視頻質量評價


 

本文的主要內容主要是整理來自博客:http://blog.csdn.net/leixiaohua1020,感謝作者給出的諸多詳細有用的分享。

 

開源視頻質量評價工具: IQA

Image Quality Assessment (IQA)是一個快速,精確,可靠的測量視頻/圖像質量的基於C的庫。它實現了很多流行的算法比如 MS-SSIM, SIMM, MSE 和 PSNR。

項目官方頁面:http://tdistler.com/iqa/

 

視頻特性TI(時間信息)和SI(空間信息)的計算工具:TIandSI

做視頻評價試驗的時候,需要根據一定的條件選擇有代表性的視頻序列。ITU-R BT.1788建議使用時間信息(TI,Temporal perceptual Information,也可以稱時間復雜度)和空間信息(SI,Spatial perceptual Information,也可以稱空間復雜度)來衡量視頻的特性。

TI,SI概念出處《ITU-R BT.1788 建議書》:http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/6423425

TI和SI的概念

SI表征一幀圖像的空間細節量。空間上越復雜的場景,SI值越高。

TI表征視頻序列的時間變化量。運動程度較高的序列通常會有更高的TI值。

SI計算方法:對第n幀視頻進行Sobel濾波,然后對濾波后圖像計算標准差。選這些幀中的最大值為SI。

TI計算方法:求n與n-1幀圖像的幀差,然后對幀差圖像計算標准差。選這些幀中的最大值為TI。

以下截圖分別顯示Sobel濾波和幀差結果:

原始圖像

Sobel濾波后結果(反映空間信息,即空間上的復雜度):

幀差的結果(反映時間信息,即時間上的復雜度):

 

SI較高的地方,視頻幀畫面的空間細節比較多(空間復雜度高)。TI較高的地方,視頻幀內容運動比較劇烈(時間復雜度高)。

具體代碼可在:https://github.com/xkfz007/mediadev

 

全參考視頻質量評價方法(PSNR,SSIM)以及相關數據庫

最常用的全參考視頻質量評價方法有以下2種:

PSNR(峰值信噪比):用得最多,但是其值不能很好地反映人眼主觀感受。一般取值范圍:20-40.值越大,視頻質量越好。

SSIM(結構相似性):計算稍復雜,其值可以較好地反映人眼主觀感受。一般取值范圍:0-1.值越大,視頻質量越好。

PSNR,SSIM計算有如下工具可選:

MSU Video Quality Measurement Tool:商業軟件,圖形化界面,易上手,使用有限制。

Evalvid中的psnr.exe:開源軟件,命令行界面,使用無限制。推薦,適合批處理。

 

偶然發現了一個很好的網站。里面包含了大量主觀評價算法的數據,導入到Matlab中就可以使用。

http://sse.tongji.edu.cn/linzhang/IQA/IQA.htm

注:MOS(Mean Opnion Score,平均意見分)是主觀評價實驗之后,得到的主觀分數,取值0-100,值越大,代表主觀感受越好。

以下實驗數據來自Live數據庫:http://live.ece.utexas.edu/research/Quality/

PSNR主觀感受與客觀分數之間的關系:

SSIM主觀感受與客觀分數之間的關系:

擬合結果:MOS = -24.3816 *( 0.5 - 1./(1 + exp(-0.56962 * (PSNR - 27.49855)))) + 1.9663*PSNR   -2.37071;

擬合結果:MOS = 2062.3 * (1/(1 + EXP(-11.8 * (SSIM - 1.3)))+0.5) + 40.6*SSIM -1035.6

 


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