基于码流的网络视频无参考质量评估方法研究

视频已逐渐成为宽带及无线网络的主要业务，对网络视频进行便捷有效的质量评估，是开展网络视频应用的基本保障，同时具有重要的理论意义。本项目将研究在没有参考视频的情况下，仅利用码流信息对网络视频进行符合人眼主观感受的客观质量评估。主要创新性研究包括：考虑人眼时、空域掩盖效应，研究基于量化因子的视频帧压缩失真模型；根据率失真特性分析，研究根据压缩速率和量化因子预测视频时、空域复杂度的方法；结合视频的时、空域复杂度，预测数据丢失对视频帧主观质量的影响，建立出错视频帧质量评估模型；考虑帧率变化、停顿、连续低质量等因素，建立符合人眼视觉特性的视频帧质量时域联合模型。结合上述研究，形成系统的基于码流的网络视频无参考质量评估方法。相关成果亦可间接用于失真度量，是优化视频编码技术、视频通信机制的重要理论基础。

在网络视频迅速发展的背景下，如何对网络视频的质量进行便捷、有效的评估，是网络视频应用中一个迫切需要解决的重要问题。本课题针对网络视频应用对视频质量进行监控的需求，提出“基于简单的码流分析”对网络视频的感知质量进行无参考评估。与传统基于像素的视频质量评估方法相比，基于码流的方法不必进行解码重建，复杂度很低，且可利用码流中包含的编码和网络状态信息，可取得较高的评估精度。该类方法适用于在网络节点对大量视频流业务质量进行监测，是视频通信质量控制系统的关键模块。在本课题的开展过程中，基于码流分析的视频质量评估逐渐发展成为国际国内的研究热点，课题组全程参与了相关国际标准的标准化工作。. 课题按照研究计划顺利开展。经过3年多的研究，取得了丰硕的研究成果：共发表期刊论文22篇（SCI检索11篇，EI检索18篇），国际会议论文8篇（EI检索8篇），其中在IEEE会刊（即Transactions）上发表论文８篇，授权及申请专利６项。在基于视频流或数据包的无参考视频质量评估方面取得了多项突破。特别是在网络视频流的无参考质量评估领域取得了世界领先地位，在IEEE Communications Magazine上发表了网络视频质量评估的综述性论文，前瞻性地综述了该领域的关键技术及未来发展方向。. 代表性成果有：1）首次提出了基于码流分析的网络视频质量评估框架，并分别针对压缩失真评估、丢包对视频质量影响、时域联合模块进行了研究，提出了相应的模型，发表了多篇高水平论文，相关论文已经成为国内外同行研究网络视频质量评估的重要参考。2）首次实现了一套完整的基于码流的无参考视频质量评估方法。相关成果发表在视频领域最权威的期刊“IEEE Trans. on CSVT”上，且该评估方法已经成功应用到了华为公司的IPTV产品中。据我们所知，该项研究成果是最早公开的可以实际应用的基于码流的无参考视频质量评估方法，该研究成果已作为核心技术被ITU-T的视频质量评估标准P.NBAMS接收。3）针对实时视频质量评估的需求，提出了一套完整的包层网络视频质量评估方法，相关成果发表在IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing上，其核心技术被ITU-T的视频质量评估标准P.NAMS接收。