專利名稱：數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖及其生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字視頻技術(shù)。具體講，涉及數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖及其生成方法。
背景技術(shù)：
清晰度測試圖測定電視圖像清晰度是常用的測試方法之一。但所見Philips和芝測等公司的測試儀，提供的均是楔形線組，發(fā)明人曾申請(qǐng)的專利“數(shù)字電視復(fù)合測試圖及其生成方法(申請(qǐng)?zhí)?00410019445.0)”和“數(shù)字電視清晰度和過掃描測試圖及其生成方法(申請(qǐng)?zhí)?00410019448.4)”，也只能施測水平和垂直清晰度，而不能測定360度內(nèi)各個(gè)方向的清晰度。
圖像清晰度是數(shù)字圖像系統(tǒng)和數(shù)字電視系統(tǒng)的重要質(zhì)量指標(biāo)，迫切需要檢測手段，來規(guī)范相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和銷售，或監(jiān)測數(shù)字圖像系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
測試圖像清晰度通常用楔形線簇，它們一般只能測定水平和垂直兩個(gè)方向的清晰度值。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖及其生成方法，生成方法以數(shù)值計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)，生成靈活，測試圖使用方便。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖，包括，水平和垂直有效像素?cái)?shù)為1920×1080，圖像寬高比為16∶9，亮度信號(hào)取樣頻率74.25MHz，測試圖最高測試范圍為1600電視線，距中心不同半徑的其它圓周上各點(diǎn)的圖像清晰度標(biāo)示與半徑成反比；測試圖四周標(biāo)出滿屏標(biāo)記；測試圖標(biāo)出十字形圖像中心；測試圖把高清晰度測試范圍設(shè)計(jì)在圖像中部，離中心越遠(yuǎn)，清晰度標(biāo)示值越低；測試圖設(shè)計(jì)成輻射狀，且在0°～360°范圍內(nèi)均勻分布，測試圖中心部分置成黑色；測試圖按電視線標(biāo)示圖像清晰度值，同一圓周上，清晰度為同一值。
一種數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖生成方法，包括下列步驟將極坐標(biāo)系中矢徑為ρ、極角為φ的像素M(ρ，φ)的亮度值Y表示為該點(diǎn)在直角坐標(biāo)系中相位Φ的函數(shù)，并按ITU 601等標(biāo)準(zhǔn)，將值域映射到[16，235]Y＝[sin(KΦ+Φ0)+1]×109.5+16Φ＝arctg[(y-y0)/(x-x0)]式中x、y為M點(diǎn)的直角坐標(biāo)；x0、y0為測試圖中心o＇的直角坐標(biāo)；Φ0為Φ的初始值；K為黑白線組數(shù)；若ρ＝ρ0的圓周對(duì)應(yīng)水平清晰度電視線數(shù)的理論最高值Lmax，則由幾何關(guān)系，推導(dǎo)半徑為任意值ρ的圓周對(duì)應(yīng)的清晰度電視線數(shù)為Lρ＝Lmax×(ρ0/ρ)
確定具體電視系統(tǒng)所能達(dá)到的清晰度理論上限值；按上式計(jì)算半徑不等的各個(gè)圓周對(duì)應(yīng)的清晰度值，這些值應(yīng)按通用的電視線數(shù)計(jì)算，并標(biāo)示到測試圖上，生成測試圖。
可依據(jù)不同國家或地區(qū)的電視標(biāo)準(zhǔn)，代入相應(yīng)參數(shù)，按所述數(shù)學(xué)模型生成數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖。
本發(fā)明具備以下效果1本發(fā)明的測試圖設(shè)計(jì)成輻射狀，且在0°～360°范圍內(nèi)均勻分布，所以能全面測定圖像在各個(gè)方向上的清晰程度。
2由于本發(fā)明采用的數(shù)學(xué)建模原理和生成方法，以及其數(shù)值計(jì)算方法，因而本發(fā)明能夠生成數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖。
3由于采用計(jì)算機(jī)編程，可靈活地面向不同數(shù)字視頻系統(tǒng)，按具體參數(shù)和要求，生成各種格式測試圖，生成靈活。使用方便體現(xiàn)在可利用圖中數(shù)字空間取樣點(diǎn)的規(guī)則分布，迅速而準(zhǔn)確地判讀數(shù)字圖像各個(gè)方向清晰度，而且圖中直接標(biāo)注清晰度的電視線數(shù)。


