[发明专利]基于视觉感知特性的超高清视频图像质量客观评价方法

摘要

本发明涉及基于视觉感知特性的超高清视频图像质量客观评价方法。所述方法包括：对输入的原始超高清视频序列和受损超高清视频序列的每一帧进行16×16的分块(即宏块)，分别求得每个块的结构相似值SSIM_ij；计算超高清视频图像中每一宏块的权重w_ij；对当前帧每一宏块的SSIM_ij值用w_ij进行加权，得到单帧的超高清图像质量；对整个视频序列的每一帧图像质量值进行加权，得到整个视频序列的图像质量客观评价结果。本发明在现有SSIM算法的基础上，不但考虑亮度掩盖因子、纹理复杂度、运动信息，而且考虑超高清视频高分辨率及人眼视觉特性，对空间位置信息进行加权。实验表明，本发明所述方法相比传统的SSIM算法，在与主观评价结果的一致性方面有很大提高。

主权项

基于视觉感知特性的超高清视频图像质量客观评价方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1，对超高清视频中每一帧图像进行16×16的分块，分别求得每个块的结构相似值，即SSIMi_j；步骤2，计算原始超高清视频序列中第i帧第j个宏块的权重w_ij，公式如下：w_ij＝p_ij×l_ij×s_ij×v_ij其中，p_ij、l_ij、s_ij、v_ij分别表示空间位置信息权重、亮度掩盖因子、纹理复杂度权重和运动信息权重；步骤3，计算视频序列中单帧图像质量；对于超高清视频序列中单帧图像质量，采用对每个16×16宏块局部失真加权形式获得，计算公式如下：$Q_i=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^{R_s}{w}_{\mathrm{ij}}{\mathrm{SSIM}}_{\mathrm{ij}}}{{\mathrm{\Σ}}_{j=1}^{R_s}{w}_{\mathrm{ij}}}$式中，Q_i表示视频序列中第i帧图像的质量，w_ij表示第i帧第j块的加权系数，R_s表示一帧中宏块的个数；步骤4，计算整个视频序列的客观评价质量；对于视频中每一帧图像质量进行加权处理，得到整个视频序列的客观评价结果，加权公式如下：$\mathrm{WeightSSIM}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^F{W}_i{Q}_i}{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^F{W}_i}$式中，F表示序列中帧的数量，W_i表示第i帧的权重值，Q_i为步骤3计算得到的第i帧图像的质量，WeightSSIM为最终的视频序列客观评价结果；由于人在观看视频时很容易注意到受损图像，且其对整个视频的图像质量会造成比较大的影响，所以对图像质量较差的帧赋予较高的权值，对图像质量好的帧赋予较小的权值；W_i的选取采用以下原则：$W_i=\left\{\begin{array}{cc}1,& 0.8\<Q_i\≤1\\ 2,& 0.6\<Q_i\≤0.8\\ 3,& 0.4\<Q_i\≤0.6\\ 4,& 0.2\<Q_i\≤0.4\\ 5,& 0\<Q_i\≤0.2\end{array}\right..$