一種超高清視頻圖像模糊度的測試方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及數字圖像質量測試領域，具體涉及一種超高清視頻圖像模糊度的測試 方法及系統。
【背景技術】
[0002] 國際電聯于2012年8月發布ITU-RBT. 2020建議書《超高清電視系統節目制 作和國際交換的參數數值》，規定了兩個層級的超高清顯示格式UHDTV1 (3840X2160)和 UHDTV2 (7680X4320)。現在市場上銷售的4K超高清電視，一般是指屏幕的物理分辨率達到 3840X2160 (UHD)，且能接收、解碼、顯示相應分辨率視頻信號的電視。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的"身臨其境"感和真實感，其極清的 畫質在給用戶帶來享受的同時也必然伴隨著編碼、存儲、傳輸、解碼復雜度的增加，并在這 些過程中引入圖像畫質損傷，這些損傷具體體現在圖像清晰度下降、對比度降低、灰度均勻 性變差等方面。
[0004] 傳統用于測試圖像顯示質量各項指標的測試圖大多是靜態的，例如清晰度、對比 度、均勻性等，不能用于視頻圖像質量的測試。通常，對于含復雜運動場景的視頻，為了得到 較高的圖像質量，在編碼、傳輸和存儲時需要采用較高的編碼碼率、較寬的傳輸頻帶和較大 的存儲空間，而很多時候為了節省資源，會對視頻采用較高的壓縮率，并必可避免的引起圖 像失真。對超高清圖像視頻，這個問題更為突出，超高清圖像其極高的清晰度是以其巨大的 碼率為代價的，這意味著為了存儲和傳輸的方便與有效性，就必須得通過壓縮編碼盡可能 降低碼率，而為了達到所要求的比特率，就不得不舍棄一些圖像高頻信息，從而產生了圖像 質量尤其是清晰度方面產生較大的失真，引起圖像模糊。
[0005]圖像清晰度和模糊度是對圖像質量正反兩方面的描述，前者重在描述結果，后者 重在描述過程。現在評測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 的清晰度檢測的和基于宏塊邊界的模糊度檢測，這些方法不僅計算方法復雜，而且需要通 過將計算結果與主觀評價結果進行相關性統計，工作量巨大，統計結果也不夠直觀。
【發明內容】
[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供一種超高清視頻圖像模糊度測試方法及系統， 測試方法簡單，測試結果更直觀。
[0007] 本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種超高清視頻圖像模糊度測試方 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,對插入了棋盤格的超高清視頻圖像序列進行編碼并轉換為離散的超高清視頻 圖像序列；
[0011]S4,對離散的超高清視頻圖像序列中的每一幀圖像計算各個級別的模糊度和總模 糊度；
[0012]S5,根據所有幀圖像的各個級別的模糊度計算超高清視頻圖像序列的各個級別的 模糊度，以及根據所有幀圖像的總模糊度計算超高清視頻圖像序列的總模糊度。
[0013] 本發明的有益效果是：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，以及編碼后產生的分區效應，而使因 編碼產生的圖像模糊度能夠直接在超高清顯示設備上很直觀地顯示，使得主觀評測和客觀 測量的關聯性較為直觀。
[0014] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：
[0015] 進一步，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插入 i~4個棋盤格。
[0016] 進一步，所述棋盤格在水平方向和垂直方向的像素數均為8的整數倍，且所述棋 盤格的長度和寬度分別不大于每一幀圖像長度和寬度的六分之一。
[0017] 采用上述進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 量少，且插入位置隨機，因此，對于原超高清視頻圖像序列編碼的復雜度不會影響很大。
[0018] 進一步，所述步驟S4為：
[0019]S41，對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 為測試單元；
[0020] S42,讀取測試子單元中每個像素的亮度值，并與棋盤格對應位置像素的亮度值相 減，得到差值絕對值，將差值絕對值與圖像的最大灰度量化值的比值作為測試子單元中每 個像素的亮度偏離百分比；所述測試單元由多個均勻分布的測試子單元組成；
[0021] S43,根據亮度偏離百分比統計每一幀圖像的測試子單元中各個模糊級別的像素 點數量，并計算各個級別的像素數量在整個測試子單元中所占的比例，得到測試子單元各 個級別的模糊度，以及將位于前N個級別的模糊度總和作為測試子單元的總模糊度，N小于 測試子單元的級別總數；
[0022] S44,將測試單元各個級別的模糊度的平均值作為超高清視頻圖像序列當前幀圖 像的各個級別的模糊度，以及將所有測試子單元的總模糊度取平均值作為超高清視頻圖像 序列當前幀圖像的總模糊度。
[0023] 采用上述進一步方案的有益效果是：通過編碼后的測試單元以測試子單元的形 式呈現規律的模糊效應，測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 出圖像模糊度，同時與利用測試子單元的亮度偏離百分比表達的測試子單元的模糊程度維 度一致，關聯度較大。
[0024] 進一步，所述步驟S43中各個級別包括一級模糊、二級模糊、三級模糊以及不模 糊；其中，亮度偏離百分比大于50%的像素點為一級模糊點，亮度偏離百分比介于30%~ 50%之間的像素點為二級模糊點，亮度偏離百分比介于10%~30%之間的像素點為三級 模糊點，小于10%的像素點為不模糊點。
[0025] 進一步，所述步驟S5的具體實現為：
[0026] 將得到的所有幀圖像的各個級別的模糊度取平均值，得到超高清視頻圖像序列的 各個級別的模糊度；
[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] 采用上述進一步方案的有益效果是：通過對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，使得模糊度的測試值更加精確。
[0029] 本發明解決上述技術問題的另一種技術方案如下：一種超高清視頻圖像模糊度 測試系統，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] 編碼和轉換模塊，用于對插入了棋盤格的超高清視頻圖像序列進行編碼并轉換為 尚散的超尚清視頻圖像序列；
[0033] 第一計算模塊，用于對離散的超高清視頻圖像序列中的每一幀圖像計算各個級別 的模糊度和總模糊度；
[0034] 第二計算模塊，用于根據所有幀圖像的各個級別的模糊度計算超高清視頻圖像序 列的各個級別的模糊度，以及根據所有幀圖像的總模糊度計算超高清視頻圖像序列的總模 糊度。
[0035] 本發明的有益效果是：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，以及編碼后產生的分 區效應，而使因編碼產生的圖像模糊度能夠直接在超高清顯示設備上很直觀地顯示，使得 主觀評測和客觀測量的關聯性較為直觀。
[0036] 在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進：
[0037] 進一步，所述插入模塊包括隨機插入單元，用于在超高清視頻圖像序列的每一幀 圖像中隨機插入1~4個棋盤格，所述棋盤格在水平方向和垂直方向的像素數均為8的整 數倍，且所述棋盤格的長度和寬度分別不大于每一幀圖像長度和寬度的六分之一。
[0038] 采用上述進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 量少，且插入位置隨機，因此，對于原超高清視頻圖像序列編碼的復雜度不會影響很大。
[0039] 進一步，所述第一計算模塊包括：
[0040] 截取單元，用于對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，作為測試單元；
[0041] 第一計算子單元，用于讀取測試子單元中每個像素的亮度值，并