基于壓縮域的考慮場景分類的手機足球視頻質量評估裝置和方法
【技術領域】：
[0001] 本發(fā)明屬于視頻技術領域，具體涉及一種基于壓縮域的考慮場景分類的手機足球 視頻質量評估裝置和方法。
【背景技術】：
[0002] 隨著移動設備及視頻應用的發(fā)展，越來越多的用戶選擇用手機觀看視頻，但手機 的觀看屏幕較小及傳輸帶寬的限制在很大程度上影響了用戶的觀看體驗。尤其是對于足球 視頻來說，足球視頻中存在較快的運動及較小的物體，這些都極大的影響了用戶的觀看體 驗。
[0003] 針對以上問題，目前的許多研究都集中于建立準確的視頻質量評估模型來提高視 頻的質量。傳統的視頻質量評估方法根據利用的與原始視頻相關的信息的多少可以分為全 參考，半參考及無參考。無參考的評估方法由于不需要利用原始視頻中的信息具較高的實 時性及實用性。無參考方法又可分為基于像素域及基于壓縮域的方法，基于壓縮域的方法 不需要完全解碼視頻流就能獲得壓縮域的信息，因此具有較低的計算復雜度與實時性。目 前關于視頻質量評價的研究雖然考慮了視頻內容對用戶感受質量的影響，但對于足球這一 特定種類的視頻，這些研究并沒有考慮用戶對于其不同場景關注點的差異。

【發(fā)明內容】
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[0004] 本發(fā)明的目的是針對目前對手機足球視頻質量評估方法的不足，提供了一種基于 壓縮域的考慮場景分類的手機足球視頻質量評估裝置和方法，用于對手機足球視頻進行場 景分類以提高評估的準確性，并采用壓縮域的方法以降低計算的復雜度。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案來實現的：
[0006] 基于壓縮域的考慮場景分類的手機足球視頻質量評估裝置，包括依次連接的編碼 壓縮模塊、獲取參數模塊和質量評估模塊；其中，
[0007] 編碼壓縮模塊，用于對輸入的原始視頻進行編碼壓縮；
[0008] 獲取參數模塊，用于將編碼壓縮后的視頻進行半解碼提取出壓縮域參數并對這些 參數進行處理，處理后的壓縮域參數用于后續(xù)的視頻質量評估；
[0009] 質量評估模塊，用于根據建立的視頻評價模型來計算手機足球視頻的質量。
[0010] 本發(fā)明進一步的改進在于，獲取參數模塊中最終用于視頻質量評估的壓縮域參數 包括：
[0011]對數編碼比特率LBR、分辨率SR、I幀殘差值RPVI、運動矢量大小MVM、I幀內4*4 編碼宏塊比例MPI、P幀幀內編碼宏塊比例MPP、近景判定參數STcloseup、中景判定參數 STmedium以及遠景判定參數STlong。
[0012] 基于壓縮域的考慮場景分類的手機足球視頻質量評估方法，包括以下步驟：
[0013] 1)編碼壓縮模塊對輸入的原始視頻進行編碼壓縮；
[0014] 2)獲取參數模塊將編碼壓縮后的視頻進行半解碼提取出壓縮域參數并對這些參 數進行處理，處理后的壓縮域參數用于后續(xù)的視頻質量評估；
[0015] 3)質量評估模塊根據建立的視頻評價模型來計算手機足球視頻的質量。
[0016] 本發(fā)明進一步的改進在于，步驟1)的具體實現方法如下：
[0017] 101)將輸入的原始視頻截成8s的視頻片段；
[0018] 102)利用H. 264格式進行編碼，每八幀中包括一個I幀，七個P幀；
[0019] 103)將每個原始視頻在三種分辨率及多種碼率下進行編碼，其中，三種分辨率分 別為 1280*720、848*480 及 576*320。
[0020] 本發(fā)明進一步的改進在于，步驟2)中獲取參數模塊中最終用于視頻質量評估的 壓縮域參數包括：
[0021] 對數編碼比特率LBR、分辨率SR、I幀殘差值RPVI、運動矢量大小MVM、I幀內4*4 編碼宏塊比例MPI、P幀幀內編碼宏塊比例MPP、近景判定參數STcloseup、中景判定參數 STmedium以及遠景判定參數STlong。
