2015年7月13日
By 1月时特约编辑
专题文章

视频质量测量需要客观和主观的测试

我花了很多时间评估视频质量, 有时是为了比较不同的编解码器, 但更多的是为了确定最佳的编码技术. 例如, 3秒的i帧间隔是否比1秒的间隔提供更好的质量? VBR vs呢. CBR，或非常慢的x265预设相比中? 唯一知道的方法是对两种方式进行编码并比较结果.

在高水平上, 评估质量有两种选择:客观比较和主观比较. 客观测试用数学方法比较源文件和编码文件，并给出每个文件的分数. 对于主观比较，您可以直观地比较编码的文件. 每种方法都有其优缺点，我将在本专栏中讨论.

让我们从客观比较开始. 有多种衡量标准, 峰值信噪比(PSNR), 结构化相似度指数, 视频质量矩阵, 和SSIMPlus, 正如它的名字所暗示的那样, 声称它的测量能力超越了SSIM. 直观地, 每个指标的效用与其预测人眼如何评估文件的能力有关, 或者主观结果的相关性. 一个具有100%相关性的度量标准将在100%的时间内预测主观结果，并且非常有用. 相关性为50%的指标在一半的时间内可以预测结果，因此是无用的.

除了相关, 度量标准是根据它们有意义地区分各种备选方案的能力来判断的. 例如, 去年夏天的一个咨询项目涉及使用16个测试文件比较5种不同配置下的3种HEVC编解码器. 使用PSNR、SSIM和VQM度量来测量文件莫斯科国立大学视频质量测量工具 (VQMT).

在PSNR测试中，最高和最低评级的编解码器之间的差异为2.35%，并且没有测试用例的差异大于7.5%，一个我用来标记显著差异的人为阈值. 对于SSIM，最佳与最差的差异为0.77%，没有测试文件变化了7.5%或更多. 对于VQM，差异为7.2%，并且有8个测试用例打破了7%.5%的门槛，包括21%和34%的门槛. 这些差异是纯金, 特别是因为VQMT使查看文件中的差异并确认结果变得很简单. VQM度量准确地预测了主观结果，并有意义地区分了备选方案, 它成为了我常用的度量.

现在我正在测试由SSIMWave驱动的视频质量体验监视器, 使用SSIMPlus的, 我们来看看这是否能推翻VQM. 无论哪种方式, 客观测试的缺点是，它产生的数字可能缺乏视角. 例如, 如果一个编码器的VQM分数比另一个编码器高5%，你会多花多少钱? 如果非常慢的x265预设比中等预设提高了10%的VQM, 但花了三倍的时间, 你会用它吗?? 显然，答案与选项之间实际可见的差异有关. 我也经常用主观测试来补充客观测试，因为这是它们的核心, 这些指标测试逐帧比较, 有些人工制品似乎只有在实时回放时才会出现.

主观测试的一个明显问题是，使用多个主题进行测试既耗时又昂贵. 出于这个原因, 大多数压缩师依靠他们自己的“金眼睛”,从多年的质量对比中磨练出来的.

在过去, 我通过将压缩文件导入Premiere Pro序列来进行静态帧比较，这样我就可以轻松地输出比较帧. 现在, 对于单帧比较, 我使用VQMT, 哪一个可以加载一个源文件和两个编码的变体, 并允许您在任意一个帧上切换所有三个文件. 用于实时回放, 我使用先锋视频的视觉比较工具, 哪个选项支持三个回放视图, 肩并肩, 分屏, 和覆盖.

作为压缩师，我们的判断标准是输出的质量. 如果不结合客观和主观测试，你就无法有意义地微调压缩设置.

本专栏刊登于《百家乐app下载》七/八月号 流媒体杂志 作为“评估质素”.”