基于压缩域的考虑场景分类的手机足球视频质量评估装置和方法
【技术领域】：
[0001] 本发明属于视频技术领域，具体涉及一种基于压缩域的考虑场景分类的手机足球 视频质量评估装置和方法。
【背景技术】：
[0002] 随着移动设备及视频应用的发展，越来越多的用户选择用手机观看视频，但手机 的观看屏幕较小及传输带宽的限制在很大程度上影响了用户的观看体验。尤其是对于足球 视频来说，足球视频中存在较快的运动及较小的物体，这些都极大的影响了用户的观看体 验。
[0003] 针对以上问题，目前的许多研究都集中于建立准确的视频质量评估模型来提高视 频的质量。传统的视频质量评估方法根据利用的与原始视频相关的信息的多少可以分为全 参考，半参考及无参考。无参考的评估方法由于不需要利用原始视频中的信息具较高的实 时性及实用性。无参考方法又可分为基于像素域及基于压缩域的方法，基于压缩域的方法 不需要完全解码视频流就能获得压缩域的信息，因此具有较低的计算复杂度与实时性。目 前关于视频质量评价的研究虽然考虑了视频内容对用户感受质量的影响，但对于足球这一 特定种类的视频，这些研究并没有考虑用户对于其不同场景关注点的差异。
【发明内容】
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[0004] 本发明的目的是针对目前对手机足球视频质量评估方法的不足，提供了一种基于 压缩域的考虑场景分类的手机足球视频质量评估装置和方法，用于对手机足球视频进行场 景分类以提高评估的准确性，并采用压缩域的方法以降低计算的复杂度。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：
[0006] 基于压缩域的考虑场景分类的手机足球视频质量评估装置，包括依次连接的编码 压缩模块、获取参数模块和质量评估模块；其中，
[0007] 编码压缩模块，用于对输入的原始视频进行编码压缩；
[0008] 获取参数模块，用于将编码压缩后的视频进行半解码提取出压缩域参数并对这些 参数进行处理，处理后的压缩域参数用于后续的视频质量评估；
[0009] 质量评估模块，用于根据建立的视频评价模型来计算手机足球视频的质量。
[0010] 本发明进一步的改进在于，获取参数模块中最终用于视频质量评估的压缩域参数 包括：
[0011]对数编码比特率LBR、分辨率SR、I帧残差值RPVI、运动矢量大小MVM、I帧内4*4 编码宏块比例MPI、P帧帧内编码宏块比例MPP、近景判定参数STcloseup、中景判定参数 STmedium以及远景判定参数STlong。
[0012] 基于压缩域的考虑场景分类的手机足球视频质量评估方法，包括以下步骤：
[0013] 1)编码压缩模块对输入的原始视频进行编码压缩；
[0014] 2)获取参数模块将编码压缩后的视频进行半解码提取出压缩域参数并对这些参 数进行处理，处理后的压缩域参数用于后续的视频质量评估；
[0015] 3)质量评估模块根据建立的视频评价模型来计算手机足球视频的质量。
[0016] 本发明进一步的改进在于，步骤1)的具体实现方法如下：
[0017] 101)将输入的原始视频截成8s的视频片段；
[0018] 102)利用H. 264格式进行编码，每八帧中包括一个I帧，七个P帧；
[0019] 103)将每个原始视频在三种分辨率及多种码率下进行编码，其中，三种分辨率分 别为 1280*720、848*480 及 576*320。
[0020] 本发明进一步的改进在于，步骤2)中获取参数模块中最终用于视频质量评估的 压缩域参数包括：
[0021] 对数编码比特率LBR、分辨率SR、I帧残差值RPVI、运动矢量大小MVM、I帧内4*4 编码宏块比例MPI、P帧帧内编码宏块比例MPP、近景判定参数STcloseup、中景判定参数 STmedium以及远景判定参数STlong。
[0022] 本发明进一步的改进在于，近景判定参数STcloseup、中景判定参数STmedium和 远景判定参数STlong由压缩域参数经过场景分类算法得到，具体步骤如下：
[0023] 201)计算水平或垂直的运动矢量比例HMVR和MVM
[0024]
[0025] 其中，乂,和吧分别为第j帧中的水平方向及垂直方向的运动矢量的个数，％为 第j帧中全部的运动矢量的个数，Nsq为视频序列中的全部帧数；
[0026] 202)初步场景判定
[0027] 当视频HMVR小于等于70%时，将视频判定为近景视频或中景视频；当视频HMVR 小于60 %时，将视频判定为近景视频；当视频HMVR大于70 %时，将视频判定为远景视频或 中景视频；当视频HMVR大于90%时，将视频判定为远景视频；
[0028] 203)结合MVM进行进一步的场景判定
[0029] 判定系数clai的计算公式为claHMVRXhAMVM，判定系数cla2的计算公式为 cla2=HMVRXh2-MVM;当clafthr对，视频判定为近景；当cla>thrρ视频判定为中 景；当cla2>thr2时，视频判定为远景；当cla2<thrjf，视频判定为中景；其中h20， thr!= 45,h2= 80,thr2= 30 ；
[0030] 最终，由以上步骤判定出的近景视频的STcloseup为1，STmedium和STlong为0; 中景视频的STmedium为 1，STcloseup和STlong为 0 ;远景视频的STlong为 1，STcloseup 和STmedium为 0。
[0031] 本发明进一步的改进在于，I帧残差值RPVI、运动矢量大小MVM、I帧内4*4编码宏 块比例MPI和P帧帧内编码宏块比例MPP为内容特征参数，由压缩域参数经过计算得到， 具体如下：
[0032]I帧残差值RPVI
[0033]
[0035] 其中Z代表量化系数的矩阵，表明左边矩阵中的元素与右边矩阵中相同位置的 元素相乘；HT为哈达吗矩阵；EMB为一个矩阵能量的估计值；SI为I帧中宏块的集合，N为像 素的数目；
[0036] 运动矢量大小MVM
[0037]
[0038] 其中^和yi为第i个运动矢量水平和垂直方向的大小，Nt为全部运动矢量的数 目；
[0039] I帧内4*4编码宏块比例頂PI
[0040]
[0041] 其中队为视频序列中I帧的数目，I为视频序列每帧中宏块的数目，为第 i个I帧中帧内4*4编码宏块的数目；
[0042] P帧帧内编码宏块比例頂PP
[0043]
[0044] 其中Np为视频序列中P帧的数目，为视频序列每帧中宏块的数目，为第i 个P帧中帧内编码宏块的数目。
[0045] 本发明进一步的改进在于，质量评估模块中的手机足球视频评价模型Q用于计算 视频的质量评分，其基本形式的计算公式为：
[0046]
[0047]其中α，β，γ为与压缩域参数相关的系数。
[0048] 本发明进一步的改进在于，手机足球视频评价模型中与压缩域参数相关的系数的 计算公式为：
[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] 系数α与SR,STcloseup,STlong,STmedium有关，系数β与SR,MVM,頂PI有关， 系数γ与SR,RPVI,頂PI,頂PP,STcloseup,STlong,STmedium有关；
[0053] 其中a"b"c" 山，e"a2,b2，c2，d2，a3,b3，c3，d3，e3，f3，g3,h3为{寸训练系数。
[0054] 本发明进一步的改进在于，手机足球视频评价模型中对视频的评分等级为0-10 分制；0-2分表示视频