[发明专利]基于丢包分析的多级联网监控视频质量实时评价方法

说明书

本发明提供一种基于丢包分析的多级联网监控视频质量实时评价方法，将丢包检测技术与视频压缩技术特点相结合，通过评估丢包的时空分布对于压缩视频还原的影响大小，对视频图像质量进行实时评价。本发明的视频质量评价方法有以下指标组成：（1）丢包关键帧比例；（2）头部丢包关键帧比例；（3）关键帧平均丢包率；计算公式如下：视频质量评价指标=HLIR×R1+LIR×R2+LIER×R3+LER；其中各参数如下：HLIR：头部丢包关键帧比例；LIR：丢包关键帧比例；LIER：关键帧平均丢包率；LER：平均丢包率（即传统丢包率）。本发明对于大型视频联网系统中掌握大量视频的动态质量状况具有非常重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种视频质量的快速评估方法，针对多级联网的监控视频，属于视频监控技术领域。

背景技术

视频监控（安防行业）发展多年，各地公安部门、交通部门等公共部门在公路、公共场所、室内安装部署了大量的视频监控设备。随之而来的就是联网的需要。近年来随着以国标GBT28181为代表的一批视频联网标准的公布，各公共部门及跨部门、跨区域的视频联网飞速发展。

发展也带来了新的问题，由于管理与安全需要，各部门的网络结构往往相当复杂，特别是跨部门、跨区域的联网，由此造成了视频联网中多级联网、层层转发的现状。

图1是公安视频联网的典型架构；如此复杂的路由、多层次的转发很容易由于数据传输丢包产生视频质量问题，尤其是国标GBT28181等主流视频联网标准多基于不可靠信息传输的UDP协议，更容易发生丢包。事实上，丢包问题已经是视频联网中主要视频质量问题。

图像质量评价方法包括主观评价方法与客观评价方法，主观评价（即人工分析）效率低下，无法用于大量视频的实时分析。而传统的客观评价方法须对前后图像进行比较分析，通过信噪比，均方误差等方式进行评价。

这一方面具体项目工程中难以实时提供前后图像进行比较，另一方面对于图像的识别分析需要配置大量专门的图像检测设备，代价过于高昂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种基于丢包分析的多级联网监控视频质量实时评价方法，本发明针对视频多级联网下视频质量问题主要由丢包引起的特点，将丢包检测技术与视频压缩技术特点相结合，通过评估丢包的时空分布对于压缩视频还原的影响大小，对视频图像质量进行实时评价。本发明采用的技术方案是：

一种基于丢包分析的多级联网监控视频质量实时评价方法，通过评估丢包的时空分布对于压缩视频还原的影响大小，对视频质量进行实时评价。

本发明重点在通过关键帧丢包的状况评价视频质量。

该视频质量实时评价方法采用一个视频质量评价指标进行评价；

当视频编码标准为H.264及以上版本时，公式如下：

视频质量评价指标 = HLIR×R1 + LIR×R2 + LIER×R3+ LER

当视频编码标准为H.264以下版本时，公式如下：

视频质量评价指标 = LIR×R2 + LIER×R3+ LER

其中各参数如下：

HLIR：头部丢包关键帧比例；定义为一段视频片段中存在丢包现象而且是前半部分丢包的关键帧比例；

LIR：丢包关键帧比例；定义为一段视频片段中存在丢包现象的关键帧在所有关键帧中的比例；

LIER：关键帧平均丢包率；定义为一段视频片段中位于关键帧上的丢包比例；

LER：平均丢包率即传统丢包率；

R1、R2、R3为加权系数。