1、 中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)T/CSMPTE 32018 超高清電視圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)方法Subjective assessment methods for image quality of ultra high-definition television (UHDTV) 2018-04-01發(fā)布2018-04-01實(shí)施 T/CSMPTE 32018目次前言. II1 范圍. 12 規(guī)范性引用文件. 13 縮略語(yǔ). 14 雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度評(píng)價(jià)方法. 1參考文獻(xiàn). 7I T/CSMPTE 32018前言本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T 1.1-2009給出的規(guī)則起草。II T/CSMPTE 32018超高清電視

2、圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)方法12范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下采用平板顯示器對(duì)超高清電視圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)的方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于對(duì)超高清電視系統(tǒng)和設(shè)備的圖像質(zhì)量進(jìn)行雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度的主觀評(píng)價(jià)。規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GY/T 307-2017 超高清晰度電視系統(tǒng)節(jié)目制作和交換參數(shù)值GY/T 315-2018 高動(dòng)態(tài)范圍電視節(jié)目制作和交換圖像參數(shù)值3縮略語(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本標(biāo)準(zhǔn)。HDR 高動(dòng)態(tài)范圍（High Dynamic Range）PLUGE 圖像校準(zhǔn)信

3、號(hào)發(fā)生器（Picture Line Up Generating Equipment）SDR 標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)范圍（Standard Dynamic Range）4雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度評(píng)價(jià)方法4.1概述雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度法一般用于評(píng)價(jià)被測(cè)系統(tǒng)的圖像質(zhì)量或傳輸系統(tǒng)對(duì)圖像質(zhì)量的影響。尤其對(duì)于無(wú)法體現(xiàn)被測(cè)系統(tǒng)全部質(zhì)量的情況，雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度法特別有效。采用該評(píng)價(jià)方法時(shí)，觀看員觀看一對(duì)圖像，這兩個(gè)圖像均來(lái)自同一個(gè)信號(hào)源，其中一個(gè)是信號(hào)源直接輸出的源圖像，另一個(gè)是源圖像經(jīng)過(guò)被測(cè)系統(tǒng)以后的圖像，稱為被測(cè)圖像，源圖像和被測(cè)圖像按偽隨機(jī)順序安排排列。觀看員需對(duì)二者的圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)周期最長(zhǎng)時(shí)間為30分鐘，評(píng)價(jià)結(jié)束

4、后，對(duì)源圖像和被測(cè)圖像的評(píng)分進(jìn)行計(jì)算。4.2實(shí)驗(yàn)室主觀評(píng)價(jià)條件、顯示器技術(shù)要求及參數(shù)值實(shí)驗(yàn)室主觀評(píng)價(jià)條件要求見(jiàn)表1，顯示器技術(shù)要求及參數(shù)值見(jiàn)表2。表1實(shí)驗(yàn)室主觀評(píng)價(jià)條件序號(hào)項(xiàng)目技術(shù)要求0.757680 × 43203840 × 21601 觀看距離和圖像高度的比值1.51 T/CSMPTE 32018表1（續(xù)）序號(hào)項(xiàng)目技術(shù)要求約0.150.005低顯示器后的背景亮度與圖像 SDR2峰值亮度的比值HDR3 環(huán)境亮度4 背景色溫D65表2顯示器技術(shù)要求及參數(shù)值序號(hào)項(xiàng)目技術(shù)要求及參數(shù)值對(duì)角線尺寸推薦大于等于1.75米（70英寸），最低不小于1 顯示器尺寸1.40米（55英寸）76

5、80 × 43207680 × 43203840 × 21602 顯示器物理分辨率3840 × 21603 顯示器色域可根據(jù)測(cè)試信號(hào)色域進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置采用PLUGE信號(hào)調(diào)整1503004 顯示器亮度和對(duì)比度SDRHDRSDRHDR5 顯示器峰值亮度(cd/m)2 a推薦大于等于1000，最低不小于5000.026 顯示器對(duì)比度b0.000005ab峰值亮度是指100%峰值視頻電平下的亮度。該值為顯示器黑場(chǎng)亮度與峰值亮度之比，會(huì)受到環(huán)境光的影響。4.3測(cè)試圖像測(cè)試圖像的格式應(yīng)符合GY/T 307-2017或GY/T 315-2018的要求。一套測(cè)試圖像應(yīng)包

6、含至少4個(gè)靜止圖像和具有運(yùn)動(dòng)特性的圖像序列，每個(gè)序列大約持續(xù)10秒15秒。對(duì)被測(cè)系統(tǒng)而言，測(cè)試圖像應(yīng)具有最佳的圖像質(zhì)量。測(cè)試圖像應(yīng)該是“嚴(yán)格的，但又不過(guò)分”，既包含各種評(píng)價(jià)因素，如靜止空間分辨率、動(dòng)態(tài)空間分辨率、亮度層次（高亮度部分層次重現(xiàn)、低亮度部分層次重現(xiàn)）、對(duì)比度、清晰度、彩色還原和運(yùn)動(dòng)特性等具有比較敏感特點(diǎn)的內(nèi)容，同時(shí)又應(yīng)包含能代表電視節(jié)目的典型內(nèi)容。4.4觀看員觀看員即應(yīng)邀參加主觀評(píng)價(jià)的評(píng)分人員。觀看員通常有兩種類型，即專業(yè)觀看員和非專業(yè)觀看員。一般都由非專業(yè)觀看員來(lái)進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，當(dāng)需要精確判斷時(shí)，可由受過(guò)專業(yè)訓(xùn)練的專業(yè)觀看員來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析。觀看員應(yīng)具有代表性，即應(yīng)包括不同性別、年

