视频介绍5-评价指标
评价不同视频编解码性能主要通过如下几个方面来进行:
1)比特率,或者叫码率
2)计算成本(或者复杂度),如果是纯软编码,则可以通过CPU消耗来评估
3)质量,也叫失真情况
4)可伸缩性
5)对错误的稳健性
6)互操作性,这里主要是指和其他标准的互操作能力
在水平应用场景,为了能够得到较高的压缩比,会将视频的码率设置得比较低。但为了兼容不同设备的播放效果,需要对质量进行把控。质量也就是主观或客观的看输出视频的播放效果。平均意见得分(MOS,Mean Opnion Sore,平均意见分)是衡量主观质量的标准之一,是通过一群人观看一组视频,并对这些视频进行质量等级确定,也即表示对于给定的视频片段,所有观察者给出的等级平均,取值0-100或0-5,值越大,代表主观感受越好。
当前已有针对H264、HEVC在不同分辨率,不同码率下进行测试得出相应的MOS曲线图。如果需要视频的MOS值达到5(满分为5),那么H264视频,其分辨率1080p的对应码率需要达到11.5M左右;MOS=4时,1080p对应的码率约为7.5M;MOS=3时,1080p对应的码率约为4.2M。
在同等的码率下,不同视频压缩编码方式的视频质量有如下关系:
HEVC > H.264 > MPEG4 > H.263 > MPEG2。从主观评价试验可以看出,HEVC基本上比H.264节约了50%的码率。
实际观看过程中,不同的终端设备,需要最优的分辨率展示和码率可能不用达到最佳MOS值,反而在MOS=4或者3之间,可能也已经达到很好的效果了。
但是主观质量的评测是耗时耗力的,而且对于实时的在线转码也很不实用。在视频转码后,最大的测试痛点应该也是怎么去确定转码后视频的质量。
除了主观量产标准,还有客观度量标准,有数据度量标准、图像度量标准和基于包和比特流的度量标准。客观度量也可以按照所需要的参考视频信息量,分为全参考度量标准、无参考度量标准和缩减参考矩阵。
1)峰值信噪比PSNR和均方差MSE是数据度量标准
2)图像度量主要是从失真和内容对于所感知质量的影响
3)基于包和比特流是主要用来测量网络损失对视频质量的影响
4)全参考需要对原始视频和目标视频的对比,适用于性能测试
5)缩减参考是从原始序列中提取数据来进行对比,适用于实况监视
6)无参考法,只工作在处理过的视频序列上,对源信息不进行访问,适用于实况监视
峰值信噪比PSNR是当前仍最流行的质量度量标准,特别是在率失真性能风险中。根据调查发现,对于特定的内容,随着比特率(码率)增加,PSNR总是随着主观质量单调增加,也就是说PSNR是质量变化的表征,非常适用于编译环节中的性能评判指标。但是在不同视频内容时,PSNR的效果就比较有限了。
除了如上几种,后面也衍生出了其他的指标,比如通用图像质量指标(UIQI,Universal Image Quality Index)、SSIM、MSSIM等。
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