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DVR數(shù)位視訊影像評估方法

DVR的迅速發(fā)展令人矚目,目前已成為視訊監(jiān)控系統(tǒng)的核心產(chǎn)品,并逐步取代統(tǒng)治市場多年的類比設(shè)備。本文將就如何評估DVR數(shù)位視訊影像品質(zhì)作深入淺出的介紹。
資訊頻道文章B
由於相關(guān)行業(yè)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)制定工作相對延遲,對數(shù)位監(jiān)控設(shè)備影像品質(zhì)的評估測試一直沒有一套客觀、通用的技術(shù)和方法。目前多數(shù)廠商都是采用主觀方法對設(shè)備的重要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行評估,既不準(zhǔn)確也不客觀,且不同的人評估的結(jié)果差異性大,再加上有些廠商在宣傳上的誤導(dǎo),使得客戶在選擇產(chǎn)品時無所適從,缺乏客觀、可信、公正的評判。

目前大多數(shù)廠商還是借用類比視訊系統(tǒng)的影像品質(zhì)評估方法來評估數(shù)位視訊影像,這樣很難對數(shù)位影像作出一個客觀的評論。

DVR評估
簡單來說,DVR的評估主要從以下幾個方面進(jìn)行∶

1. 產(chǎn)品的可靠性

評估產(chǎn)品的運(yùn)作狀態(tài);

2. 產(chǎn)品的穩(wěn)定性

評估產(chǎn)品長時間工作的能力;

3. 產(chǎn)品的功能

評估產(chǎn)品的功能對比;

4. 產(chǎn)品的性能

評估產(chǎn)品的性能指標(biāo)。

除了數(shù)位影像評估方法之外,其他項(xiàng)目的評估方法相對比較成熟,可以沿用相近電子產(chǎn)品的評估方法。

值得注意的是,在各個專案的評估中,應(yīng)該使設(shè)備處於滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下,即

∶ 1. 每一路都應(yīng)該接入音視訊輸入源;

2. 同時開啟產(chǎn)品的附加功能,如疊加字符、移動偵測等;

3. 視訊應(yīng)該是符合實(shí)際應(yīng)用環(huán)境特徵。

產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性是最重要的,同時應(yīng)該重點(diǎn)測試應(yīng)用中需要的功能和相關(guān)的性能指標(biāo),不要落入誤區(qū)來考察與應(yīng)用無關(guān)的專案。



影像品質(zhì)評估方法
影像品質(zhì)的評估包括主觀評估和客觀評估兩個部分,這兩項(xiàng)指標(biāo)同等重要,考察項(xiàng)目如下∶

1.影像解析度

數(shù)位影像的解析度要考察水平和垂直兩個方面;水平和垂直解析度對評估數(shù)位影像品質(zhì)同等重要,這是與類比視訊不同的地方。

2.影像幀率

數(shù)位影像的幀率測試不能夠簡單采用數(shù)幀的方法,這樣的方法有很大的片面性,應(yīng)該采用每幀都有標(biāo)記的測試信號。

3.影像壓縮比

一般產(chǎn)品壓縮比是可以調(diào)節(jié)的,因此科學(xué)的方法是基於固定的壓縮參數(shù)下進(jìn)行測試,防止在低壓縮比下測試,而在實(shí)際應(yīng)用中要設(shè)置為高壓縮比。

4.影像品質(zhì)評估

主要評估影像還原品質(zhì)(重播品質(zhì))的真實(shí)程度和等級。



影像品質(zhì)主觀評估方法
主觀評估數(shù)位與類比系統(tǒng)的重點(diǎn)不同∶

1.馬賽克效應(yīng)

還原影像中對於單色區(qū)域畫面還原存在的色塊。

2.邊緣處理

對於影像中的物體邊界還原的真實(shí)程度和線條(橫、豎、斜方向)還原的真實(shí)程度,主要考察邊界的對比度和變形情況。

3.顏色平滑度

還原影像中對於單色區(qū)域畫面還原後的顏色層次豐富程度。

4.畫面的還原性

指畫面還原的真實(shí)性,包括畫面的完整性、是否存在色差、對還原影像的整體接受程度,此四項(xiàng)在對參考視訊的全部內(nèi)容評測後作出綜合評估。

5.快速運(yùn)動影像處理

考察快速運(yùn)動參考源下影像還原的連續(xù)性。

6.低照度環(huán)境影像處理

考察低照度環(huán)境影像還原的清晰度。

要求在測試時所有路必須同時接入視訊信號壓縮,同時要打開重播、圖標(biāo)疊加、影像運(yùn)動偵測等功能(不在滿負(fù)荷的狀態(tài)下不能測試出真實(shí)的資料)。應(yīng)該選擇專業(yè)人士和非專業(yè)人士共同組成的專家組來評估,對每個專案按照5分制打分。



影像品質(zhì)客觀評估方法
影像品質(zhì)的客觀評估方法主要是考察影像還原的解析度和信噪比,就目前DVR而言,由於沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),所以目前沒有一個有效的方法來測試準(zhǔn)確的資料。根據(jù)現(xiàn)有的條件確實(shí)可行的方法就是制作參考視訊源。

參考視訊源的制作主要考慮數(shù)位影像壓縮的特點(diǎn)和安防實(shí)際現(xiàn)場影像特徵,在制作的時候可以選擇不同應(yīng)用領(lǐng)域的特徵,這樣的檢測結(jié)果對於用戶選擇具有非常大的指標(biāo)意義。