7、齡、文化層次的觀眾；應(yīng)具有正常的視力（含校正視力）和色覺(jué)；應(yīng)具有一定分析判斷能力；應(yīng)能較快地接受和掌握評(píng)價(jià)方法和要求。主觀評(píng)價(jià)所需觀看員的人數(shù)應(yīng)大于等于15人。4.5評(píng)價(jià)測(cè)試階段在每個(gè)評(píng)價(jià)周期開(kāi)始時(shí)，應(yīng)向觀看員詳細(xì)、正確地介紹評(píng)價(jià)方法、質(zhì)量要素或可能出現(xiàn)的損傷類型、評(píng)分標(biāo)度、測(cè)試圖像和評(píng)價(jià)時(shí)間長(zhǎng)度，并進(jìn)行評(píng)價(jià)示范顯示。示范顯示應(yīng)使用不同于正式測(cè)試的圖像或2 T/CSMPTE 32018序列，但示范顯示圖像或序列應(yīng)代表將要評(píng)價(jià)的被測(cè)系統(tǒng)損傷的類型和損傷的程度范圍，且與正式測(cè)試中使用的圖像或序列具有可比性。一個(gè)評(píng)價(jià)周期包括示范說(shuō)明在內(nèi)不超過(guò)30分鐘。在正式測(cè)試開(kāi)始前，需要引入3至5個(gè)評(píng)價(jià)序列來(lái)穩(wěn)定

8、觀看員的判別力，其結(jié)果數(shù)據(jù)不納入測(cè)試結(jié)果的統(tǒng)計(jì)中。不同測(cè)試圖像的顯示順序采用偽隨機(jī)方式。為了檢測(cè)相關(guān)性，有些測(cè)試可以重復(fù)進(jìn)行，但要避免相同測(cè)試圖像在相繼的評(píng)價(jià)序列中出現(xiàn)。評(píng)價(jià)周期的顯示流程如圖1所示。示范序列穩(wěn)定序列測(cè)試階段的主體部分空白(此時(shí)允許回答觀看員提出的問(wèn)題)圖1評(píng)價(jià)周期的顯示流程4.6測(cè)試圖像的演示一個(gè)評(píng)價(jià)周期由多次演示組成。在每一次演示時(shí)，首先要顯示一次或多次信號(hào)A和信號(hào)B，每次持續(xù)時(shí)間相同，以便使觀看員得出相應(yīng)的判斷，然后再顯示一次或多次這兩個(gè)信號(hào)，觀看員進(jìn)行評(píng)分。重復(fù)的次數(shù)取決于測(cè)試序列的長(zhǎng)度。對(duì)于靜止圖像，使用3秒4秒的序列并重復(fù)5次（在最后2次顯示圖像期間評(píng)分）。對(duì)于活動(dòng)

9、圖像，使用10秒的序列并重復(fù)兩次（在第二次重復(fù)期間評(píng)分）。圖2表示了演示順序。其中，信號(hào)A和信號(hào)B均有可能是源圖像或被測(cè)圖像，且不告知觀看員哪一個(gè)是源圖像和哪一個(gè)是被測(cè)圖像。灰場(chǎng)灰場(chǎng)灰場(chǎng)灰場(chǎng)灰場(chǎng)信號(hào)A信號(hào)B信號(hào)A信號(hào)B3s10s3s10s3s10s3s10s5s11s打分注：灰場(chǎng)為電平為200mV的中灰視頻信號(hào)。圖2雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度法的測(cè)試圖像演示4.7評(píng)分標(biāo)度評(píng)價(jià)時(shí)，觀看員要在垂直標(biāo)尺上標(biāo)出記號(hào)來(lái)確定每次演示圖像的總體質(zhì)量。垂直標(biāo)尺是成對(duì)的，對(duì)應(yīng)每個(gè)測(cè)試圖像的兩次演示。為了防止量化誤差，標(biāo)尺提供了連續(xù)的評(píng)分機(jī)制，分成了長(zhǎng)度相等的5段，對(duì)應(yīng)優(yōu)、良、中、差、劣5個(gè)等級(jí)。圖3給岀了典型評(píng)分標(biāo)度。