[0022] 本發(fā)明進一步的改進在于，近景判定參數STcloseup、中景判定參數STmedium和 遠景判定參數STlong由壓縮域參數經過場景分類算法得到，具體步驟如下：
[0023] 201)計算水平或垂直的運動矢量比例HMVR和MVM
[0024]
[0025] 其中，乂,和吧分別為第j幀中的水平方向及垂直方向的運動矢量的個數，％為 第j幀中全部的運動矢量的個數，Nsq為視頻序列中的全部幀數；
[0026] 202)初步場景判定
[0027] 當視頻HMVR小于等于70%時，將視頻判定為近景視頻或中景視頻；當視頻HMVR 小于60 %時，將視頻判定為近景視頻；當視頻HMVR大于70 %時，將視頻判定為遠景視頻或 中景視頻；當視頻HMVR大于90%時，將視頻判定為遠景視頻；
[0028] 203)結合MVM進行進一步的場景判定
[0029] 判定系數clai的計算公式為claHMVRXhAMVM，判定系數cla2的計算公式為 cla2=HMVRXh2-MVM;當clafthr對，視頻判定為近景；當cla>thrρ視頻判定為中 景；當cla2>thr2時，視頻判定為遠景；當cla2<thrjf，視頻判定為中景；其中h20， thr!= 45,h2= 80,thr2= 30 ；
[0030] 最終，由以上步驟判定出的近景視頻的STcloseup為1，STmedium和STlong為0; 中景視頻的STmedium為 1，STcloseup和STlong為 0 ;遠景視頻的STlong為 1，STcloseup 和STmedium為 0。
[0031] 本發(fā)明進一步的改進在于，I幀殘差值RPVI、運動矢量大小MVM、I幀內4*4編碼宏 塊比例MPI和P幀幀內編碼宏塊比例MPP為內容特征參數，由壓縮域參數經過計算得到， 具體如下：
[0032]I幀殘差值RPVI
[0033]
[0035] 其中Z代表量化系數的矩陣，表明左邊矩陣中的元素與右邊矩陣中相同位置的 元素相乘；HT為哈達嗎矩陣；EMB為一個矩陣能量的估計值；SI為I幀中宏塊的集合，N為像 素的數目；
[0036] 運動矢量大小MVM
[0037]
[0038] 其中^和yi為第i個運動矢量水平和垂直方向的大小，Nt為全部運動矢量的數 目；
[0039] I幀內4*4編碼宏塊比例頂PI
[0040]
[0041] 其中隊為視頻序列中I幀的數目，I為視頻序列每幀中宏塊的數目，為第 i個I幀中幀內4*4編碼宏塊的數目；
[0042] P幀幀內編碼宏塊比例頂PP
[0043]
[0044] 其中Np為視頻序列中P幀的數目，為視頻序列每幀中宏塊的數目，為第i 個P幀中幀內編碼宏塊的數目。
[0045] 本發(fā)明進一步的改進在于，質量評估模塊中的手機足球視頻評價模型Q用于計算 視頻的質量評分，其基本形式的計算公式為：
[0046]
[0047]其中α，β，γ為與壓縮域參數相關的系數。
[0048] 本發(fā)明進一步的改進在于，手機足球視頻評價模型中與壓縮域參數相關的系數的 計算公式為：
[0049] a = a1+b1 X SR+c1 X STcloseup+d1 X STlong+e1 X STmedium
[0050] β = a2+b2XSR+c2XMVM+d2XIMPI
[0051] γ = a3+b3XSR+c3XRPVI+d3X IMPI+e3X IMPP+f3XSTcloseup+g3XSTlong+h3XST medium
[0052] 系數α與SR,STcloseup,STlong,STmedium有關，系數β與SR,MVM,頂PI有關， 系數γ與SR,RPVI,頂PI,頂PP,STcloseup,STlong,STmedium有關；
[0053] 其中a"b"c" 山，e"a2,b2，c2，d2，a3,b3，c3，d3，e3，f3，g3,h3為{寸訓練系數。
[0054] 本發(fā)明進一步的改進在于，手機足球視頻評價模型中對視頻的評分等級為0-10 分制；0-2分表示視頻