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数字电视测试图像素材的基本考虑和构架

2005-03-04 刘新 中央电视台技术制作中心 依马狮网


    【编者按】中央电视台目前正在和广电总局开展数字电视图像信号主观测试,共同制定《图像质量主观评价用图像序列》测试标准。本文作者是主要参加人员之一,在此,将其在测试工作中的过程与感兴趣的同行交流。

    一. 选择测试图像素材的基本准则
    作为数字测试图像,首先对所测电视制式而言应具有最佳图像质量(除某些特殊测试需加噪波外),因为评价系统中的源图像无缺损是获得稳定评价结果的关键。测试图像素材应保持在适度严格和严格之间,避免过分地严格,因为对于不同的评价目的,一般采用不同的测试素材。例如,对于基本质量评价,通常采用严格,但又不过分的素材;对于极限应用(如演播室质量或后期处理等)的评价一般采用严格的素材;对自适应处理系统性能的评价,一般采用非常严格的素材。所以测试图像应包含正常的节目素材和比较严格的图像素材。前者作为电视节目之组成具有真实、有效和代表性,可以在一个时期的节目表中获得;后者是根据测量的需要专门设计、制作或挑选的,其内容具有明显的特点,即对各种质量要素的评价具有比较敏感特点的素材内容。
    标准测试图像通常包含一定数量的静止图像和含运动物体的图像序列。静止图像可以从幻灯片、照片或印刷图片获取;运动图像序列可以从电影片段(胶片)、视频图像或计算机生成的电子图像序列中获得。
    标准测试图像通常以数据形式保存,确保其质量不变。

    二. 数字电视系统图像质量主观评价的主要质量要素及其评价用测试图像素材的特点

序号
主观评价主要考核的质量要素
评价用测试图像素材的特点
1
图像的清晰程度和锐度静止/运动、亮度/色度的细节和纹理丰富的场景以及有陡峭边缘物体的场景
2
图像层次静止/运动的动态范围大、对比度高和层次丰富的场景
3
肤色等彩色的保真度静止/运动的包含肤色和其他人们常见或熟悉的颜色以及色彩丰富、色饱和度不同的彩色场景
4
杂波和干扰的可见程度噪声水平最低的高质量图像素材和不含噪声的计算机生成的图像素材(包含低电平暗区)等
5
物体的质地再现和真实感含棉、麻、毛等织物和皮革、金属等制品的场景以及真实雄伟的室外建筑等场景
6
色键处理性能前景细节、色彩丰富及含透明物体(如玻璃、水)、浅或深蓝色物体等难以抠像处理的内容;背景为静止蓝色或慢速运动的场景
7
视频压缩处理性能(事实上,信息量越大的素材即复合型的素材,既包含大面积的微小细节和纹理,又包含色彩丰富、饱和度高、动态范围大、层次丰富且复杂快速运动的场景,对编码器来说难度越大)清晰度(包含亮度/色度、静止/运动的大面积的微小细节和纹理的序列场景)
彩色重现性能(包含亮度/色度、静止/运动的大面积色彩和细节丰富以及饱和度高的彩色场景)
运动估值/运动补偿性能(包含亮度/色度的物体复杂快速、随机运动和摄像机各种操作运动及场景快速切换的场景,特别是复杂快速运动的场景到大面积细节丰富场景的切换)
层次(灰度级))再现性能(包含亮度/色度、静止/运动的视频动态范围大、对比度高、层次丰富的场景序列)
对含噪声图像的处理能力(包含不同信杂比随机杂波的细节丰富、色彩鲜艳的运动图像序列)
处理特殊效果图像的性能(含特殊效果(如快速旋转、翻滚、变焦、淡入淡出、划像、翻页等)处理的图像序列素材)
8
制式转换处理性能包含亮度/色度、静止/运动的细节和纹理丰富、色彩鲜艳的场景序列(与一些视频压缩系统质量评价用测试图像序列相同)
9
字幕处理性能包含不同大小、不同颜色字幕以不同速度向上滚动、左右移动的字幕序列素材

       
    三. 测试图像的基本构架
    初步考虑标准测试图像中静止图像不少于5幅,运动图像序列不少于15个。其中图像序列持续期(最后成品)一般在20s~30s,至少不能少于10s。因此在拍摄时最好有加倍的数量(相同的场景不同拍摄方式或角度)或适当加长图像序列持续期到40s~60s以上,以便有挑选的余地。
    1. 静止图像
序号
名称
内容
代表性
考核品质
运动特性
1
海港(类似基尔港)自然海港场景,有很多船只(桅杆、拉绳等突出微小细节)、海水、建筑物(突出细节、色彩)、风景(树、山丘等)细节丰富的室外静止图像清晰度固定镜头拍摄;静止幻灯片
2
花园(类似ITE郁金香花园)色彩和细节丰富的花园场景(由近到远各种彩色花的细节由大到小、越来越细,远处是大面积的树、树枝和石头砌成的围墙等的亮度细节)。室外饱和色彩、高细节静止图像; YC清晰度固定镜头拍摄;静止幻灯片
3
图像层次丰富的场景(

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