10、為了防止在標(biāo)尺與測(cè)試結(jié)果之間出現(xiàn)混淆，標(biāo)尺用黑色印刷，評(píng)分結(jié)果用紅色記錄。3 T/CSMPTE 32018.NN+1N+2N+3A B.A BA BA B A BA B優(yōu)良中差劣圖3評(píng)分標(biāo)度4.8結(jié)果分析4.8.1評(píng)分量化將每個(gè)測(cè)試條件下的源圖像和被測(cè)圖像從評(píng)分標(biāo)度上的度量長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換為歸一化的 0至100范圍內(nèi)的評(píng)分，然后計(jì)算源圖像與被測(cè)圖像之間的差值。在相同測(cè)試條件下，因測(cè)試圖像間的苛刻度差異，不同被測(cè)圖像與其源圖像的差值可能不同。對(duì)于編解碼器測(cè)試，應(yīng)將不同的被測(cè)圖像的評(píng)分結(jié)果分別表示，以全面反映編解碼器的性能。4.8.2平均分計(jì)算對(duì)評(píng)分結(jié)果進(jìn)行分析的第一步是計(jì)算每一顯示片段的平均評(píng)分 ，見(jiàn)式

11、（1）。= 1 =1. (1)式中：觀看員i在測(cè)試條件 、測(cè)試序列/測(cè)試圖像 、重復(fù) 次情況下的評(píng)分；N 觀看員數(shù)量。類似的，可計(jì)算出每一測(cè)試條件和每一測(cè)試序列/測(cè)試圖像的總平均評(píng)分 和 。4 T/CSMPTE 320184.8.3置信區(qū)間計(jì)算在給出某一顯示片段所有評(píng)分（即一個(gè)樣本）的平均值時(shí)，也應(yīng)給出其相應(yīng)的95%置信區(qū)間。置信區(qū)間與樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差和大小有關(guān)。樣本的95%置信區(qū)間如下：, +其中：= 1.96 . (2)每一顯示片段的標(biāo)準(zhǔn)偏差 由式（3）給出：(= =1()2. (3)1)在所有評(píng)分滿足正態(tài)分布的條件下，測(cè)試獲得的平均值和平均值的真值（即通過(guò)相當(dāng)多的觀察者獲得的評(píng)分）的差值絕

12、對(duì)值小于置信度間隔（式（2）給出）的概率是95%。同樣，能夠計(jì)算出每一測(cè)試條件下的標(biāo)準(zhǔn)差 。值得注意的是，當(dāng)采用較少測(cè)試序列 /測(cè)試圖像的情況下，相對(duì)于觀看員之間的評(píng)分差別而言，所用測(cè)試序列之間的差別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差的影響更大。4.8.4觀看員篩選如果測(cè)試中觀看員數(shù)量較少且這些觀看員均為非專家時(shí)，可對(duì)觀看員進(jìn)行篩選。計(jì)算每次評(píng)價(jià)顯示的均值 、標(biāo)準(zhǔn)偏差 和峰態(tài)系數(shù) 2 ，其中 2 由式（4）給出。=4)2. (4)22(式中：= =1( )對(duì)于每一個(gè)觀看員 i，計(jì)算其 和 ， 和 的初始值為 0，即：對(duì)于 ,若 2 £,= 1, 1, 1至 , ,£ 4，則： + 2 22若則則=+

13、 1+ 1若否則：若若+ + 20 20則則=+ 1+ 1若> 0.05且| | < 0.3則刪除該觀看員i，+××式中：觀看員數(shù)量；測(cè)試條件的數(shù)量，包括基準(zhǔn)在內(nèi)；測(cè)試圖像或序列的數(shù)量；重復(fù)次數(shù)；測(cè)試演示的次數(shù)（在大多數(shù)情況下，演示的次數(shù)等于 × × ，不過(guò)有些評(píng)價(jià)對(duì)每一測(cè)試條件都采用數(shù)目不等的序列）。5 T/CSMPTE 32018對(duì)于某次評(píng)價(jià)獲得的評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)，篩選數(shù)據(jù)采用以上的方法只能進(jìn)行一次。4.9結(jié)果說(shuō)明在使用雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度法時(shí)，不應(yīng)將雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度數(shù)值與其他測(cè)試方法所用的屬性詞（例如雙刺激損傷標(biāo)度法中的不可察覺(jué)、可察覺(jué)但不討厭

14、等）相關(guān)聯(lián)并描述被測(cè)系統(tǒng)圖像質(zhì)量。用雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度法得出的結(jié)果是源圖像與被測(cè)圖像之間評(píng)分差值，因此，將評(píng)分與某個(gè)說(shuō)明質(zhì)量的術(shù)語(yǔ)關(guān)聯(lián)是不正確的，即便是與雙刺激連續(xù)質(zhì)量標(biāo)度方法本身所用的術(shù)語(yǔ)（例如優(yōu)、良、中等）相關(guān)聯(lián)也是不正確的。6 T/CSMPTE 32018參考文獻(xiàn)1 GY/T 134-1998 數(shù)字電視圖象質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)方法2 ITU-R BT.500-13Methodology for thesubjectiveassessment of the qualityoftelevisionpictures3WorkingdocumenttowardapreliminarydraftnewrecommendationITU-RBT.ASSESS-UHDTVSubjective assessment m