[发明专利]一种基于三维小波变换的视频质量评价方法

摘要

本发明公开了一种基于三维小波变换的视频质量评价方法，其将三维小波变换应用于视频质量评价之中，对视频中的各帧组进行二级三维小波变换，通过在时间轴上对视频序列的分解完成对帧组内时域信息的描述，在一定程度上解决了视频时域信息描述困难的问题，有效地提高了视频客观质量评价的准确性，从而有效地提高了客观评价结果与人眼主观感知质量之间的相关性；其对于帧组间存在的时域相关性，通过运动剧烈程度和亮度特征对各帧组的质量进行加权，从而使得本发明方法能较好地符合人眼视觉特性。

主权项

一种基于三维小波变换的视频质量评价方法，其特征在于包括以下步骤：①令Vref表示原始的无失真的参考视频序列，令Vdis表示失真的视频序列，Vref和Vdis均包含Nfr帧图像，其中，Nfr≥2n，n为正整数，且n∈[3,5]；②以2n帧图像为一个帧组，将Vref和Vdis分别分为nGoF个帧组，将Vref中的第i个帧组记为将Vdis中的第i个帧组记为其中，符号为向下取整符号，1≤i≤nGoF；③对Vref中的每个帧组进行二级三维小波变换，得到Vref中的每个帧组对应的15组子带序列，其中，15组子带序列包括7组一级子带序列和8组二级子带序列，每组一级子带序列包含帧图像，每组二级子带序列包含帧图像；同样，对Vdis中的每个帧组进行二级三维小波变换，得到Vdis中的每个帧组对应的15组子带序列，其中，15组子带序列包括7组一级子带序列和8组二级子带序列，每组一级子带序列包含帧图像，每组二级子带序列包含帧图像；④计算Vdis中各帧组对应的每组子带序列的质量，将对应的第j组子带序列的质量记为Qi,j，其中，1≤j≤15，1≤k≤K，K表示对应的第j组子带序列和对应的第j组子带序列中各自包含的图像的总帧数，如果和各自对应的第j组子带序列为一级子带序列，则如果和各自对应的第j组子带序列为二级子带序列，则表示对应的第j组子带序列中的第k帧图像，表示对应的第j组子带序列中的第k帧图像，SSIM()为结构相似度计算函数，SSIM(VIrefi,j,k,VIdisi,j,k)=(2μrefμdis+c1)(2σref-dis+c2)(μref2+μdis2+c1)(σref2+σdis2+c2),]]>μref表示的均值，μdis表示的均值，σref表示的标准差，σdis表示的标准差，σref‑dis表示与之间的协方差，c1和c2均为常数，c1≠0，c2≠0；⑤在Vdis中的每个帧组对应的7组一级子带序列中选取两组一级子带序列，然后根据Vdis中的每个帧组对应的选取的两组一级子带序列各自的质量，计算Vdis中的每个帧组对应的一级子带序列质量，对于对应的7组一级子带序列，假设选取的两组一级子带序列分别为第p1组子带序列和第q1组子带序列，则将对应的一级子带序列质量记为QLv1i=wLv1×Qi,p1+(1-wLv1)×Qi,q1,]]>其中，9≤p1≤15,9≤q1≤15，wLv1为的权值，表示对应的第p1组子带序列的质量，表示对应的第q1组子带序列的质量；并且，在Vdis中的每个帧组对应的8组二级子带序列中选取两组二级子带序列，然后根据Vdis中的每个帧组对应的选取的两组二级子带序列各自的质量，计算Vdis中的每个帧组对应的二级子带序列质量，对于对应的8组二级子带序列，假设选取的两组二级子带序列分别为第p2组子带序列和第q2组子带序列，则将对应的二级子带序列质量记为QLv2i=wLv2×Qi,p2+(1-wLv2)×Qi,q2,]]>其中，1≤p2≤8,1≤q2≤8，wLv2为的权值，表示对应的第p2组子带序列的质量，表示对应的第q2组子带序列的质量；⑥根据Vdis中的每个帧组对应的一级子带序列质量和二级子带序列质量，计算Vdis中的每个帧组的质量，将的质量记为QLvi=wLv×QLv1i+(1-wLv)×QLv2i,]]>其中，wLv为的权值；⑦根据Vdis中的每个帧组的质量，计算Vdis的客观评价质量，记为Q，其中，wi为的权值。