视高电子图像画面质量基础
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关于图像的一些基础概念1、垂直清晰度(等于有多少水平电视线)用摄像机拍摄的影音信号需要在电视上播放时,需要换算成与电视画质相同的单位。
而电视的画面清晰度是以水平清晰度作为单位。
通俗地说,我们可以把电视上的画面以水平方向分割成很多很多“条”,分得越细,这些画面就越清楚,而水平线数的数码就越多。
这个单位是“电视行(TVLine)”也称线。
然而,数码摄像机以数码磁带记录的信号,在电视上播放,也换作线来计算。
一幅图像有多少条水平扫描线是由信号格式决定的,因此只要信号格式确定了,垂直清晰度就确定了。
对于PAL制来说,不管你看的是电视节目、录像机、VCD、LD还是DVD,你最后看到的垂直分辨率都是625。
进一步讲,我们看到的一幅画面并不是由所有的625行组成。
实际上,在场消隐期间,还有49行用于传输其它信息,比如闭合字幕、图文、测试信号等,同时当电子束从最底部回到最上部来开始扫描下一幅图像还需要一些时间。
去掉这些我们“看不到”的行数,我们看到的一幅画面实际上最多由576行组成。
这也是PAL制的最高垂直分辨率。
更进一步,由于显像的原因和人的视觉特性,这576行只是理论上的分辨率而已。
实际你“看到”的图像的垂直分辨率还必须乘以一个小于1的修正系数,这个系数称为Kell系数。
对于隔行扫描,Kell系数=0.7,因此对于PAL制来说,最后显示出来的图像的垂直清晰度是400线左右。
实际观看测试图的时候,由于不考虑Kell系数,观察得到的垂直清晰度通常可以达到450线左右。
图3就是标准的清晰度测试图,既可以测试垂直清晰度也可以测试水平清晰度。
2、水平分辨率(等于有多少竖线)正如我们前面讲到的,垂直清晰度完全由信号格式决定,这非常易懂。
而水平清晰度却是最容易令人混肴的概念,其中最大的问题就是因为水平清晰度有多种表达方式。
我也认识一些IT业人士,他们对电脑分辨率了如指掌,却不知道在家庭影院里应该如何使用"分辨率"这个名词。
图像质量评价原则|一、评价参数(一)对比度1、客观对比度:物体自身旳差别,由被检体旳密度和厚度决定。
2、x线对比度:穿过人体后,x线强度上旳差别。
3、图像对比度:x线照片上所体现出旳密度差。
客观对比度是成像旳基本,图像对比度是图像旳最基本特性。
下图较好旳阐明了以上三个对比度:1、客观对比度:骨骼、软组织、气体存在密度上旳差别。
2、X线对比度:透过不同组织形成旳X线强度上旳差别。
3、图像对比度:图像上形成旳黑白差别。
对比度辨别率是指将客观对比度转换成图像对比度旳能力。
辨别率高旳成像装置可将低对比旳组织辨别开;辨别率低旳成像装置只能将高对比旳组织辨别开。
例如:CT与平片。
左图是一般平片,属于辨别率低旳装置(X线机)摄取旳片子;右图是胸部CT横断片,属于高辨别率旳装置(CT机)摄取旳片子。
对低对比旳组织旳辨别能力,CT高于平片(即辨别率高旳成像装置可将低对比旳组织辨别开),而平片只能辨别差别较大组织(即辨别率低旳成像装置只能将高对比旳组织辨别开)。
(二)模糊1、指物体旳边界不清晰。
2、因素:每个物点旳像向周边有不同限度旳扩展。
3、影响:减少了图像旳清晰度。
空间辨别率:辨别互相接近旳两个物体细节旳能力。
用LP/mm表达。
是评价影像设备性能优劣旳重要指标。
如下是电影《神话》旳一幅海报,体现旳是图像旳模糊。
下图是一幅辨别率较高旳图片,图像较清晰。
