压缩视频图像质量客观评估模型的研究

摘要

传统图像或视频质量的评估是通过主观实验来完成的，虽然准确性很高，但需要消耗大量的时间与人力，并且无法达到实时评估的效果，在网络视频业务中也无法应用。因此，图像质量的客观评估模型已成为研究热点，其目的在于建立与主观评估效果相当的客观算法，使之不依赖主观参与，从图像本身给出图像质量的指标。 论文首先研究了数字视频压缩编码技术以及H.264和AVS视频编码标准，然后在此基础之上，分别研究了评估压缩视频质量的主观方法和客观方法。接着，通过主观实验和客观PSNR指标两种方法，比较了H.264和AVS在CIF和SD视频格式下编码图像的质量。通过DSCQS实验发现，在大多数测试序列上，H.264编码的图像质量略优于AVS，但在高码率段，AVS编码的图像质量已经与H.264十分接近。实验同时发现，PSNR与主观实验结果的相关性较低，不能准确地预测视频图像质量。通过主观实验对评估者感知的图像损伤类型进行了调查，结果表明图像模糊是影响图像质量的最主要的因素。 鉴于图像模糊在图像质量中的重要性，本文提出了一种全参考感知图象模糊的客观评估模型FPBM。该模型首先引入了人眼视觉特性，即以CSF为依据，将图像在空间频率上分解成多个频率通道；其次又引入了人眼感兴趣区域，即通过眼动实验获得了观测者在观测视频序列时所关注的区域。实验分析表明，该模型预测的模糊程度与所有62个测试序列的主观模糊程度的Pearson相关系数达到0.934，表明该模型对预测视频图像的感知模糊程度具有较高的准确性。对该模型中的感兴趣区域因素的进一步分析表明，感兴趣区域因素能够显著提高图像模糊评估模型的准确性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩写词列表

声明

第一章绪论

1.1课题的背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3课题主要研究内容及工作安排

1.3.1主要研究内容

1.3.2工作安排

第二章数字视频压缩编码

2.1视频压缩的基础知识

2.1.1采样与显示

2.1.2色度空间

2.1.3采样格式与图像格式

2.2视频压缩编码技术的研究

2.2.1视频压缩的背景

2.2.2视频压缩编码技术简介

2.3视频压缩编码标准H.264与AVS的研究

2.3.1 H.264性能分析

2.3.2 AVS性能分析

2.4本章小结

第三章压缩视频的图像质量

3.1压缩视频损伤的分类

3.2图像质量主观评估方法的研究

3.2.1双刺激图像质量分级法(DSCQS)

3.2.2主观实验环境

3.3图像质量客观评估方法的研究

3.3.1基于图像像素级差异的度量

3.3.2基于人眼视觉系统的模型

3.3.3基于图像损伤的评估模型

3.3.4客观评估算法的性能与分析

3.4H.264与AVS编码性能的主客观比较

3.4.1 CIF视频质量的比较

3.4.2 SD视频质量的比较

3.4.3主观评估结果与PSNR的比较

3.4.4影响视频质量的损伤分析

3.5本章小结

第四章图像模糊的客观评估模型

4.1引言

4.2全参考感知图像模糊评估模型

4.2.1人眼感兴趣区域

4.2.2多频率通道的没计

4.2.3模型建立与线性回归分析

4.3实验与结果分析

4.3.1图像模糊的主观评估实验

4.3.2主观实验数据的分析与处理

4.3.3 FPBM模型的建立与分析

4.3.4 FPBM模型中感兴趣区域因素的影响

4.4本章小结

第五章总结与展望

5.1全文工作总结

5.2存在的问题及下一步工作建议

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

参考文献