2022年10月31日
By 1月时特约编辑
专题文章

回顾:莫斯科国立大学视频质量测量工具.1

995美元的第14版莫斯科国立大学视频质量测量工具(VQMT) 有两个重要的新特性和多个增强，提高了实用性和可用性. 如果你是一个编码专业人士，在此之前你一直在抵制这个产品, 这个新版本会把你逼到崩溃的边缘.

关于VQMT

一些背景知识:VQMT是一个工具，它允许您将基于磁盘的编码文件与源文件进行比较，并计算超过20个指标, 包括VMAF, PSNR值, SSIM, SSIM女士, 字母表汤的价值体现在图1. 你可以为不同的颜色值(如R)计算大多数指标, G, B, Y, U, V, 或RGB和YUV, 所以你可以计算的单个指标的实际数量很容易达到数百个, 如果不是更多的话.

VQMT指标

图1. VQMT 14中可用的度量.1.

每次在GUI中比较文件时(如果您喜欢的话，VQMT还有一个非常健壮的命令行版本), 程序创建如图所示的结果图图2. 这将绘制每个编码文件在文件持续时间内的帧分数. 图形表示可以让您发现短暂的质量问题，如文件前面用红色和蓝色显示的问题，并测量质量可变性. 举个例子, 请注意，虽然紫色编码器在文件开始时不会遇到与蓝色和红色相同的低点, 整体, 其质量表现出显著的可变性, 哪些会降低QoE.

VQMT结果图文件比较

图2. 比较VQMT非常有用的Result图中的五个文件

您可以使用按钮上的滑块或单击图中的任何位置来导航结果图. 在文件中的任何位置，您都可以按图2右下角的Show frame按钮. 这将加载预览窗口, 这使多种查看模式能够相互比较编码文件和源文件.

为了说明这一点，图3 预览窗口的屏幕截图显示编码器1, 如图2中的红线所示, 在左边, 编码器3, 右边的橙/黄线. As you can see in 图2, encoder 1 was a poor performer; encoder 3 among the best. 如果单击并查看图3, 你会在左边的草地和球员制服中看到更多的人为因素，这证实了你可以在两个窗口的右上角看到的低指标得分.

查看低帧

图3. 查看低帧，以确定分数是否代表观众会注意到的实际质的差异.

重要的是，这些“低帧”视图是可访问的，因为有时度量评分差异并不代表视频文件中实际可见的差异. 记住，指标是人类观众如何评价视频文件的预测指标, 所以你总是想要验证低帧区域，以确保它们代表明显的差异. 有了结果图和显示帧按钮，VQMT使得这样做非常简单. 正如你在左下角看到的图6, 您还可以导出每个分析的坏帧, 一个自动验证和保存低帧分数的方法.

回到预览窗口, 您可以查看原始编码质量的帧(图3)或每像素度量值的映射.

我将地图配置为黑白，但您可以选择许多其他颜色值. 在视图中显示 图4的 地图的每像素度量值，画面留白越多，画面质量越好. 在图4的左下角, you see the frame views you can choose for the left side of the screen; the drop-down list on the right is for configuring the right-side view.

逐像素度量值

图4. This shows the 逐像素度量值 in black and white; lighter is better.

选择编码后的文件并显示(帧或像素图), 您可以并排放置输出, 如图3和图4所示, 或者顶部和底部, 或者在带有滑块的视图中，您可以向左或向右拖动滑块以显示一个帧并隐藏另一个帧. 您还可以完整地查看每一帧，然后通过图4左下角的下拉列表或所示的Ctrl+控件切换下一帧. 总的来说，这是探索由度量值报告的质量缺陷的绝佳机制.

每次分析一个或多个文件时，VQMT都会生成一个CSV文件，其中显示了数据图5，为了更好地说明内容，我将其导入到Google Sheets中. This is the VMAF analysis; for each file, 你看到了平均数, 调和平均数, 最小/最大价值, 最小/最大帧数, 还有标准差和方差, 都是质量可变性的度量. 在这些汇总指标下面是每个文件的单独框架得分.

VQMT报告的数值结果

图5. VQMT报道的数值结果

整体, VMQT允许您轻松计算超过20个高度可配置的指标, 可视化结果, 查看实际帧, 并将数值结果导入电子表格. 我几乎每天都在办公室的多台电脑上使用这个程序.