(三)噪声1、定义:图像中可随机观测到旳光密度变化。
2、体现为:斑点、雪花、网纹等。
3、因素:x线光子旳随机分布。
4、描述:信噪比(SNR)。
SNR越大,图像质量越好。
(四)伪影1、定义:指图像中浮现旳被检体不存在旳虚假信息。
2、影响:干扰正常构造,导致误诊。
(五)畸变定义:指物体旳形态、大小和位置不同限度旳变化。
(1)因观测角度不同,圆柱体旳上面成为了椭圆。
(2)射线方向不同,产生了两种不同效果。
左图垂直照射,两个物体旳形态基本不变;右图斜射,使两个原本分离旳物体,看起来象是一体旳。
控制和评价MRI图像质量的主要因素控制和评价MRI图像质量主要有三种因素:空间分辨力(spatial resolution)、信号噪声比(signal-to-noise ratio,SNR)、图像对比度及对比噪声比(contrast and noise ratio,CNR)。
这三种因素既不相同又互相联系,把握好这三种因素之间的关系才能有效的提高图像质量。
要把握好这三种因素之间的关系,在实际工作中还涉及到MR成像技术参数,这些扫描参数对图像质量的优劣有着直接的影响。
4.1.2空间分辨力空间分辨力是控制和评价MRI图像质量的因素之一。
空间分辨力是指影像设备系统对组织细微解剖结构的显示能力,它用可辨的线对(LP)/cm 或最小圆孔直径(mm)数表示,它是控制MR图像质量的主要参数之一。
空间分辨力越高,图像质量越好。
空间分辨力大小除了与MR系统的磁场强度、梯度磁场等有关以外,人为的因素主要是由所选择的体素大小决定的。
MR的每幅图像都是由像素组成的。
MR图像的分辨力是通过每个像素表现出来的。
像素的物理意义是MR 图像的最小单位平面。
在图像平面内像素的大小是由FOV和矩阵的比值确定的。
因此,像素的大小与FOV 和矩阵两者密切相关。
像素的面积取决于FOV和矩阵的大小,像素面积= FOV / 矩阵。
像素是构成矩阵相位和频率方向上数目的最小单位。
矩阵是频率编码次数和相位编码步级数的乘积,即矩阵=频率编码次数´相位编码步级数。
当FOV一定时,改变矩阵的行数(相位方向)或列数(频率方向),像素大小都会发生变化。
体素是像素与层面厚度的乘积,它的物理意义是MR成像的最小体积单位(立方体)。
层面厚度实际上就是像素的厚度。
所以体素的大小取决于FOV、矩阵和层面厚度三个基本成像参数,其大小等于FOV´层面厚度/ 矩阵。
在这三个成像参数中,只要改变其中任何一个参数(另两个不变)都会使体素容积发生变化。
体素容积小时,能分辨出组织的细微结构,空间分辨力高。
数字摄像机图像质量评估标准随着科技的不断进步,数字摄像机在如今的生活中扮演了重要角色。
无论是在智能手机、电视机还是安防系统中,数字摄像机的应用都非常广泛。
然而,摄像机的图像质量却成为人们普遍关注的焦点。
因此,制定一套科学准确的数字摄像机图像质量评估标准迫在眉睫。
数字摄像机图像质量评估标准并非一蹴而就。
我们需要考虑众多因素,如清晰度、色彩还原度、动态范围、噪点抑制能力等。
首先,清晰度是图像质量评估中最基本也最关键的指标之一。
一个优秀的摄像机应该能够拍摄出细节丰富、轮廓清晰的图像,远景和近景都应该有着良好的分辨率。
这样的图像能够提供给用户更多的信息,以满足业务需求。
为了评估清晰度,我们可以通过图像分辨率、线条锐利度和遮挡细节等方面进行评估。
其次,色彩还原度是图像质量评估的另一个重要指标。
一个出色的摄像机应该能够准确还原真实的色彩,使图像更加逼真。
色彩还原度的好坏取决于相机的色彩传感器、图像处理器以及色彩处理算法等因素。
