? ? ? ? 攝像頭測(cè)試分析圖像質(zhì)量的意義在哪里？人們?cè)絹碓较Ｍ麍D像信息記錄詳細(xì)、細(xì)節(jié)色彩猶如親眼看到一般。近十年攝像頭應(yīng)用的飛速發(fā)展，無人機(jī)以及AI智能的廣泛應(yīng)用。圖像處理和圖像識(shí)別技術(shù)是時(shí)候顯得越來越重要了。我們知道在圖像的拍攝獲取、信號(hào)處理、信號(hào)傳輸和記錄的過程中，由于成像系統(tǒng)、處理方法、傳輸介質(zhì)和記錄設(shè)備不是很完善，加之被拍攝的物體運(yùn)動(dòng)、周圍環(huán)境、拍攝距離、空氣及電子噪聲污染等因素，在攝像頭拍攝圖像時(shí)，不可避免地會(huì)存在某些圖像失真和降質(zhì)，這給相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用和研究帶來很大的障礙。 對(duì)所拍攝到的圖像質(zhì)量合理評(píng)估具有非常重要的意義。攝像頭測(cè)試分析圖像質(zhì)量有主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)兩個(gè)部分。

? ? ? ? 一、主觀評(píng)價(jià)以人作為觀測(cè)者，力求能夠真實(shí)地反映人視覺所看到的感知；主觀評(píng)價(jià)只涉及人作出的定性評(píng)價(jià)，它以人為觀察者，對(duì)圖像的優(yōu)劣作出主觀的評(píng)價(jià)。主觀評(píng)價(jià)方法主要可分為兩種：絕對(duì)評(píng)價(jià)和相對(duì)評(píng)價(jià)。 絕對(duì)評(píng)價(jià)是由觀察者根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和理解，按照某些特定評(píng)價(jià)性能對(duì)圖像的絕對(duì)好壞進(jìn)行評(píng)價(jià)。通常圖像質(zhì)量的絕對(duì)評(píng)價(jià)，都是觀察者參照原始圖像對(duì)待定圖像采用雙刺激連續(xù)質(zhì)量分級(jí)法（Double Stimulus Continuous Scale,DSCQS），給出一個(gè)直接的質(zhì)量評(píng)價(jià)值，具體做法是：將待評(píng)價(jià)圖像和原始圖像按一定規(guī)則交替播放持續(xù)一定時(shí)間給觀察者，然后在播放后留出一定 的時(shí)間間隔供觀察者打分，最后將所有給出的分?jǐn)?shù)取平均作為該序列的評(píng)價(jià)值，即該待評(píng)圖像的評(píng)價(jià)值。國(guó)際上也對(duì)評(píng)價(jià)尺度做出了規(guī)定，對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行等級(jí)劃分并用數(shù)字表示，也稱為圖像評(píng)價(jià)的5分制“全優(yōu)度尺度”。（見表1.1）

全優(yōu)度尺度

? ? ? ? 相對(duì)評(píng)價(jià)中沒有原始圖像作為參考，由觀察者對(duì)一批待評(píng)價(jià)圖像進(jìn)行相互比較，從而判斷出每個(gè)圖像的優(yōu)劣順序，并給出相應(yīng)的評(píng)價(jià)分值。通常相對(duì)評(píng)價(jià)采用單刺激連續(xù)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法（Single Stimulus Continuous Quality Evaluation,SSCQE）。具體做法是：將一批待評(píng)價(jià)圖像按照一定的序列播放，此時(shí)觀察者在觀看圖像的同時(shí)給出待評(píng)圖像相應(yīng)的評(píng)價(jià)分值。相對(duì)于主觀絕對(duì)評(píng)價(jià)，主觀相對(duì)評(píng)價(jià)也規(guī)定了相應(yīng)的評(píng)分制度，稱為“群優(yōu)度尺度”（見表1.2）。
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群優(yōu)度尺度

? ? ? ? 二、客觀的評(píng)價(jià)方法借助于模型反映人眼的主觀感知，給出基于數(shù)字計(jì)算的結(jié)果（其實(shí)我們以一定的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)加入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，然后再通過這個(gè)系統(tǒng)去評(píng)判我們需要的內(nèi)容往往很有效）。

