无参考视频质量评估的策略与方法优化

视频质量评估策略分为主观评价与客观评估两类，主观质量评估能够准确地评估视频质量，其结果也是目前各类评估策略中最可靠的。但对测试环境的要求极为严格，操作流程复杂，受人为因素影响较大，且实时性差，无法用于实时视频传输。客观质量评估策略分为全参考质量评估、部分参考质量评估、无参考质量评估策略等三类。应用时分别要求全部、部分、不需要原始视频。如目前运用最为广泛的基于PSNR的评估策略需要全部原始视频序列。部分参考质量评估策略需获取原始视频和接收端视频的部分特征信息，进行分析和比较后才能得到最终的评估结果。从实时性的角度考虑，无参考质量评估策略不需要原始视频，适合在视频传输过程中对接收端视频质量进行在线评估。因此，设计合适的无参考质量评估策略，对提高视频传输系统的可靠性与实时性有重要意义。

由于当前基于PSNR的评估策略并不适合对视频质量进行实时评估，通过对大量的实验结果进行分析和研究，发现视频失真与发送速率的关系可以采用对数函数进行描述，同时与丢包率、时延等QoS 参数成反比例关系。在此基础上，进一步考虑帧的播放速率、时延抖动等参数对视频传输质量的影响，提出如下形式的无参考视频质量评估策略：

式中，Sv、D、Ploss、J分别为视频发送速率、时延、丢包率及时延抖动，Vq为视频质量评估结果。C1、C2、C3、C4、C5 为参数，其值可以在实验中采用基于线性回归的方法进行计算。σ为视频序列的时域复杂度，采用文献[12-13]的方法进行计算，如下式所示：(www.xing528.com)

其中，R为编码速率，Qp为量化参数，a、b为常数，分别取1240，0.003。

从式（6.1）和（6.2）可以看出，与传统的基于PSNR的视频质量评估策略相比，上述方法不但计算量较小，而且无须原始视频序列，有利于在线计算。另外，该方法结合QoS 参数，考虑了视频序列在编码时的时域复杂度，避免了目前典型的无参考视频质量评估策略中复杂的视频失真与视觉敏感度分析，其可靠性与准确性也在后续的仿真实验中得到了验证。