[视频编码] BD-rate和BD-PSNR

BD-rate

BD-rate即Bjøntegaard-delta-rate的缩写，也叫BD-BR，单位是%。在[1]中作为RD性能的衡量。

BD-rate概念

BD-rate定义为两条RD-cost曲线的平均差，这个平均差又定义为下曲线的面积积分除以积分区间与上曲线的面积积分除以积分区间之差[2]。BD-rate表示在同一视频客观质量的情况下，所优化后算法与原始算法相比的速率增加量（RD-cost画水平线）。BD-rate为负则表示优化后算法的编码性能得到了提高。

[1]

从上图可知，BD-rate的横坐标为bitrate(在最早的文献[2]中，横坐标为10xlog(bitrate))，纵坐标为PSNR。红线为优化算法的BD-rate线，可知算法的BD-rate线越画在上面，提出的算法越好，在同一PSNR下速率越小。

[3]

从上图中可知，如果优化的算法要比之前的算法好的话，计算出的BD-rate值为负数(可通过VCEG-AE07.rar文件中的.xls和.xla来计算)。[3]中提到“测试结果发现，VVC测试模型与HEVC模型相比，无论是对于HD序列还是UHD序列都要表现得更好”，对照上图可知，BD-rate值越小，算法越好，同一PSNR下速率越小。

 

BD-PSNR[5]

BD-PSNR表示在同等速率情况下，优化后算法与原始算法相比视频客观质量的提高量（RD-cost画垂直线）。BD-PSNR单位为dB。BD-PSNR为正则表示优化后算法的编码性能得到了提高。

BD-PSNR越大，提出的算法越好，同一速率下PSNR越高。

 

BD-rate和BD-PSNR计算工具

可使用VCEG-AE07.rar内提供的.xls文件来计算BD-rate和BD-PSNR，具体使用方法详见[4]。

JCTVC-A031在VCEG-AE07之后提出，据说也可以计算BD-rate和BD-PSNR，但是东西多，看着复杂，有时间研究研究。

[6]中给出了计算BD-rate的matlab代码，并给了一个mathworks网站上的参考代码的链接。

[7]中提到了一个计算五点BD-rate/BD-PSNR工具。

 

 

参考文献

[1] Tang M , Chen X , Wen J , et al. Hadamard Transform Based Optimized HEVC Video Coding[J]. IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, 2018, PP(99):1-1.

[2] Bjontegaard, G.: Calculation of Average PSNR differences Between RD-Curves, In: ITU-T VCEG-M33, VCEG 13th Meeting (2001)

[3] https://cloud.tencent.com/developer/article/1477388

[4] https://zhidao.baidu.com/question/808994909322842452.html

[5] G. Bjontegaard, Improvements of the BD-PSNR Model, document ITU-T SC16/Q6, 35th VCEG Meeting, 2008.

[6] https://blog.csdn.net/sinat_33718563/article/details/78387190

[7] https://blog.csdn.net/u010550883/article/details/16843093