在评估摄像机的色彩还原度时,我们可以通过比对图像和实际观察场景来判断图像的真实度。
如果图像在不同光照条件下具有一致的色彩表现,那么我们可以认为这个摄像机具有优秀的色彩还原度。
此外,动态范围也是衡量数字摄像机图像质量的重要指标之一。
动态范围指的是摄像机可以捕捉到的最大亮度和最小亮度之间的差异。
一个有着较高动态范围的摄像机可以在亮度差异较大的场景中仍然保持较好的图像展现效果。
评估动态范围时,我们可以通过考察图像中的高光和阴影细节来判断其动态范围能力。
另外一个重要的指标是噪点抑制能力。
噪点是数字图像中常见的问题之一,会降低图像的细节展示,并且会对图像的可用性产生负面影响。
优秀的数字摄像机应该具备出色的噪点抑制能力,以保证图像的清晰度和可用性。
在评估噪点抑制能力时,我们可以通过放大图像并注意细节区域的噪点情况来判断。
综上所述,数字摄像机图像质量评估标准应该综合考虑清晰度、色彩还原度、动态范围和噪点抑制能力等多个因素。
图像质量评价标准图像质量评价是指对图像质量进行客观的、科学的、准确的评价,以便于对图像进行合理的处理和改进。
图像质量评价标准是对图像质量进行评价的标准化方法,其目的是为了使图像质量评价更加客观、准确。
一、图像质量评价的目的。
图像质量评价的目的是为了对图像的质量进行客观的评价,以便于对图像进行合理的处理和改进。
图像质量评价的目的主要包括以下几个方面:1. 评价图像的清晰度和细节表现,以便于对图像进行清晰度和细节的改进。
2. 评价图像的色彩还原度和色彩饱和度,以便于对图像的色彩进行合理的调整。
3. 评价图像的对比度和亮度,以便于对图像的对比度和亮度进行合理的调整。
4. 评价图像的噪点和失真程度,以便于对图像的噪点和失真进行合理的处理。
二、图像质量评价的方法。
图像质量评价的方法主要包括主观评价和客观评价。
1. 主观评价是指通过人眼对图像的质量进行评价,主观评价的方法主要包括对比观察法、分级评定法和直接感受法等。
2. 客观评价是指通过计算机对图像的质量进行评价,客观评价的方法主要包括结构相似性(SSIM)指标、峰值信噪比(PSNR)指标和均方误差(MSE)指标等。
三、图像质量评价的标准。
图像质量评价的标准是对图像质量进行评价的标准化方法,其目的是为了使图像质量评价更加客观、准确。
图像质量评价的标准主要包括以下几个方面:1. 清晰度评价标准,清晰度评价标准是评价图像的清晰度和细节表现的标准化方法,其主要包括对比度、锐度和细节度等指标。
2. 色彩评价标准,色彩评价标准是评价图像的色彩还原度和色彩饱和度的标准化方法,其主要包括色彩还原度、色彩饱和度和色彩准确度等指标。
3. 对比度评价标准,对比度评价标准是评价图像的对比度和亮度的标准化方法,其主要包括对比度和亮度等指标。
4. 噪点评价标准,噪点评价标准是评价图像的噪点和失真程度的标准化方法,其主要包括噪点和失真程度等指标。
四、图像质量评价的应用。
图像质量评价的应用主要包括以下几个方面:1. 图像采集设备的质量评价,对图像采集设备的质量进行评价,以便于选择合适的图像采集设备。
在4K超高清节目制作中,摄像机技术的要求和测量方法涉及以下几个方面:像素分辨率:4K的像素分辨率为3840x2160,摄像机必须能够捕捉到足够的像素以提供高清的图像细节。
要求摄像机具备至少3840x2160的像素分辨率。
色彩深度:色彩深度指图像每个像素表示的颜色数量。
常见的4K摄像机应能够支持10位或更高的色彩深度,以提供更广泛的颜色范围和更平滑的色彩过渡。
