网络丢包的无参考视频质量评估方法研究

【摘要】IP(InternetProtocol)网络和移动通信的迅猛发展，使得视频信息在IP网络和移动通信网络中的处理和传输受到越来越多的关注。如何对视频质量进行准确有效的评估，已成为在视频压缩、处理以及传输等研究领域迫切需要解决的问题之一。网络丢包是导致视频质量下降的主要原因之一，论文针对网络丢包的无参考视频质量评估进行了深入的研究，主要研究工作着眼于提高客观频质量评估的实时性和有效性。分别从H.264/AVC编码新特性、丢帧类型、丢包率、包丢失集中度和人眼视觉容忍特性对视频质量的影响等方面进行了深入的研究。主要研究内容包括：1.H.264/AVC网络视频的丢包失真评估。针对由H.264/AVC所使用的新编解码技术引起信道误码、空时域误码传播、空时域误码掩盖及去方块滤波对视频质量的影响，给出了一种计算网络视频丢包失真MSE(MeanSquareError)的无参考视频质量评估算法，该算法充分考虑了空时域误码传播、误码掩盖算法和编码器特性对视频质量的影响，并且计算复杂度低，可以进行实时网络视频质量监控。实验结果表明，使用该算法能够较准确地反映视频质量MSE。并结合视频内容空时域特性，对全参考视频质量评估方法SSIM(StructuralSimilarityMetric)进行改进，给出一种基于SSIM的半参考视频质量评估算法。实验结果表明，使用该算法得到的客观视频质量能够较准确地反映视频的主观质量。2.考虑丢帧类型的无参考视频质量评估模型。针对网络视频质量评估需要满足实时性和低资源开销等要求，给出一种无参考网络视频质量评估模型。该模型考虑了丢失不同帧类型、视频内容和丢包影响单帧时人眼视觉容忍特性对视频质量的影响，且不需要对视频完全解码，具有资源开销小、实时性好的特点，适合对实时传输的视频流进行质量评估。实验结果表明，使用该视频质量评估模型测得的视频丢包失真质量评分与其主观质量评分具有很好的一致性，相比于国际标准G.1070中的丢包视频质量评价模型，该模型与主观质量评价的相关性平均提高了6.96%。3.考虑包丢失特性的无参考网络视频质量评估模型。针对相同包丢失率不同包丢失集中度对视频质量影响不同的问题，提出一种考虑包丢失特性的无参考网络视频质量评估模型。该模型依据码流信息在压缩域计算视频的时域复杂度，以及包丢失率对视频质量的影响因子；为了解决包丢失集中度对视频质量的影响，提出在压缩域计算包丢失集中度的方法，进而提出由于丢包引起的视频质量下降的视频质量评估模型，因此适用于具有版权保护的视频序列质量评估，并且资源开销小。实验结果表明，使用该模型测得的视频包丢失质量评分与其主观质量评分有很好的一致性，相比于国际标准G.1070中的丢包视频质量评价模型，该模型与主观质量评价的相关性平均提高了6.18%。4.考虑人眼视觉容忍特性的无参考网络视频质量评估模型。视频通信的最终信宿是人，对视频质量的评价取决于人眼的主观感受，因此合理的视频质量评估方法必须符合人眼的视觉特性，给出一种考虑人眼视觉特性的无参考视频质量评估模型。首先对网络丢包、误码传播以及包丢失在视频帧内的位置对视频帧质量的影响进行了详细的研究；然后分析了网络丢包影响多帧时的人眼视觉容忍性对视频序列质量的影响；最后通过对视频序列时域失真的研究进而得到整个视频序列的客观质量。该模型充分考虑人眼视觉系统的空时域掩盖效应及容忍性、视频内容、包丢失位置、视频序列的时域失真对视频质量的影响，并且该模型只对接收的码流进行简单的包头分析即可得到所需信息，因此具有资源开销小、实时性好的特点，适合对实时传输的视频流进行质量监控。实验结果表明，使用该视频质量评估模型测得的视频丢包失真质量评分与其主观质量评分有很好的一致性。
【作者】刘河潮；
【导师】杨家玮；常义林；
【作者基本信息】西安电子科技大学，军事通信学，2013，博士
【关键词】无参考视频质量评估；网络视频；网络丢包；丢包率；包丢失集中度；视觉容忍性；

【参考文献】
[1]方晶.兼顾流动人口的太原市城中村住房改造问题研究[D].山西财经大学,社会保障,2014,硕士.
[2]黄荣杰.呋喃唑酮扩张型心肌病大鼠心室重构的研究[D].广西医科大学,心血管内科,2003,硕士.
[3]田歆.消费者使用网络信息源搜寻信息努力的影响因素研究[D].浙江大学,2006.
[4]潘宏.基于现代信息技术获取与分析植物病理学数据[D].华中农业大学,植物病理学,2014,硕士.
[5]阙丽娟,刘冰.我国冷链物流发展的对策分析[J].电子商务,2014,08:5-6.
[6]王一如.亚里士多德与佩雷尔曼修辞学比较[D].中国政法大学,逻辑学,2013,硕士.
[7]李乾.天麻及天麻素对兔坐骨神经再生修复影响的实验研究[D].桂林医学院,骨外科学,2012,硕士.
[8]施世鸿.高压输电线路故障测距研究[D].浙江大学,2008.
[9]杨安.基于金属结构单元的特异材料对电磁波的调控[D].江苏师范大学,光学,2013,硕士.