以下是对版本14的主要补充.

比较两个以上的文件在GUI

到目前为止，我对VQMT最常见的失望可能是无法同时比较两个以上的文件. This is gone; now you can compare an unlimited number of files, subject to memory limitations. 我测试了10个，没有任何问题.

你可以在图6, 在哪里我比较五个HEVC编码文件到相同的来源, 哪一种分析产生了上述所有结果. 添加其他文件, you click the small blue Plus button on the extreme lower right; to delete any processed slots click the Minus button to the right of the slot.

VQMT无限文件处理

图6. VQMT现在可以处理看似无限的文件.

一旦超过5或6个文件，图形就会变得过于繁忙，难以解释，CSV也会变得过于拥挤，无法进行数据外推. 尽管如此，你想要比较2的次数还是很值得注意的–5文件并可视化结果，这样做的能力是一个很大的增强.

Python接口

版本14中增加的另一个主要特性是.1)是一个用于简化VQMT脚本的Python接口，您可以阅读相关内容在这里. 正如那一页所描述的, 该包是VQMT的包装器，它将“将库作为msu_vqmt的实例加载”.SharedInterface类并初始化VQMT. 使用此对象，您可以运行任意数量的测量，而无需重新初始化.”

这里提供了多个示例, 包括安装, 激活, 运行度量(如图所示图7), +故障排除, 运行异步, 交互式抓取值, 并使用numpy矩阵作为输入帧的来源. 在一般情况下, 与命令行脚本相比，Python是运行VQMT和处理结果的更灵活、更强大的工具, Python接口将使程序对那些具有Python编程能力或访问相同功能的人更有用.

图7. 使用Python运行MSU VQMT

其他新功能:测量历史

眼尖的VQMT用户可能已经注意到，在左下方的开始图标右侧有一个新的多行蓝色图标图6. 这将打开Measurement History窗口图8，方便地存储程序以前的测量结果. Not only can you immediately grab the scoring data from the table; you can also recall the measurement and re-display it in the Result plot. 只要所有文件都在同一个位置就行, 你可以充分利用结果图, 包括上面详细介绍的查看压缩帧的能力.

图8. 从measurement History窗口到Result窗口中回顾以前的度量

取决于您的文件的持续时间和所选择的度量, 计算指标可能需要几个小时, 处理时间只会随着添加其他文件而增加. 以前, 关闭Result图后, 分析没有了, 如果你想重新审视视觉结果, 你必须重新运行它. 新的测量历史窗口将在实践中被证明是非常有用的.

另外，在Measurement History窗口之外还可以手动保存结果文件, 稍后可以检索并重新显示. 这是对Measurement History的一个很好的补充，它允许您将结果文件存储在一个单独的文件夹中，以便与其他项目相关的文件一起保存.

其他新功能

其他新功能包括超高速SSIM和SSIM女士模式, 在我的测试中, 将73分钟的视频文件的处理时间从9:22(分:秒)缩短到3:20. 我还使用精确的模型计算分数，并显示所有结果表1. 虽然分数各不相同, 范围很小, 并且各自的质量结论将与所有结果相同. 对于那些依赖SSIM和SSIM女士的人来说，快速和超高速模式看起来都是有用的补充.

SSIM和SSIM女士的超高速模式

表1. 用于SSIM和SSIM女士的新超高速模式将处理时间减少了191%，对度量值的影响最小.

如果你处理的文件特别长, 你会发现密歇根州立大学加速了所有的缩放, 滑动, 以及结果图中的其他导航运动. 在对一部105分钟的电影进行VMAF测量后，我评估了这种增强效果. 版本13, 在结果图中移动是不稳定的, 在GUI跟上之前，我一直在导航. 版本14, 在结果图中导航是即时的, 与使用10秒测试文件没有什么不同.

功能更强大的免费版本

最后, 版本14包含比以前版本更有用的免费版本, 它们都被限制为分辨率低于720p的文件. 新的免费版本现在可以让你分析高达8K分辨率的文件，但缺乏显示的功能表2. 注意，表2是该表的截断版本显示在MSU网站上 that we cut for spacing reasons; the free version has many other features not shown in our table. 所有MSU要求您使用免费版本的个人工作，而不是商业. 总而言之，免费版现在是一个更有吸引力的先试后买的选择.

4个VQMT版本的功能和定价