色彩空间:色彩空间是指用于描述颜色范围的模型。
在4K制作中,常见的色彩空间是Rec. 709和Rec. 2020。
摄像机需要支持Rec. 709作为最低要求,更高要求的摄像机应支持Rec. 2020,以提供更广阔的色彩范围。
动态范围:动态范围是指摄像机可以捕捉到的亮度范围。
较高的动态范围可以提供更多的细节和更好的画面对比度。
要求摄像机具备至少12比特的动态范围。
色度子采样:由于色度的感知对人眼不如亮度敏感,因此在4K摄像中常用色度子采样来减少数据传输量,如4:2:0或4:2:2。
较好的摄像机应支持较少色度子采样以保持更好的图像质量。
测量方法可以通过以下途径进行:分辨率测量:使用专业的测量设备或软件来检查摄像机输出图像的像素分辨率是否达到4K标准。
色彩深度和色彩空间测量:使用色彩校正设备或信号分析器来检查摄像机输出的色彩深度和色彩空间是否符合4K制作的要求。
动态范围测量:使用灰度卡和HDR监视器等设备来测量摄像机的动态范围,确保其满足4K制作的需求。
色度子采样测量:通过专业的视频分析软件或设备来检查摄像机输出的色度子采样比例,确保其符合4K制作的要求。
注意:这些要求和测量方法仅适用于一般的4K超高清节目制作,具体的要求可能因特定的摄像机品牌、制作流程或特定项目的需求而有所变化。
影响影像质量的基本因素
拍摄优质的影像作品需要考虑多个因素,其中影响影像质量的基本因素主要包括:
1. 光照条件
光照是影响影像质量最为重要的因素之一。
充足的自然光可以让影像更加清晰、色彩更加真实。
不同光照条件下拍摄的影像效果也会有很大差异。
2. 对焦准确性
对焦不准确会导致影像模糊,失去清晰度。
因此,在拍摄时保持对焦准确是确
保影像质量的关键。
3. 拍摄角度
不同的拍摄角度可以展现不同的画面效果,选择合适的拍摄角度可以让影像更
加吸引人,增强视觉冲击力。
4. 摄影设备
摄影设备的质量直接影响影像的清晰度和细节表现。
高质量的相机、镜头可以
带来更好的影像效果。
5. 后期处理
适当的后期处理可以进一步提升影像的质量,调整色彩、对比度、锐化等可以
使影像更加生动、丰富。
综上所述,影响影像质量的基本因素包括光照条件、对焦准确性、拍摄角度、
摄影设备和后期处理。
在拍摄过程中应当综合考虑这些因素,以确保获得高质量的影像作品。
以上是基本因素对影像质量影响的相关内容,希望对您有所帮助。
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关于视频监控分辨率CIF、DCIF、D1格式的介绍
目前监控行业中主要使用Qcif(176×144)、CIF(352×288)、H ALF D1(704×288)、D1(704×576)等几种分辨率,CIF录像分辨率是主流分辨率,绝大部分产品都采用CIF分辨率。
目前市场接受CIF分辨率,主要理由有四点:1、目前数码监控要求视频码流不能太高;2、视频传输带宽也有限制;3、使用HALF D1、D1分辨率可以提高清晰度,满足高质量的要求,但是以高码流为代价的。
在现阶段,出现了众多D 1的产品,但市场份额非常小;4、采用CIF分辨率,信噪比在32db以上,一般用户是可以接受的,但不是理想的视频图像质量。
目前业内人士正在尝试用HALF D1来寻求CIF、D1之间的平衡。
但随着单块硬盘的容量达到750GB甚至1000GB,而国内的大部分DVR已经可以做到连接8块1000GB的硬盘,故D1逐渐会变成时常的主流。
DCIF分辨率是什么?
