一種超高清視頻圖像模糊度的測(cè)試方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)字圖像質(zhì)量測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種超高清視頻圖像模糊度的測(cè)試 方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 國(guó)際電聯(lián)于2012年8月發(fā)布ITU-RBT. 2020建議書《超高清電視系統(tǒng)節(jié)目制 作和國(guó)際交換的參數(shù)數(shù)值》，規(guī)定了兩個(gè)層級(jí)的超高清顯示格式UHDTV1 (3840X2160)和 UHDTV2 (7680X4320)?，F(xiàn)在市場(chǎng)上銷售的4K超高清電視，一般是指屏幕的物理分辨率達(dá)到 3840X2160 (UHD)，且能接收、解碼、顯示相應(yīng)分辨率視頻信號(hào)的電視。4K超高清電視的分辨 率是全高清（FHD. 1920X1080)的4倍，約是高清（HD. 1280X720)的9倍。
[0003] 超高清電視可以為用戶提供比高清電視更強(qiáng)的"身臨其境"感和真實(shí)感，其極清的 畫質(zhì)在給用戶帶來享受的同時(shí)也必然伴隨著編碼、存儲(chǔ)、傳輸、解碼復(fù)雜度的增加，并在這 些過程中引入圖像畫質(zhì)損傷，這些損傷具體體現(xiàn)在圖像清晰度下降、對(duì)比度降低、灰度均勻 性變差等方面。
[0004] 傳統(tǒng)用于測(cè)試圖像顯示質(zhì)量各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試圖大多是靜態(tài)的，例如清晰度、對(duì)比 度、均勻性等，不能用于視頻圖像質(zhì)量的測(cè)試。通常，對(duì)于含復(fù)雜運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景的視頻，為了得到 較高的圖像質(zhì)量，在編碼、傳輸和存儲(chǔ)時(shí)需要采用較高的編碼碼率、較寬的傳輸頻帶和較大 的存儲(chǔ)空間，而很多時(shí)候?yàn)榱斯?jié)省資源，會(huì)對(duì)視頻采用較高的壓縮率，并必可避免的引起圖 像失真。對(duì)超高清圖像視頻，這個(gè)問題更為突出，超高清圖像其極高的清晰度是以其巨大的 碼率為代價(jià)的，這意味著為了存儲(chǔ)和傳輸?shù)姆奖闩c有效性，就必須得通過壓縮編碼盡可能 降低碼率，而為了達(dá)到所要求的比特率，就不得不舍棄一些圖像高頻信息，從而產(chǎn)生了圖像 質(zhì)量尤其是清晰度方面產(chǎn)生較大的失真，引起圖像模糊。
[0005]圖像清晰度和模糊度是對(duì)圖像質(zhì)量正反兩方面的描述，前者重在描述結(jié)果，后者 重在描述過程?，F(xiàn)在評(píng)測(cè)視頻圖像清晰度或模糊度的方法有代表性的主要是基于圖像邊緣 的清晰度檢測(cè)的和基于宏塊邊界的模糊度檢測(cè)，這些方法不僅計(jì)算方法復(fù)雜，而且需要通 過將計(jì)算結(jié)果與主觀評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性統(tǒng)計(jì)，工作量巨大，統(tǒng)計(jì)結(jié)果也不夠直觀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超高清視頻圖像模糊度測(cè)試方法及系統(tǒng)， 測(cè)試方法簡(jiǎn)單，測(cè)試結(jié)果更直觀。
[0007] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種超高清視頻圖像模糊度測(cè)試方 法，包括以下步驟：
[0008]S1，輸入超尚清視頻圖像序列；
[0009]S2,將棋盤格依次插入超高清視頻圖像序列中的每一幀圖像中；
[0010] S3,對(duì)插入了棋盤格的超高清視頻圖像序列進(jìn)行編碼并轉(zhuǎn)換為離散的超高清視頻 圖像序列；
[0011]S4,對(duì)離散的超高清視頻圖像序列中的每一幀圖像計(jì)算各個(gè)級(jí)別的模糊度和總模 糊度；
[0012]S5,根據(jù)所有幀圖像的各個(gè)級(jí)別的模糊度計(jì)算超高清視頻圖像序列的各個(gè)級(jí)別的 模糊度，以及根據(jù)所有幀圖像的總模糊度計(jì)算超高清視頻圖像序列的總模糊度。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是：通過在視頻圖像序列中逐幀插入棋盤格，然后再進(jìn)行編碼 和離散化處理，使得由于棋盤格本身具備的刻度特征，以及編碼后產(chǎn)生的分區(qū)效應(yīng)，而使因 編碼產(chǎn)生的圖像模糊度能夠直接在超高清顯示設(shè)備上很直觀地顯示，使得主觀評(píng)測(cè)和客觀 測(cè)量的關(guān)聯(lián)性較為直觀。
[0014] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)：
[0015] 進(jìn)一步，所述步驟S2具體為：在超尚清視頻圖像序列的每一幀圖像中隨機(jī)插入 i~4個(gè)棋盤格。
[0016] 進(jìn)一步，所述棋盤格在水平方向和垂直方向的像素?cái)?shù)均為8的整數(shù)倍，且所述棋 盤格的長(zhǎng)度和寬度分別不大于每一幀圖像長(zhǎng)度和寬度的六分之一。
[0017] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：由于在視頻圖像中插入的棋盤格面積小，數(shù) 量少，且插入位置隨機(jī)，因此，對(duì)于原超高清視頻圖像序列編碼的復(fù)雜度不會(huì)影響很大。
