ฉันทำงานวิจัยคุณภาพวิดีโอและยากที่จะตอบคำถามของคุณ สิ่งที่คุณต้องการคือโปรแกรมที่ให้คะแนนความคิดเห็นเฉลี่ย (MOS) ของวิดีโอเช่นตัวเลขระหว่าง 1 ถึง 5 หรือระหว่าง 0 ถึง 100 ซึ่งสอดคล้องกับคุณภาพตามที่มนุษย์รับรู้
ทำไมคุณไม่สามารถเปรียบเทียบบิตเรต / ความละเอียด / ฯลฯ ได้
เพียงเปรียบเทียบความละเอียดของวิดีโอจะไม่บอกอะไรเกี่ยวกับคุณภาพ ในความเป็นจริงมันอาจทำให้เข้าใจผิดอย่างสมบูรณ์ การตัดภาพยนตร์ 1080p ที่ขนาด 700MB อาจดูแย่กว่าความคมชัด 720p ที่ 700MB เนื่องจากในอดีตบิตเรตต่ำเกินไปซึ่งแนะนำการบีบอัดทุกชนิด
การเปรียบเทียบบิตเรตที่ขนาดเฟรมที่ใกล้เคียงกันเนื่องจากตัวเข้ารหัสที่ต่างกันสามารถให้คุณภาพที่ดีกว่าที่บิตเรตน้อยกว่าหรือในทางกลับกัน ตัวอย่างเช่นการฉีกแบบ 720p 700MB ที่ผลิตด้วย XviD จะดูแย่กว่าการฉีกแบบ 700MB ที่สร้างด้วย x264 เพราะหลังนั้นมีประสิทธิภาพมากกว่า
คุณจะต้องกำหนดว่า "คะแนนรวม" สุดท้าย (MOS) นั้นประกอบด้วยองค์ประกอบคุณภาพแต่ละประการอย่างไร นี้หนักขึ้นอยู่กับหลายสิ่งหลายอย่างรวมถึง แต่ไม่ จำกัด เพียง:
- ประเภทของวิดีโอที่คุณกำลังเปรียบเทียบ (การ์ตูนภาพยนตร์ข่าว ฯลฯ )
- ความยาวของพวกเขา
- ผู้ชมกำลังดู
- ขนาดเฟรมดั้งเดิมของมัน
- "คุณภาพ" ดั้งเดิมของพวกเขาก่อนที่จะถูกเข้ารหัส
เราไม่ได้พูดถึงว่ามนุษย์จะรับรู้วิดีโออย่างไร สมมติว่าคุณมีเพื่อนที่กำลังดูภาพยนตร์อยู่เพราะเขาสนุกกับรายละเอียดที่คมชัดและความละเอียดภาพเคลื่อนไหวสูง พวกเขาจะมีความสำคัญมากขึ้นเมื่อเห็นฉีกที่มีคุณภาพต่ำกว่าเพื่อนที่เป็นเพียงการชมภาพยนตร์สำหรับเนื้อหาของพวกเขา พวกเขาอาจไม่สนใจคุณภาพมากนักตราบใดที่หนังตลกหรือสนุกสนาน
การวัดคุณภาพวิดีโอมีหลายประเภท!
ให้ฉันแสดงรายการสิ่งที่ฉันคิดว่าใช้บ่อยที่สุดสำหรับการประเมินคุณภาพวิดีโอขั้นพื้นฐานวันนี้ มีการวัดคุณภาพวิดีโอหลายประการซึ่งสามารถจำแนกได้ตามประเภทของข้อมูลที่ใช้ในการกำหนดคุณภาพ ในหลักการและพูดง่าย ๆ คุณแยกแยะระหว่างสิ่งต่อไปนี้
ตัวชี้วัดที่ไม่มีการอ้างอิง - พวกเขามีเพียงหนึ่งวิดีโอในการป้อนข้อมูลและให้คะแนนคุณภาพ ในกรณีของคุณคุณกำลังมองหาตัวชี้วัดที่ไม่มีการอ้างอิงเนื่องจากบ่อยครั้งที่คุณไม่มีวิดีโอต้นฉบับ การวัดดังกล่าวจะใช้วิดีโอหนึ่งรายการและให้คะแนนคุณภาพหนึ่งคะแนน นี่คือตัวอย่างของปัญหาที่ตัวชี้วัด NR จะตรวจจับ (เช่นการเบลอ)
ตัวชี้วัดที่อ้างอิงเต็ม - พวกเขามีสองอินพุตหนึ่งคนเป็นวิดีโออินพุตต้นฉบับและอื่น ๆ ที่เป็นวิดีโอที่เข้ารหัส ตัวอย่างเช่นคุณสามารถนำภาพยนตร์ DVD จากนั้นสร้างสอง rips จากนั้นและใช้ตัวอ้างอิงแบบเต็มเพื่อประเมินการสูญเสียคุณภาพระหว่างภาพยนตร์ดีวีดีดั้งเดิม (เช่นวิดีโอ MPEG-2 บนแผ่นดิสก์) และ rips ของคุณ การคำนวณนี้ใช้เวลานาน แต่ก็แม่นยำกว่า