? ? ? ? 圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)的基本目標(biāo)是設(shè)計(jì)能準(zhǔn)確和自動(dòng)感知圖像質(zhì)量的計(jì)算模型，或者是某一種方法。其目標(biāo)是希望客觀的去觀看和認(rèn)知圖像。我們知道主觀的評(píng)價(jià)與選取的樣本有關(guān)，而通過計(jì)算機(jī)客觀的評(píng)價(jià)，所有圖像質(zhì)量都處于同一個(gè)判定標(biāo)準(zhǔn)之下，從某種意義上來說，他們都是客觀的標(biāo)準(zhǔn)，不論最終圖像是否滿足所有人的視覺感受。在國(guó)際上圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)通常是通過測(cè)試多個(gè)影響影像質(zhì)量的因素的表現(xiàn)，并通過計(jì)算模型獲得圖像質(zhì)量量化值與人類主觀觀測(cè)值一致性的好壞來評(píng)估的。美國(guó)的Imatest、法國(guó)的DxO analyzer以及賽麥吉的iQtest就是其中比較出名的圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)系統(tǒng)，他們自帶的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)通過不同的算法來計(jì)算評(píng)價(jià)圖像的質(zhì)量。

圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)

? ? ? ? Imatest、iQtest和DxO analyzer有異曲同工之處，都是將影像質(zhì)量評(píng)測(cè)拆分成多個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，分別對(duì)每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試、打分，這也是我們通常所說的模塊化測(cè)試，就現(xiàn)實(shí)的操作過程中，我們也無法一次性的對(duì)圖像質(zhì)量所有需要分析的性能進(jìn)行測(cè)試。三者相比，DxO analyzer的測(cè)試項(xiàng)目會(huì)稍微全面一些，而iQtest使用起來更加簡(jiǎn)單快捷，系統(tǒng)要求的計(jì)算機(jī)配置也比較低，在現(xiàn)如今電腦如此發(fā)達(dá)的時(shí)代，iQtest已經(jīng)幾乎所有的計(jì)算機(jī)都可以安裝運(yùn)行了，更為重要的是，iQtest實(shí)行免費(fèi)，讓用戶可以隨時(shí)隨地的對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。

? ? ? ? 無論是Imatest、iQtest還是DxO analyzer，測(cè)試系統(tǒng)都是通過“測(cè)試卡+光源環(huán)境+測(cè)試軟件=測(cè)試結(jié)果”的模式，這也是一種合理而且有效的模式。通過各種各樣的測(cè)試卡和光源，在實(shí)驗(yàn)室中模擬各種環(huán)境，再把成像結(jié)果輸入軟件系統(tǒng)，由系統(tǒng)自動(dòng)分析，最后得出結(jié)果。我們都知道，我們之所以能看到東西，那是因?yàn)槲锲钒l(fā)出光或者是反射光線，所以，影像質(zhì)量評(píng)測(cè)實(shí)驗(yàn)室往往會(huì)有兩種光源：透射性和反射型。3nh的標(biāo)準(zhǔn)透射燈箱HC5100就是最為被廣泛運(yùn)用的光源之一，它能模仿非常多的環(huán)境亮度。

? ? ? ? 標(biāo)準(zhǔn)透射燈箱HC5100：除了光源，測(cè)試卡也是非常重要的測(cè)試用具。針對(duì)不同的測(cè)試項(xiàng)目，測(cè)試卡也是各有不同，有的可以測(cè)試分辨率，有的可以測(cè)試MTF，有的可以測(cè)試色差……ISO 12233測(cè)試卡是測(cè)試鏡頭分辨率最權(quán)威測(cè)定方法，也是國(guó)際MTF成像曲線圖和鏡頭評(píng)估的主要依據(jù)。

? ? ? ? 我們準(zhǔn)備各種測(cè)試卡和光源是為了模擬各種光照環(huán)境，以及測(cè)試產(chǎn)品在這些光照環(huán)境下的表現(xiàn)。這也是我們客觀的去評(píng)價(jià)一張圖片質(zhì)量的基礎(chǔ)，我們永遠(yuǎn)也無法猜到用戶會(huì)在什么環(huán)境下使用我們的產(chǎn)品，或者第三人如何看待這張圖像。我們能做到的是盡可能測(cè)試產(chǎn)品在各種環(huán)境下的表現(xiàn)，爭(zhēng)取讓產(chǎn)品在各種環(huán)境下都表現(xiàn)正常。如此，才算是真正做到了對(duì)圖像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)。?圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)意義不僅在于提高圖像拍攝的攝像機(jī)、相機(jī)的性能，還能夠提升其應(yīng)用行業(yè)的發(fā)展。