圖1為數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖示例圖2全方位清晰度測試圖局部放大圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖通過在極坐標(biāo)系建立數(shù)學(xué)模型，用計(jì)算機(jī)編程，計(jì)算每個(gè)像素的三個(gè)數(shù)字分量信號(hào)值來生成。其清晰度測試范圍足夠廣，涵蓋系統(tǒng)理論最高值。
將極坐標(biāo)系中矢徑為ρ、極角為φ的像素M(ρ，φ)的亮度值Y表示為該點(diǎn)在直角坐標(biāo)系中相位Φ的函數(shù)，并按ITU 601等標(biāo)準(zhǔn)，將值域映射到[16，235]，Y＝[sin(KΦ+Φ0)+1]×109.5+16Φ＝arctg[(y-y0)/(x-x0)]式中x、y為M點(diǎn)的直角坐標(biāo)；x0、y0為測試圖中心o＇的直角坐標(biāo)；Φ0為Φ的初始值；K為黑白線組數(shù)；若ρ＝ρ0的圓周對(duì)應(yīng)水平清晰度電視線數(shù)的理論最高值Lmax，則由幾何關(guān)系，半徑為任意值ρ的圓周對(duì)應(yīng)的清晰度電視線數(shù)為Lρ＝Lmax×(ρ0/ρ)可見同一圓周上各點(diǎn)對(duì)應(yīng)相同的清晰度值。確定具體電視系統(tǒng)所能達(dá)到的清晰度理論上限值后，即可按此式計(jì)算半徑不等的各個(gè)圓周對(duì)應(yīng)的清晰度值。這些值應(yīng)按通用的電視線數(shù)計(jì)算，并標(biāo)示到測試圖上。
數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖可依據(jù)不同國家或地區(qū)的電視標(biāo)準(zhǔn)，代入相應(yīng)參數(shù)，按上述數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)和生成。
我國HDTV演播室標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，HDTV圖像格式為1920×1080，圖像寬高比為16∶9，亮度信號(hào)取樣頻率74.25MHz。按我國標(biāo)準(zhǔn)，水平和垂直方向HDTV圖像清晰度理論最高值均為1080電視線，在45°方向達(dá)到清晰度理論最高值1527電視線，其它方向和距中心不同半徑的圓周上各點(diǎn)的圖像清晰度也可算出，并在測試圖上標(biāo)示一些特征值。
按上述模型，所得圖像清晰度測試圖呈輻射狀分布，能用來測定各個(gè)方向上的圖像清晰度。
在這種測試圖中，圖像清晰度值與矢徑成反比，一旦確定對(duì)應(yīng)圖像清晰度理論最高值的小圓半徑后，即可計(jì)算和在測試圖上標(biāo)示各像素點(diǎn)處的圖像清晰度電視線數(shù)。
為能測定系統(tǒng)重建圖像可能呈現(xiàn)的清晰度理論上限值，清晰度測試范圍應(yīng)略超出該系統(tǒng)在45°方向所能達(dá)到的清晰度理論最高值1527電視線。
為限定測試圖信號(hào)帶寬，測試圖清晰度測試線灰度應(yīng)按上述數(shù)學(xué)模型連續(xù)分布。
作為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施實(shí)例，附圖示出了一個(gè)以我國高清晰度電視系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)和生成的全方位清晰度測試圖。
該圖水平和垂直有效像素?cái)?shù)為1920×1080，圖像寬高比為16∶9，亮度信號(hào)取樣頻率74.25MHz。對(duì)這種高清晰度電視系統(tǒng)，水平和垂直方向圖像清晰度理論最高值均為1080電視線，在45°方向達(dá)到清晰度理論最高值為1527電視線。為此，測試圖最高測試范圍設(shè)計(jì)為1600電視線，其值略高于斜向清晰度的最高值。距中心不同半徑的其它圓周上各點(diǎn)的圖像清晰度則與半徑成反比。
因清晰度測試須在滿屏狀態(tài)下進(jìn)行，故測試圖四周標(biāo)出了滿屏標(biāo)記，用來調(diào)整行場幅度和中心，并兼做滿屏測試狀態(tài)監(jiān)視。
圖像中心與顯示屏的幾何中心是否重合，不僅直接關(guān)系到觀看效果，對(duì)LCD(液晶顯示器)和PDP(等離子體顯示器)等固有分辨率顯示器(屏)，還會(huì)影響重顯圖像的清晰度。因此，測試圖標(biāo)出了十字形圖像中心，用來調(diào)整和測試同心度。
由于視覺對(duì)圖像中部較四角的清晰度要求更高，所以測試圖把高清晰度測試范圍設(shè)計(jì)在圖像中部，離中心越遠(yuǎn)，清晰度值越低。
由于本圖設(shè)計(jì)成輻射狀，且在0°～360°范圍內(nèi)均勻分布，所以能全面測定圖像在各個(gè)方向上的清晰程度。為避免在測試圖上因超出HDTV系統(tǒng)分辨率理論上限值而出現(xiàn)混疊干擾，測試圖中心部分置成黑色。
