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新兴多媒体业务感知质量评估技术研究

邹文杰  
【摘要】:随着多媒体技术的飞速发展,新兴多媒体业务如图片分享、图片浏览、网络视频点播、360度全景视频点播等业务在人们日常生活中的应用越来越广泛并逐渐成为人们日常生活中不可或缺的部分。用户对一项业务的实际体验是决定一项业务成败的决定性因素,因此,用于评估新兴多媒体业务感知质量的质量评估技术研究显得日益重要。然而,新兴多媒体业务带给用户的主观感受不仅取决于多媒体自身的质量,还与承载多媒体业务的媒体显示设备等多种因素相关,如何准确分析各影响因素与用户感知质量之间的关系是当前多媒体感知质量评估研究中的难点。目前,对这些新兴多媒体业务体验质量评估的研究较为缺乏。因此,本文重点研究了智能手机终端图片浏览业务、基于HTTP的动态自适应流媒体业务和虚拟现实场景中360度全景视频业务这三种主流多媒体业务的体验质量评估方法。主要研究成果包括:1.为了能够应对目前多种智能手机终端上对用户感知图像质量的评估问题,提出了一种结合智能手机终端屏幕特性的感知图像质量评估模型。首先,根据在9种智能手机终端上获得的大量主观实验结果,结合智能手机终端屏幕的尺寸和分辨率重点分析了用户感知图像质量的特性。接着,根据分析结果提出了每英寸内有效显示像素的全新评估参数来融合屏幕尺寸、屏幕分辨率和图像分辨率对用户感知质量的综合影响。最终,基于所提质量评估参数提出了一种能够评估用户在具有不同屏幕的智能手机终端上感知图像质量的客观评估模型。实验结果表明,相比于其他图像质量客观评估模型,所提模型的预测结果具有更高的准确性。2.为了能够实时预测HTTP自适应视频流的用户感知质量,建立了一种基于事件的用户感知质量实时评估模型。首先,根据用户观看网络视频中出现的不同事件类型将用户观看过程的时间轴划分为播放、停顿和质量切换事件。接着,提出了一种基于事件的用户实时感知质量评估框架。为了分析用户在各类事件中的感知质量特点,有针对性的设计了主观实验来获得用户在观看过程中一些设定时间点上的感知质量并在主观实验设计中选用了主体间设计法(Between-subjects design)来避免用户在实验中观看重复的视频内容。最终,基于主观实验的结果,提出了评估每一个事件发生后用户感知质量变化量的评估模型。用户任意时刻的整体感知质量可以通过累积当前事件中的感知质量变化和前一事件结束时刻的感知质量获得。实验结果表明该模型相较于国际标准P.1203.3等评估模型能够更为准确的评估用户观看HTTP动态自适应视频流业务时的感知质量。3.为了能够更准确地预测用户在头戴显示设备上观看360度全景视频时的感知视频质量,提出一种考虑头戴显示设备特性的360度全景视频感知视频质量评估模型。该模型考虑了头戴显示设备屏幕和视域带来的影响,提出每角度内有效像素个数的全新评估参数来融合屏幕分辨率、设备视域和视频分辨率的综合影响。与此同时,研究发现用户在头戴显示设备上的感知视频质量与其在普通显示器屏幕上感知到的视频编码质量间存在线性关系。进而使用该线性映射方程和所提评估参数建立了适用于360度全景视频的感知视频质量评估模型。实验结果表明所提模型可以有效和方便的解决评估头戴显示设备上360度全景视频感知视频质量的问题。4.针对虚拟现实中360度全景视频的用户体验,提出一种360度全景视频临场感评估模型。根据虚拟现实系统和用户临场感的特点,首先建立了一套在头戴显示设备上评估360度全景视频用户临场感的评估框架。该框架采用三层的分层设计,包括沉浸因素层、中间质量层和临场感层。基于该评估框架,本文在头戴显示设备上进行了大量主观实验并进一步的根据主观实验结果建立了相应的临场感客观评估模型。实验结果表明所提评估模型能够准确的评估用户观看360全景视频时的临场感。


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