[0018] 進(jìn)一步，所述步驟S4為：
[0019]S41，對(duì)離散的超高清視頻圖像序列中的每一幀圖像截取覆蓋有棋盤格的圖像，作 為測(cè)試單元；
[0020] S42,讀取測(cè)試子單元中每個(gè)像素的亮度值，并與棋盤格對(duì)應(yīng)位置像素的亮度值相 減，得到差值絕對(duì)值，將差值絕對(duì)值與圖像的最大灰度量化值的比值作為測(cè)試子單元中每 個(gè)像素的亮度偏離百分比；所述測(cè)試單元由多個(gè)均勻分布的測(cè)試子單元組成；
[0021] S43,根據(jù)亮度偏離百分比統(tǒng)計(jì)每一幀圖像的測(cè)試子單元中各個(gè)模糊級(jí)別的像素 點(diǎn)數(shù)量，并計(jì)算各個(gè)級(jí)別的像素?cái)?shù)量在整個(gè)測(cè)試子單元中所占的比例，得到測(cè)試子單元各 個(gè)級(jí)別的模糊度，以及將位于前N個(gè)級(jí)別的模糊度總和作為測(cè)試子單元的總模糊度，N小于 測(cè)試子單元的級(jí)別總數(shù)；
[0022] S44,將測(cè)試單元各個(gè)級(jí)別的模糊度的平均值作為超高清視頻圖像序列當(dāng)前幀圖 像的各個(gè)級(jí)別的模糊度，以及將所有測(cè)試子單元的總模糊度取平均值作為超高清視頻圖像 序列當(dāng)前幀圖像的總模糊度。
[0023] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過編碼后的測(cè)試單元以測(cè)試子單元的形 式呈現(xiàn)規(guī)律的模糊效應(yīng)，測(cè)試子單元中的部分黑塊和白塊變成了灰塊，能夠很直觀地呈現(xiàn) 出圖像模糊度，同時(shí)與利用測(cè)試子單元的亮度偏離百分比表達(dá)的測(cè)試子單元的模糊程度維 度一致，關(guān)聯(lián)度較大。
[0024] 進(jìn)一步，所述步驟S43中各個(gè)級(jí)別包括一級(jí)模糊、二級(jí)模糊、三級(jí)模糊以及不模 糊；其中，亮度偏離百分比大于50%的像素點(diǎn)為一級(jí)模糊點(diǎn)，亮度偏離百分比介于30%~ 50%之間的像素點(diǎn)為二級(jí)模糊點(diǎn)，亮度偏離百分比介于10%~30%之間的像素點(diǎn)為三級(jí) 模糊點(diǎn)，小于10%的像素點(diǎn)為不模糊點(diǎn)。
[0025] 進(jìn)一步，所述步驟S5的具體實(shí)現(xiàn)為：
[0026] 將得到的所有幀圖像的各個(gè)級(jí)別的模糊度取平均值，得到超高清視頻圖像序列的 各個(gè)級(jí)別的模糊度；
[0027] 以及將得到的所有幀圖像的總模糊度取平均值，得到超高清視頻圖像序列的總模 糊度。
[0028] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：通過對(duì)所有幀圖像的模糊度取平均值作為超 高清視頻圖像序列的模糊度，使得模糊度的測(cè)試值更加精確。
[0029] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的另一種技術(shù)方案如下：一種超高清視頻圖像模糊度 測(cè)試系統(tǒng)，包括：
[0030] 輸入模塊，用于輸入超高清視頻圖像序列；
[0031] 插入模塊，用于將棋盤格依次插入超高清視頻圖像序列中的每一幀圖像中；
[0032] 編碼和轉(zhuǎn)換模塊，用于對(duì)插入了棋盤格的超高清視頻圖像序列進(jìn)行編碼并轉(zhuǎn)換為 尚散的超尚清視頻圖像序列；
[0033] 第一計(jì)算模塊，用于對(duì)離散的超高清視頻圖像序列中的每一幀圖像計(jì)算各個(gè)級(jí)別 的模糊度和總模糊度；
[0034] 第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所有幀圖像的各個(gè)級(jí)別的模糊度計(jì)算超高清視頻圖像序 列的各個(gè)級(jí)別的模糊度，以及根據(jù)所有幀圖像的總模糊度計(jì)算超高清視頻圖像序列的總模 糊度。
[0035] 本發(fā)明的有益效果是：通過利用插入模塊在視頻圖像序列中逐幀插入棋盤格，然 后再進(jìn)行編碼和離散化處理，使得由于棋盤格本身具備的刻度特征，以及編碼后產(chǎn)生的分 區(qū)效應(yīng)，而使因編碼產(chǎn)生的圖像模糊度能夠直接在超高清顯示設(shè)備上很直觀地顯示，使得 主觀評(píng)測(cè)和客觀測(cè)量的關(guān)聯(lián)性較為直觀。
[0036] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)：
[0037] 進(jìn)一步，所述插入模塊包括隨機(jī)插入單元，用于在超高清視頻圖像序列的每一幀 圖像中隨機(jī)插入1~4個(gè)棋盤格，所述棋盤格在水平方向和垂直方向的像素?cái)?shù)均為8的整 數(shù)倍，且所述棋盤格的長(zhǎng)度和寬度分別不大于每一幀圖像長(zhǎng)度和寬度的六分之一。
[0038] 采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：由于在視頻圖像中插入的棋盤格面積小，數(shù) 量少，且插入位置隨機(jī)，因此，對(duì)于原超高清視頻圖像序列編碼的復(fù)雜度不會(huì)影響很大。
[0039] 進(jìn)一步，所述第一計(jì)算模塊包括：
[0040] 截取單元，用于對(duì)離散的超高清視頻圖像序列中的每一幀圖像截取覆蓋有棋盤格 的圖像，作為測(cè)試單元；
[0041] 第一計(jì)算子單元，用于讀取測(cè)試子單元中每個(gè)像素的亮度值，并