经过研究发现一种更为有效的监控视频编码分辨率(DCIF),其像素为528×384。
DCIF分辨率的是视频图像来历是将奇、偶两个HALF D 1,经反隔行变换,组成一个D1(720*576),D1作边界处理,变成4C IF(704×576),4CIF经水平3/4缩小、垂直2/3缩小,转换成528×384.528×384的像素数正好是CIF像素数的两倍,为了与常说的2CIF
(704*288)区分,我们称之为DOUBLE CIF,简称DCIF。
显然,DCIF 在水平和垂直两个方向上,比Half D1更加均衡。
为什么选用DCIF分辨率?
数字化监控行业对数字监控产品提出两项要求:首先要求数据量低,保证系统能够长时间录像和稳定实时的网络传输;其次要求回放图像清晰度高,满足对细节的要求。
而DCIF分辨率在目前的软硬件平台上,能很好的满足以上两项要求。
Half D1分辨率已被部分产品采用,用来解决CIF清晰度不够高和D1存储量高、价格高昂的缺点。
但由于他相对于CIF只是水平分辨率的提升,图像质量提高不是特别明显,但码流增加很大。
经过对大量视频信号进行测试,基于目前的视频压缩算法,DCIF 分辨率比Half D1能更好解决CIF清晰度不够高和D1存储量高、价格高昂的缺点,用来解决CIF和4CIF,特别是在512Kbps码率之间,能获得稳定的高质量图像,满足用户对较高图像质量的要求,为视频编码提供更好的选择。
CIF清晰度不够高和D1存储量高、价格高昂的缺点分辨率,静态回放分辨率理论上最高可达360TVline的图像质量,超过模拟监控中标准VHS磁带录像机280TVline的图像水平,达到公安部安防行业视频标准二级和三级项目的清晰度要求,满足绝大部分视频监控的要求。
什么是CIF
CIF是常用的标准化图像格式(Common Intermediate Format)。
在H.323协议簇中,规定了视频采集设备的标准采集分辨率。
CIF = 352×288像素
QCIF全称Quarter common intermediate format。
QCIF也是常用的标准化图像格式。
在H.323中,规定QCIF = 176×144像素。
CIF格式具有如下特性:
(1) 电视图像的空间分辨率为家用录像系统(Video Home System,VHS)的分辨率,即352×288。
(2) 使用非隔行扫描(non-interlaced scan)。
(3) 使用NTSC帧速率,电视图像的最大帧速率为30 000/1001≈29.97幅/秒。
(4) 使用1/2的PAL水平分辨率,即288线。
(5) 对亮度和两个色差信号(Y、Cb和Cr)分量分别进行编码,它们的取值范围同ITU-R BT.601。
即黑色=16,白色=235,色差的最大值等于24 0,最小值等于16。
下面为5种CIF 图像格式的参数说明。
参数次序为“图象格式亮度取样的象素个数(dx) 亮度取样的行数 (dy) 色度取样的象素个数(dx/2) 色度取样的行数(dy/2)”。
sub-QCIF 128×96 64 48
QCIF 176×144 88 72
CIF 352×288 176 144
4CIF 704×576 352 288(即我们经常说的D1)
16CIF 1408×1152 704 576
什么是D1?