測試圖按電視線標(biāo)示圖像清晰度值，同一圓周上，清晰度為同一值，便于讀數(shù)。
把生成的數(shù)據(jù)載入測試信號(hào)發(fā)生器，可以輸出數(shù)字或模擬基帶測試信號(hào)，用于調(diào)整和測試數(shù)字圖像終端設(shè)備或數(shù)字電視顯示器。
將數(shù)據(jù)編碼成不同標(biāo)準(zhǔn)，不同層次的數(shù)據(jù)流，配備碼流讀出卡，還可提供測試碼流，用來調(diào)整和測試數(shù)字圖像系統(tǒng)終端設(shè)備或數(shù)字電視接收機(jī)、接收器(機(jī)頂盒)和解碼設(shè)備。將數(shù)字電視圖像清晰度測試圖數(shù)據(jù)流送入數(shù)字圖像系統(tǒng)或數(shù)字電視系統(tǒng)前端，可用來調(diào)整和監(jiān)測整個(gè)數(shù)字系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，為用戶提供高質(zhì)量服務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖，其特征在于，水平和垂直有效像素?cái)?shù)為1920×1080，圖像寬高比為16∶9，亮度信號(hào)取樣頻率74.25MHz，測試圖最高測試范圍為1600電視線，距中心不同半徑的其它圓周上各點(diǎn)的圖像清晰度標(biāo)示與半徑成反比；測試圖四周標(biāo)出滿屏標(biāo)記；測試圖標(biāo)出十字形圖像中心；測試圖把高清晰度測試范圍設(shè)計(jì)在圖像中部，離中心越遠(yuǎn)，清晰度標(biāo)示值越低；測試圖設(shè)計(jì)成輻射狀，且在0°～360°范圍內(nèi)均勻分布，測試圖中心部分置成黑色；測試圖按電視線標(biāo)示圖像清晰度值，同一圓周上，清晰度為同一值。
2.一種數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖生成方法，其特征在于，包括下列步驟將極坐標(biāo)系中矢徑為ρ、極角為φ的像素M(ρ，φ)的亮度值Y表示為該點(diǎn)在直角坐標(biāo)系中相位Φ的函數(shù)，并按ITU 601等標(biāo)準(zhǔn)，將值域映射到[16，235]Y＝[sin(KΦ+Φ0)+1]×109.5+16Φ＝arctg[(y-y0)/(x-x0)]式中x、y為M點(diǎn)的直角坐標(biāo)；x0、y0為測試圖中心o 的直角坐標(biāo)；Φ0為Φ的初始值；K為黑白線組數(shù)；若ρ＝ρ0的圓周對(duì)應(yīng)水平清晰度電視線數(shù)的理論最高值Lmax，則由幾何關(guān)系，推導(dǎo)半徑為任意值ρ的圓周對(duì)應(yīng)的清晰度電視線數(shù)為Lρ＝Lmax×(ρ0/ρ)確定具體電視系統(tǒng)所能達(dá)到的清晰度理論上限值；按上式計(jì)算半徑不等的各個(gè)圓周對(duì)應(yīng)的清晰度值，這些值應(yīng)按通用的電視線數(shù)計(jì)算，并標(biāo)示到測試圖上，生成測試圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖生成方法，其特征在于，可依據(jù)不同國家或地區(qū)的電視標(biāo)準(zhǔn)，代入相應(yīng)參數(shù)，按所述數(shù)學(xué)模型生成數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)字視頻技術(shù)。具體講，涉及數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖及其生成方法。為提供一種數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖及其生成方法，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，測試圖包括水平和垂直有效像素?cái)?shù)，圖像寬高比，亮度信號(hào)取樣頻率，測試圖最高測試范圍，距中心不同半徑的其它圓周上各點(diǎn)的圖像清晰度標(biāo)示與半徑成反比；四周標(biāo)出滿屏標(biāo)記；標(biāo)出十字形圖像中心；把高清晰度測試范圍設(shè)計(jì)在圖像中部，離中心越遠(yuǎn)，清晰度標(biāo)示值越低；設(shè)計(jì)成輻射狀，且在0°～360°范圍內(nèi)均勻分布，測試圖中心部分置成黑色；按電視線標(biāo)示圖像清晰度值，同一圓周上，清晰度為同一值。制作上述測試圖的程序。本發(fā)明主要用于制作數(shù)字圖像全方位清晰度測試圖。
文檔編號(hào)H04N17/02GK1787649SQ20051001612
公開日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2005年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者李桂苓, 李秀敏, 趙希, 王立, 李春濤 申請(qǐng)人:天津大學(xué)