H.265编码视质量评价.doc

H.265编码视频质量评价 摘要：本文着重研究了H.265编码的高清视频质量评价方法，以用于未来测试H.265编码器的性能。根据ITU VQEG 的最新研究进展，介绍了高清视频的主观评价和客观测量方法，并且分析了目前已有的客观测量技术的主要实现方法和与主观评价方法相关度的结果，最后给出H.265编码视频质量测量技术的发展建议，并指出针对H.265编码器的测试，实验室环境，全参考的方法是首选，而无参考的方法是研究趋势。 关键词:?H.265?高清视频质量评价? 客观测量方法 一、引言 H.265视频解码器，又称高效率视频编码（HEVC，High Efficiency Video Coding），是JCT-VC ( The Joint Collaborative Team on Video Coding )正在设计的最新视频编码算法，以取代目前用于高清和全高清（1920×1080）视频编解码的H.264标准。通过运动图像专家组（MPEG，Motion Picture Experts Group）和ITU-T的协作努力，目前H.265已经完成草案，预计在2013年初发布标准。据H.265的发言人，新的视频标准在数据传输和码流效率上较之前的编码算法，将提高67％。针对网络传输流媒体的分辨率越来越大，对于带宽要求也越来越高的情况，H.265可提供类似质量下更小的码率。 H.265标准发布后，对于不同厂家H.265编码器的测试将是非常艰巨的任务。如何准确的测量H.265编码的视频质量，是值得探讨和研究的。目前测量编码器的效果，多用测量编码后的视频质量来反应。针对H.265编码后的高清视频，应着重研究高清视频的质量评价技术。目前比较常用的视频质量客观评价标准是PSNR。PSNR是最普遍，最广泛使用的评价视频质量的客观测量方法，不过许多实验结果都显示，PSNR的分数无法和人眼看到的视觉品质完全一致，而对于PSNR来说，有可能PSNR较高者看起来反而比PSNR较低者差。这是因为人眼的视觉对于误差的敏感度并不是绝对的，对于高清视频，由于分辨率较高，人眼对于细节的敏感度有可能降低，比如几个图像边缘像素的损伤，比起同样视频低分辨率的来说就显得微不足道。同样视频低分辨率格式的和高分辨率格式的PSNR一样的情况下，高分辨率的人眼观看质量感觉会更好些。 所以客观测量方法结果如何尽量逼近主观评价的结果，是视频质量评价的研究重点。下面章节将首先介绍高清视频的主观评价技术，然后根据ITU目前已有的客观测量方法标准化工作，分析高清视频质量客观评价技术，最后给出H.265编码视频质量测量技术的发展建议。 二、主观评价技术 主观评价，即组织一定数量的观看者，根据自己观看视频的感官，为视频质量打分。高清视频（HDTV）的主观评价技术，参见ITU-T P.910[1]，一般采用ACR –HR（The Absolute Category Rating scale method with Hidden Reference）的方法，同一时间只显示一个视频，可以是原始无损伤视频SRC (Source Reference Channel or Circuit)，也可以是编码后的损伤视频PVS （Processed Video Sequence），如图1，一般显示时间为10s。 图1 主观评价视频显示间隔 ? 然后观看者根据表1给视频级别给视频打分，如图1，一般情况下，先显示原始没有损伤的视频，然后显示损伤视频。打分软件后台对分数进行分析，可以取SRC与PVS之差DMOS（Difference Mean Opinion Score）值，也可以只取PVS的分值MOS值。某个视频最终的DMOS和MOS值取参与打分者的平均值。 5 Excellent 4 Good 3 Fair 2 Poor 1 Bad ????????????????????????????????????????????????????????? 表 1?? 视频感官质量等级 根据ITU-R BT.500-12，在一般情况下，对于分辨率为高清（1080p）的视频，每位观众坐在直接观看距离等于三倍画面高度的地方（即3H=3*1080）观看视频。对于高清视频来说，显示终端比较统一，统一采用HDTV或LCD显示器。 三、客观测量技术 客观测量方法的结果应尽量逼近主观评价的结果，即客观测量的DMOS或MOS值，应与主观评价的DMOS或MOS值有较高的相关度。目前，最简单的客观测量方法，就是PSNR，但是效果不理想。除此以外，全参考测量（Full-Reference, FR），部分参考测量（Reduced-Reference, RR）和无参考测量（No-Reference, NR）是目前国际研究的重点视频质量客观评价