主頁（http://www.130131.com）：安防監(jiān)控系統(tǒng)的圖像質(zhì)量檢測 【中國集群通信網(wǎng)】隨著市場的發(fā)展，技術(shù)的進步，IP Camera的性能也逐步提升，其優(yōu)勢是家喻戶曉。如何有效的檢測IP Camera的最終圖像質(zhì)量效果呢?目前對圖像質(zhì)量的檢測分兩類：主觀評價和客觀評價。 主觀評價方面，大家可以參考ITU-RBT.500-7標準所定義的兩種主觀評價方法。 1、雙刺激連續(xù)質(zhì)量分級法 測試方法： ·將待評估的影像和相應(yīng)的參考影像交替播放給評估者看，每個影像持續(xù)時間為10s; ·每個相同的影像片段之后有2秒的灰畫面間隔，評估者可在此期間打分。當所有測試影像片段進行評測完畢后，對所得數(shù)據(jù)進行平均運算，這個平均值作為該影像的評價分。 2、單刺激連續(xù)質(zhì)量評價方法 測試方法： ·將待評估的影像播放給評估者看; ·評估者評價時間約30秒，在此其間由評估者根據(jù)自己的判斷給出影像的評價分。 客觀評價方面，ITU-RVQEG提出了一些評價方法，其中有：峰值信噪比(PSNR)和均方差(MSE)。這些方法主要是用作圖像壓縮等領(lǐng)域中信號重建質(zhì)量的測量方法以及噪音評價。如MediaOptimacy軟件在此方面的評測較為齊全，它具有對影像的圖像跳躍、塊效應(yīng)、模糊度等方面進行評價。
在色彩還原，白平衡，自動曝光收斂性能，圖像均勻性，動態(tài)范圍，分辨率等圖像質(zhì)量方面測試又該如何進行評測呢? 1、色彩還原方面 ·測試圖：采用GretagMacbeth 的ColorChecker card或DNP的Color bar; ·測試方法：在標準光源箱，對測試圖進行攝影; ·評價方法：在Lab表色系統(tǒng)里，使用色差計算公式 dE =( dL^2 + da^2 + db^2 )^(1/2) 計算出每個實際色塊與標準色塊的差距，以此值判斷色彩的偏差。 其中， dE：表示色差，該數(shù)值越大，表明色彩偏差越大; dL：亮度差，即待測色塊與標準色塊之間的亮度差; da,db：色度差，既待測色塊與標準色塊之間在Lab表色系統(tǒng)里的ab坐標系統(tǒng)的色度差。
2、白平衡方面 ·原理：我們知道當U和V為0的時候，只有亮度信號，即不存在色偏問題。利用該原理與RGB轉(zhuǎn)換YUV公式可以推導(dǎo)出U=V=0時，R=G=B，既R/G = B/G = 1; ·測試圖：使用GretagMacbeth的ColorChecker中的灰階色塊數(shù)據(jù)或DNP光箱; ·測試方法：對準上述測試圖或光箱，進行攝影; ·評價方法：依據(jù)原理中所推導(dǎo)出的RG = R/G 和 BG = B/G公式進行計算，RG和BG越小越表明圖像色偏小，白平衡越準確。 3、自動曝光收斂性能方面 ·測試設(shè)備：使用LSB-111可變色溫光源箱設(shè)備，該設(shè)備可以提供光亮度在LV3-LV16@STEP:0.1Lv。因設(shè)備的極限，我們可以在LV3的環(huán)境下增加ND filter(Neutral density filter中性濾光片)，以此獲取小于LV3的光亮度; ·測試方法：首先將IP Camera放在光源設(shè)備前，然后調(diào)整光源到指定LV;接著進行攝影。再接著分析當前影像上的亮度數(shù)值，并做記錄，這樣我們就可以得到一個環(huán)境亮度LV與影像亮度Y的表格。最后通過以下評價方式進行評價; ·評價方法：在YUV表色系統(tǒng)里，我們可以根據(jù)Y= 0.3×R+0.6G+0.1B的計算公式計算出每一幀圖像的亮度。由此我們就可以獲取到一個由環(huán)境亮度與圖像亮度結(jié)合的數(shù)據(jù)表格。