曲率；

其中，利用步骤四、五、六计算出某一网格对应的捆绑路径的曲率均值来衡量这条路径的平滑程度，其形式化表示为如下公式(13)：

其中，j表示网格索引，n表示视频总帧数；

步骤八、计算所有捆绑路径的平均平滑程度来衡量视频稳定性；

其中，计算所有捆绑路径的平均平滑程度来衡量视频稳定性的形式化表示为如下公式(14)：

其中，W是捆绑路径的数量，也就是网格数量。

2.根据权利要求1所述的一种基于帧间运动光滑性的无参考视频稳定质量评价方法，其特征在于：步骤一中，设置n为视频总帧数；并初始化t＝1，即从第一帧开始利用SURF算法提取相邻帧的对应特征点。

3.根据权利要求1所述的一种基于帧间运动光滑性的无参考视频稳定质量评价方法，其特征在于：步骤四到步骤六计算都针对某一网格所形成的捆绑路径，执行步骤四到步骤六可以获得捆绑路径上一个点的曲率，然后将一条路径上每个点的曲率相加求平均就可以得到这条路径的平均曲率，平均曲率可以表示一条路径的平滑程度，最后再将W个网格的捆绑路径的平滑程度结果求平均即可得到平均平滑程度，平均平滑程度可以衡量视频稳定性。