ตัวชี้วัดด้านบนดูคุณภาพการเข้ารหัสวิดีโอ แต่ยังมีตัวชี้วัดที่รวมปัญหาเช่นเวลาโหลดเริ่มต้นและเหตุการณ์การหยุดชะงักเมื่อสตรีมวิดีโอ (เช่นITU-T P.1203 )
ฉันสามารถใช้ซอฟต์แวร์ใดได้บ้าง
นี่คือรายการเครื่องมือพร้อมใช้ที่คุณสามารถใช้เพื่อทดสอบตัวชี้วัดบางตัว (บางตัวใช้สำหรับ Windows เท่านั้น):
ตอนนี้มีตัวชี้วัดอะไรบ้าง
PSNR, PSNR-HVS และ PSNR-HVS-M
สำหรับผู้เริ่มต้นPSNR (อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน) เป็นวิธีที่ใช้งานง่าย แต่ค่อนข้างแย่ในการประเมินคุณภาพวิดีโอ มันใช้งานได้ค่อนข้างดีสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ แต่ก็ไม่ได้ให้การประเมินที่ดีว่ามนุษย์จะรับรู้คุณภาพได้อย่างไร
สามารถคำนวณ PSNR แบบเฟรมต่อเฟรมจากนั้นคุณจะหาค่าเฉลี่ย PSNR ของลำดับวิดีโอทั้งหมดเพื่อให้ได้คะแนนสุดท้าย PSNR ที่สูงขึ้นนั้นดีกว่า
PSNR-HVS และ PSNR-HVS-M เป็นส่วนเสริมของ PSNR ที่พยายามเลียนแบบการรับรู้ภาพของมนุษย์ดังนั้นจึงควรแม่นยำยิ่งขึ้น VQMTและMSUสามารถคำนวณ PSNR, PSNR-HVS และ PSNR-HVS-M ระหว่างสองวิดีโอ
SSIM, MS-SSIM
ความคล้ายคลึงกันของโครงสร้าง (SSIM) นั้นง่ายต่อการคำนวณเช่นเดียวกับ PSNR และให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น แต่ยังคงอยู่บนพื้นฐานแบบทีละเฟรม คุณจะพบการใช้งานบางอย่างภายใต้การเชื่อมโยงวิกิพีเดียหรือคุณสามารถใช้VQMTหรือMSU เครื่องมือเหล่านี้ยังรวมถึง MS-SSIM ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า (เช่นตัวแทนมากขึ้น) กว่า SSIM เช่นเดียวกับอนุพันธ์อื่น ๆ
ผลลัพธ์ควรคล้ายกับ PSNR อีกครั้งคุณต้องเปรียบเทียบการอ้างอิงกับวิดีโอที่ประมวลผลเพื่อให้สามารถใช้งานได้และวิดีโอทั้งสองควรมีขนาดเท่ากัน
VMAF
Video Fusion Multi-Method Assessmentโดย Netflix เป็นชุดเครื่องมือในการคำนวณคุณภาพวิดีโอตามเมตริกที่มีอยู่แล้วซึ่งหลอมรวมโดยวิธีการเรียนรู้ของเครื่องเป็นคะแนนสุดท้ายระหว่าง 0 และ 100 Netflix ได้อธิบายสิ่งต่าง ๆ ทั้งหมดที่นี่ :
[VMAF] ทำนายคุณภาพเชิงอัตวิสัยโดยการรวมการวัดคุณภาพเบื้องต้นเข้าด้วยกัน เหตุผลพื้นฐานคือแต่ละเมตริกเบื้องต้นอาจมีจุดแข็งและจุดอ่อนของตัวเองเกี่ยวกับลักษณะเนื้อหาต้นฉบับประเภทของสิ่งประดิษฐ์และระดับความเพี้ยน โดย 'หลอมรวม' ตัวชี้วัดขั้นต้นเป็นตัวชี้วัดสุดท้ายโดยใช้อัลกอริทึมการเรียนรู้เครื่อง - ในกรณีของเรา regressor สนับสนุน Vector Machine (SVM) - ซึ่งกำหนดน้ำหนักให้กับตัวชี้วัดหลักแต่ละตัวชี้วัดสุดท้ายสามารถรักษาจุดแข็งทั้งหมดของแต่ละตัวชี้วัด และมอบคะแนนสุดท้ายให้แม่นยำยิ่งขึ้น