[10]陈珑音.论青花瓷的装饰纹样及其在现代装饰领域的应用[D].北京林业大学,设计艺术学,2013,硕士.
[11]彭金柱.大型冷凝器清洗机器人的智能鲁棒控制方法研究[D].湖南大学,2008.
[12]张明月.基于出租车轨迹的载客点与热点区域推荐[D].湖南科技大学,理学,2013,硕士.
[13]蒋志新.《道藏通考》翻译报告[D].西南交通大学,翻译,2014,硕士.
[14]王丽君.低压配电系统串联故障电弧诊断方法的研究[D].沈阳工业大学,电机与电器,2013,硕士.
[15]周锋.智能代理技术在网络管理中的应用与仿真实现[D].西安电子科技大学,2001.
[16]熊文伟.基于OSGi的无线传感器网络网关系统[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2012,硕士.
[17]张素子.慈善行为的道德评价研究[D].广西民族大学,伦理学,2013,硕士.
[18]徐侃.MV视觉软件包摄像机标定模块设计与算法研究[D].华中科技大学,机械电子工程,2013,硕士.
[19]王文娟.基于低碳经济背景下我国出口贸易对碳排放效应的实证分析[D].杭州电子科技大学,国际贸易学,2013,硕士.
[20]郝彦龙.催化臭氧化含氮杂环类难降解有机物的研究[D].河北科技大学,环境工程,2013,硕士.
[21]杜平,胡贤磊,赵忠,何纯玉,刘相华,靳少平,吴尚超.邯钢中厚板纵向变截面轧制的微跟踪模型及应用[J].冶金自动化,2007,05:45-48.
[22]王保华,何世伟.不确定环境下物流中心选址鲁棒优化模型及其算法[J].交通运输系统工程与信息,2009,02:69-74.
[23]高珊.成本预算管理系统设计研究[D].天津大学,软件工程,2013,硕士.
[24]漆良华.湖南省马尾松飞播林综合经营技术研究[D].中南林学院,森林培育,2003,硕士.
[25]柴瑞娟.北宋史官制度研究[D].河北师范大学,中国古代史,2014,硕士.
[26]张贵领.基于SMT-Sweeping的多引擎等价性验证系统[D].吉林大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[27]李爽.辽河油田欢616区块莲花油层精细描述及二次开发研究[D].东北石油大学,地质工程（专业学位）,2013,硕士.
[28]李晓锋.汽配行业跨境小额电子商务运作模式研究[D].广东财经大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[29]胡建武.基于网格技术的电子商务解决方案研究[D].西安建筑科技大学,计算机应用,2004,硕士.
[30]胡中明.中高纬暴雪形成的统计分析和机理研究[D].南京气象学院,气象学,2003,硕士.
[31]宋静.微波数字式移相器的研究[D].合肥工业大学,电路与系统,2004,硕士.
[32]蒋淑婉.论网络环境下图书馆用户知识挖掘[J].高校图书情报论坛,2005,03:13-17.
[33]李頔.近代民间服饰中的苏绣针法研究[D].江南大学,服装设计与工程,2012,硕士.
[34]李绍燕.天津土地更新与城市营造初探[D].天津大学,2004,硕士.
[35]周妍妍.地黄饮子对痴呆大鼠学习记忆、酶学及生长抑素表达影响的研究[D].黑龙江中医药大学,中医基础理论,2004,硕士.
[36]刘飞.长春市初中田径传统学校运动员选材现状的调查分析[D].东北师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[37]张弛.从谷文达入手探究实验水墨如何进入当代语境[D].云南艺术学院,当代艺术史研究,2014,硕士.
[38]覃维.隧道支护侵限机理分析及换拱方案优化研究[D].长安大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[39]樊飞飞.初中生积极心理品质的量表编制及培养研究[D].苏州大学,发展与教育心理学,2014,硕士.
[40]陈宗奇.论公安交通管理服务创新[D].福建师范大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[41]刘浪.矿山充填膏体配比优化与流动特性研究[D].中南大学,采矿工程,2013,博士.
[42]金灿,王川,涂国良,俞传明.合成2-丁基-1,3-二氮杂螺[4.4]壬-1-烯-4-酮的工艺改进[J].合成化学,2013,01:106-108.
[43]马正风.网络口碑、品牌形象与消费者购买意愿关系研究[D].南京师范大学,企业管理,2012,硕士.
[44]黄宗志.铁路网络演化与社会经济发展的关联关系研究[D].西南交通大学,交通运输规划与管理,2014,硕士.
[45]孙菲菲.清代山东八旗驻防研究[D].辽宁大学,中国古代史,2012,硕士.
[46]刘涛.化浊解毒方对肝纤维化大鼠血清中TGF-β1及肝组织中CTGF的作用研究[D].河北医科大学,中西医结合临床,2013,硕士.
[47]伍志超.高频超声监测内毒素兔心脏与肾脏血流动力学变化[D].川北医学院,麻醉学,2014,硕士.
[48]何美佳.不同输出任务对非英语专业学生词汇附带习得影响的实证研究[D].渤海大学,课程与教学论,2014,硕士.
[49]陈曦.区域语境中的“女性”及其意识[D].福建师范大学,中国现当代文学,2004,硕士.
[50]吴鹏举.光伏并网通信管理机的设计与实现[D].北京交通大学,电气工程（专业学位）,2013,硕士.