對於視訊源的制作主要考慮監(jiān)控環(huán)境的特徵,應(yīng)該覆蓋固定鏡頭、慢速搖動鏡頭、快速搖動鏡頭、變焦等方面,參考視訊源應(yīng)該包括以下內(nèi)容,用於不同目的的測試∶

1. 測試幀率視訊段

選取兩段錄影,分別為簡單影像和快速運(yùn)動影像,影像上每一幀做好幀數(shù)標(biāo)記。

2. 音視訊同步測試視訊段

采用普通攝影頭錄制影像,錄影中應(yīng)包括聲音和影像,可以識別出音視訊同步差異。

3. 解析度測試視訊段

主要采用分辨率標(biāo)準(zhǔn)側(cè)視圖來測試。

4. 視訊品質(zhì)檢測視訊段

(1) 無運(yùn)動

固定鏡頭,畫面中應(yīng)具有單色塊(如墻壁),具有橫、豎、斜方向的邊緣或線條,沒有運(yùn)動物體。

(2) 簡單運(yùn)動

固定鏡頭,畫面中應(yīng)具有單色塊(如墻壁),具有橫、豎、斜方向的邊緣或線條,有人在里面移動,人在畫面中所占的比例應(yīng)該在1/4到1/5。

(3) 快速運(yùn)動

固定鏡頭中目標(biāo)快速移動(比如道路中的車輛),移動目標(biāo)在畫面中所占的比例應(yīng)在1/4到1/5,畫面中應(yīng)具有單色塊,具有橫、豎、斜方向的邊緣或線條。

(4) 低照度

夜間只能夠辨清物體形狀,有明顯的噪點(diǎn)。

對於不同的產(chǎn)品要按照實(shí)際使用的參數(shù)設(shè)置對標(biāo)準(zhǔn)視訊源壓縮,然後可以直接對比壓縮比,同時對每個特徵可以進(jìn)行相應(yīng)的比對。



客觀評估測試參考源
這里介紹一個參考測試源,可利用參考測試源進(jìn)行測試。

1. 灰度等級測試

主要用來測試灰度等級的還原情況,可以測試不同灰度等級還原的效果對比,不同層次的灰度是否能真實(shí)還原。

2. 彩色顏色等級測試

主要用來測試彩色還原以及彩色灰度等級的還原情況,可以測試不同顏色的層次是否可以分辨,色彩是否真實(shí)。

3. 彩色影像測試

主要用來測試彩色影像的還原情況,專門測試視訊壓縮的標(biāo)準(zhǔn)影像,可以測試顏色層次、復(fù)雜影像、人臉以及細(xì)節(jié)漏失等各方面的還原指標(biāo)。

4. 黑白影像測試

主要用來測試黑白影像的還原情況,是專門測試視訊壓縮的標(biāo)準(zhǔn)影像,可以測試顏色層次、復(fù)雜影像、人臉、條紋以及細(xì)節(jié)漏失等各方面的還原指標(biāo)。

5. 分辨率測試

主要用來測試影像還原的解析度,都是專門測試視訊壓縮的標(biāo)準(zhǔn)影像,可以測試影像的完整性、水平和垂直解析度、各種情況下的變形等各方面的還原指標(biāo),同時可以查看干擾的程度。

6. 幀率和同步測試

主要用來測試幀率和音視訊同步情況,每幀圖片上標(biāo)有秒數(shù)及幀號,同時每秒有聲音同步標(biāo)示。

可在重播的時候通過聲音和秒數(shù)顯示的對比測試同步情況,通過逐幀重播查看幀號的連續(xù)性確定是否存在丟幀。通常應(yīng)該在系統(tǒng)長時間運(yùn)行後測試,可使用其他視訊信號來工作,在長時間運(yùn)行後接入本信號進(jìn)行錄制。

7. 錄影測試

主要用來測試錄影壓縮情況,包括靜物鏡頭推拉、復(fù)雜色彩移動、旋轉(zhuǎn)移動、人臉、運(yùn)動和復(fù)雜環(huán)境等。用於測試壓縮的標(biāo)準(zhǔn)錄影,可以藉此很容易對比出不同技術(shù)的差異。



測試參考源使用舉例
· 參數(shù)設(shè)置

設(shè)置合適的壓縮參數(shù),使得測試的設(shè)備壓縮比一致或接近(可以采用對同樣的標(biāo)準(zhǔn)源多個參數(shù)反復(fù)壓縮的方式,對比壓縮後的檔大小,然後找到對應(yīng)的參數(shù)),參數(shù)的選擇應(yīng)該為實(shí)際使用的參數(shù),不要選擇過大或過小的壓縮比。

· 顯示器

 選擇同樣型號的設(shè)備,調(diào)整好參數(shù)并且保持一致。

· 錄影資料準(zhǔn)備

 播放測試盤每一段錄影,然後分別壓縮成獨(dú)立的檔。

· 對比環(huán)境

 對比源采用監(jiān)視器播放測試盤,對於不同的產(chǎn)品同時重播相對應(yīng)的錄影資料,不同的產(chǎn)品對比要保證檔大小相近。

· 人員選擇

 應(yīng)該選擇多名由專業(yè)和非專業(yè)的人員組成的測試組,典型包括4名專業(yè)和3名非專業(yè)人員。 · 評估結(jié)果

 測試人員分別記錄結(jié)果,然後綜合後得出最後結(jié)果。

· 計(jì)分方法

 對每項(xiàng)主觀項(xiàng)目采用5分制打分,客觀專案記錄實(shí)際參數(shù)。


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