利用公式std = (∑(Y0-Yi)^2/∑)^(1/2)，其中Y0為所有圖像亮度的平均值;Yi表示第i環(huán)境亮度所對應(yīng)的圖像亮度;求得圖像亮度在環(huán)境亮度變化過程中std值，這個數(shù)值越小，表明曝光收斂性能越好。 4、圖像亮度均勻性方面 ·測試設(shè)備：使用DNP光箱; ·測試方法：在DNP光箱處進行影像，并分析影像數(shù)據(jù); ·評價方法：在YUV表色系統(tǒng)里，分析影像中每一幀的四角和正中央?yún)^(qū)域的亮度Y數(shù)據(jù)，其公式為Uniformity = min(Y1,Y2,Y3,Y4,Y0)/Y0×100%。 其中 Y0：圖像中央?yún)^(qū)域平均亮度; Y1，Y2，Y3，Y4：圖像四角亮度。 Uniformity這個數(shù)值越大，說明圖像均勻性越好。 5、動態(tài)范圍 ·測試圖：參考Kodak Q-13 chart或ISO14524; ·測試方法：在標準光源箱內(nèi)對準測試圖進行攝影并做分析; ·評價方法：獲取每幀圖像內(nèi)灰階塊的RGB數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到Y(jié)UV表色系統(tǒng)里，這樣我們就可以得相應(yīng)的灰階塊亮度Y，接著對這些數(shù)據(jù)進行擬合運算，最后我們就可以得到一條灰階塊與亮度的關(guān)系曲線。這條曲線必須是遞減曲線，不能出現(xiàn)倒置現(xiàn)象或出現(xiàn)異常的不平滑曲線。曲線內(nèi)較為平緩的位置為灰階無法識別位置，以此判斷出可識別灰階的數(shù)量，該數(shù)量越多越好。 6、分辨率方面 ·測試圖：采用ISO12233或USAF1951; ·測試方法：在標準光源箱內(nèi)對測試圖進行攝影 ·評價方法：對每幀圖像進行二值化運算，然后使用圖像識別算法找出最小可以識別位置，并標志及獲取相應(yīng)的分辨率數(shù)據(jù)。該分辨率數(shù)值越高說明分辨率越好; 注意：分辨率不僅與傳感器的像素大小有關(guān)系，還與鏡頭及濾光片有關(guān)系。所以在開發(fā)或測試初期，必須根據(jù)傳感器的像素大小找到合適的鏡頭和OLPF(光學(xué)低通濾波器)。
以上的這些圖像質(zhì)量測評方法不僅適合低像素的IP Camera圖像質(zhì)量評價，也適合目前百萬像素以上的圖像質(zhì)量評價，尤其是分辨率部分，它在百萬像素的圖像質(zhì)量評價上起到非常重要的作用。這些評測方法的應(yīng)用比目前業(yè)界內(nèi)普遍使用的比對法更為科學(xué)性和合理性。如可配合現(xiàn)在市場上流行的圖像分析軟件進行量化分析，則工作上更加方便，也提高測評軟件開發(fā)速度。比如Imatest軟件，它是行業(yè)的佼佼者，它涵蓋了色彩還原、白平衡、動態(tài)范圍、均勻性、MTF、SQF、SFR 、雜訊等測試，但目前Imatest只能對靜態(tài)圖像進行分析，所以需要用戶使用其提供SDK進行二次開發(fā)，對影像中每一幀的數(shù)據(jù)進行分析評價。 通過以上的評價方法，我們可以得到很多主觀和客觀的評價數(shù)據(jù)，那么如何整合這些數(shù)據(jù)并對圖像質(zhì)量水平進行一個綜合性評價呢?根據(jù)現(xiàn)在眾多大學(xué)的研究和實際操作情況來看，借助模糊數(shù)學(xué)中的模糊綜合評價模型，是一個非�？茖W(xué)的，合理的綜合評價方法。該方法的引入，能夠準確判斷出目前圖像質(zhì)量水平。這個綜合性評價方法也為工程師們提供了一個調(diào)試圖像質(zhì)量的方向，縮短了產(chǎn)品研究及開發(fā)周期，其產(chǎn)品更能贏得市場歡迎。
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