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第 28卷 第 5期
2011年 10月
黑 龙 江 大 学 自 然 科 学 学 报
JOURNAL OF NATURAL SCIENCE OF HEILONGJIANG UNIVERSITY
VoL 28 No.5
October,2011
基 于流 处 理 器 的 YUV视 频 模 糊 度 分 析 方 法
陈庆奎 , 肖 立 , 那丽春 , 刘伯 成 , 庄松林
(1.上海理工大学 光 电信息与计算机工程学 院 ,上海 200093;2上海立信会计学院 数学与信息学 院 ,上海 201620)
摘 要 :视频在传 输和 编码转换过程 中可能会 出现质 量下降,因此需要对传输 后或 者编码 转换
后的视频进行 质量判断 ,以此 来确定 传输 或者编码转换 的效 果。传统使 用 肉眼进 行主观判 断的 方
法存在误 差较大的问题 ,因此需要一种更加精确的评价模型。在无参考评价模型的基础上 ,给 出了
一
个基于流处理 器的模糊度分析模 型,它能够 并行地 对大 量 YUV视频 进行逐 帧的模糊 度分 析 ,可
以实现 多个视 频流 的横 向对 比,并且给 出 比较精 确的模糊 度评 价指标 。 实验表 明 ,该模 型 可 以在
2 s以 内完成 对 1 000帧 YUV图像 的分析。
关键 词 :YUV视 频 ;质量 分析 ;模 糊度 ;流 处理 器
中图分类号 :TP393 文献标志码 :A 文章编号 :1001—7011(2011)05—0749—07
0 引 言
由于各种原 因,视频在传输和编码 转换后可能会 出现画面质量下 降的情况 ,因此在传输后 和编码转
换后对视频的质量进行分析和 比较就变得很重要 ,通过分析和比较的结果 可以确定传输和编码转换的效
果 。对视频进行质量分析一般通过对视频的每一个静态图像帧进行质量分析来完成。 目前 ,对静态图像
帧进行分析有模糊度 ¨ 和块效应 两种 方法。有关模糊度 和块效应的应用有很多 I6 J。因为传统的模
糊度计算方法是串行 的,所 以逐帧计算大量 YUV视频的模糊度会 消耗大量 的计算时间。近年来 ,流处理
器 (GPU) 在 NVIDIA和 ATI等工业 巨头的 带动下 ,逐 步进 人 了通 用科 学计 算 领 域 。特 别是 NVIDIA 的
CUDA 和 AMD的 STREAM 等 开发环境 的推 出 ,为流处 理器在各 个领域 的应用 奠定 了重要 的基 础。
CUDA编程模型[1o]已经被用在科学计算[】 、数据挖 掘¨ 、解 码研究 [13]、鲁棒动态追踪 等领域 。但
是有关模糊度 和块效应的研究还没见报道 。在参考文献 [1]的基础上 ,依据 CUDA编程模 型提出 了一个
模糊度分析模型。该模型可以对上千个 YUV视频逐帧进行并行 的模糊度分析 ,可 以同时读取 多个视频
流 ,对其同时进行质量分析 ,并以彩色曲线的形式在二维平面显示对 比结果 ,具有 良好 的可用性 。另一方
面 ,通过实践表 明该模糊度分析模 型的计算速度是普通 串行模糊度分析模 型的 90倍 ,提 高了并行处理 的
规模 。本模 型可 以同时对多种编码方案和传输技术 的效果进行横向对 比分析 ,适用 于流媒体编码和通讯
应 用领 域 。
1 模糊度 计算方 法
模糊度计算主要对 YUV图像的模糊效应的不 同程度进行客观评价。算法 的输入是 YUV图像的 l,分
量 ,输 出是模糊 度评 价指标 Q。整个 过程 被分成 5个部分 ,分别 显示 如下 :
第一步:梯度计算
使用边缘检测算子(Canny算子[ )来检测图像的边缘,得出梯度 图像 Grad( ,y)和边缘二值图像
收稿 日期:2011—05—21
基金项目 :国家 自然科 学 基金 资助 项 目(60970012);上 海市信 息 技术 领域 重点 科 技攻 关项 目(09511501000);上海 市重 点 科技 项 目
(09220502800);上海市重点学科建设项 目 (¥30501);上海市教委基金资助项 目(09YZ428,B08056)
作者简 介:陈庆奎 (1966一),男 ,教授 ,博士生导师 ,主要研究方 向:网络计算 ,并行计算 ,E·mail:ehenqingkui@tom.corn;
庄松林(1940一),男 ,教授 ,博士生导师 ,中国工程 院院士
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