นอกจากนี้คุณยังสามารถใช้ffmpegในการคำนวณคะแนน VMAF
VQM
การวัดคุณภาพวิดีโอได้รับการตรวจสอบในกลุ่มผู้เชี่ยวชาญด้านคุณภาพวิดีโอ (VQEG) และเป็นอัลกอริธึมอ้างอิงเต็มรูปแบบที่ดีมาก คุณสามารถดาวน์โหลด VQM ได้ฟรีหรือใช้งานจาก MSU
เมื่อคุณลงทะเบียนและดาวน์โหลดคุณต้องการใช้รุ่นทั่วไปของ NTIAหรือรุ่นคุณภาพวิดีโอที่มีความล่าช้าเฟรมที่เปลี่ยนแปลงได้
ตัวชี้วัดอื่น ๆ
- PEVQเป็นตัวชี้วัดอ้างอิงเต็มมาตรฐานภายใต้ ITU-T J.246 มันมีจุดมุ่งหมายที่สัญญาณมัลติมีเดีย แต่ไม่ใช่วิดีโอ HD
- VQuad-HDเป็นอีกหนึ่งตัวชี้วัดอ้างอิงแบบเต็มมาตรฐานตามมาตรฐาน ITU-T J.341 เนื่องจากเป็นรุ่นที่ใหม่กว่าจึงเหมาะสำหรับวิดีโอ HD
ทั้งคู่เป็นโซลูชันเชิงพาณิชย์และคุณจะไม่พบซอฟต์แวร์สำหรับดาวน์โหลด
นอกจากนี้ยังมีมาตรฐาน ITU บางอย่างในตัวชี้วัดที่ไม่มีการอ้างอิงเช่นITU-T P.1201และITU-T P.1202ซึ่งทำงานกับพารามิเตอร์จากบิตสตรีมสำหรับการสตรีม IPTV ITU-T P.1203สามารถใช้สำหรับกรณีสตรีมแบบปรับตัวได้
สรุป
หากคุณเพียงแค่พยายามเปรียบเทียบเกณฑ์ที่สามารถวัดได้อย่างง่าย ๆ เช่น:
- ขนาดเฟรม
- อัตราบิต
- เฟรมต่อวินาที
- ความละเอียดวิดีโอ
…การโทรอย่างง่ายffmpeg -iควรให้รายละเอียดทั้งหมดที่คุณต้องการในตอนเริ่มต้น ยังได้ดู-vstatsตัวเลือก จากนั้นคุณสามารถสรุปสิ่งนี้ในสเปรดชีต โปรดทราบว่าเมื่อคุณเข้ารหัสวิดีโอx264ตัวอย่างเช่นจะบันทึกสิ่งต่าง ๆ เช่น PSNR ไปยังไฟล์โดยตรงหากคุณต้องการดังนั้นคุณสามารถใช้ค่าเหล่านี้ได้ในภายหลัง
สำหรับวิธีการชั่งน้ำหนักเกณฑ์เหล่านี้คุณควรเน้นอัตราบิต - แต่ถ้าคุณรู้ว่าตัวแปลงสัญญาณเหมือนกัน โดยทั่วไปคุณสามารถพูดได้ว่าเมื่อวิดีโอทั้งสองใช้ x264 วิดีโอที่มีอัตราบิตสูงกว่าจะดีกว่า โดยทั่วไปยิ่งขึ้นคุณควรเลือกความละเอียดที่ต่ำกว่าเมื่อคุณมีวิดีโอสองรายการที่มีอัตราบิตเดียวกันเนื่องจากการลดขนาดเนื่องจากการลดอัตราการสุ่มสัญญาณไม่เลวเท่าการลดลงเนื่องจากอัตราบิตต่ำ
การเปรียบเทียบตัวแปลงสัญญาณที่แตกต่างกันตามอัตราบิตนั้นเป็นไปไม่ได้นอกจากคุณจะรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเนื้อหาและการตั้งค่าการเข้ารหัสแต่ละรายการ อัตราเฟรมเป็นสิ่งที่เป็นอัตนัยมากเช่นกันและควรนับเป็นการวัดของคุณหากต่ำกว่า 25 Hz
เพื่อสรุปเน้นหนัก bitrate ถ้ามันเป็นสิ่งเดียวที่คุณมี อย่าลืมใช้สายตาของคุณเช่นกัน :)