做闭路电视监控系统这一行久了,大家都以为D1是硬盘录像机显示、录像、回放的分辨率,实际上不是的,D1是数字电视系统显示格式的标准,共分为以下5种规格:
D1:480i格式(525i):720×480(水平480线,隔行扫描),和NTS C模拟电视清晰度相同,行频为15.25kHz,相当于我们所说的4CIF(7 20×576)
D2:480P格式(525p):720×480(水平480线,逐行扫描),较D1隔行扫描要清晰不少,和逐行扫描DVD规格相同,行频为31.5kHz
D3:1080i格式(1125i):1920×1080(水平1080线,隔行扫描),高清放松采用最多的一种分辨率,分辨率为1920×1080i/60Hz,行频为33.75kHz
D4:720p格式(750p):1280×720(水平720线,逐行扫描),虽然分辨率较D3要低,但是因为逐行扫描,市面上更多人感觉相对于1080 I(实际逐次540线)视觉效果更加清晰。
不过个人感觉来说,在最大分辨率达到1920×1080的情况下,D3要比D4感觉更加清晰,尤其是文字表现力上,分辨率为1280×720p/60Hz,行频为45kHz
D5:1080p格式(1125p):1920×1080(水平1080线,逐行扫描),目前民用高清视频的最高标准,分辨率为1920×1080P/60Hz,行频为67.
5KHZ。
其中D1 和D2标准是我们一般模拟电视的最高标准,并不能称的上高清晰,D3的1080i标准是高清晰电视的基本标准,它可以兼容720p格式,而D5的1080P只是专业上的标准,并不是民用级别的,上面所给出的6 0HZ只是理想状态下的场频,而它的行频为67.5KHZ,目前还没有如此高行频的电视问世,实际在专业领域里1080P的场频只有24HZ,25HZ 和30HZ。
需要指出的一点是,D端子是日本独有的特殊接口,国内电视几乎没有带这种接口的,最多的是色差接口,而色差接口最多支持到D4,理论上肯定没有HDMI(纯数字信号,支持到1080P)的最高清晰度高,但在1 920:1080以下分辨率的电视机上,一般也没有很大差别。
国内主流的硬盘录像机(DVR,Digital Video Recording)采用什么分辨率?怎样计算硬盘容量?
目前国内主流的硬盘录像机采用两种分辨率:CIF和D1。
硬盘录像机常见的路数有1路、2路、4路、8路、9路、12路和16路。
最大可以连接8块2000GB的硬盘,总容量可高达1.6T(目前市面上最大的硬盘在1000GB左右),如果采用CIF分辨率,通常每1路的硬盘容量为180MB~250MB/小时,通常情况下取值200MB/小时;如果是D1的分辨率每小时录像需要的硬盘容量为720MB~1000MB/小时,通常情况下为了减少硬盘的容量可以按照500MB/小时计算,帧率智能设置比25fp s少一些,码流也要少一些!相信大家可以计算出一台装满8块500GB
的16路硬盘录像机可以录像多长时间了吧?
计算举例:8路CIF格式24小时不间断录像30天所需硬盘容量?
16路×200M×24小时×30天÷1024M = 2250G (注:1G = 1024M)目前市场主流码流支持1-25帧可调,支持CIF\QCIF格式显示,QCIF主要用于手机显示.特殊要求D1目前我们技术还没有推广,数据流量:D1=4CIF=4QCIF.流量计算,如邮箱技术资料!
视频的大小、分辨率和占用的带宽多少是怎么计算的
视频大小与数据流量有关系:
流量大概:D1=4CIF=4QCIF
带宽大小直接与流量有关系!
基于Flash技术流量:
QCIF一般流量为6-8K左右,根据需要可调整,一般应用于手机
CIF一般流量为10-40K左右,根据需要可调整,应用于网络视频
D1一般流量为80-120K左右,根据需要可调整,应用于监控按CIF格式26路视频监控的流量
每分钟流量30KBps*60/1024=1.7578125MB
每小时流量1.7578125MB*60=105.46875MB
每天流量 105.46875MB*24/1024=2.471923828125GB
如:26路监控点数据要求存储期一个月则为:
2.471923828125GB*26*30=1928.1005859375GB/1024=1.88T 基于H264技术流量比Flash技术数据量大一倍!
带宽可根据信息点(访问用户数)上面数据量计算(上\下行带宽一样
大)。