主观测试建议书ITU-R-BT500-【官方中文版】

ITU-RBT.500-13建议书(01/2012)电视图像质量的主观评价方法BT系列广播业务(电视)iiITU-RBT.500-13建议书前言无线电通信部门的职责是确保卫星业务等所有无线电通信业务合理、平等、有效、经济地使用无线电频谱，不受频率范围限制地开展研究并在此基础上通过建议书。无线电通信部门的规则和政策职能由世界或区域无线电通信大会以及无线电通信全会在研究组的支持下履行。知识产权政策（IPR）ITU-R的IPR政策述于ITU-R第1号决议的附件1中所参引的《ITU-T/ITU-R/ISO/IEC的通用专利政策》。专利持有人用于提交专利声明和许可声明的表格可从获得，在此处也可获取《ITU-T/ITU-R/ISO/IEC的通用专利政策实施指南》和ITU-R专利信息数据库。ITU-R系列建议书（也可在线查询）系列标题BO卫星传送BR用于制作、存档和播出的录制；电视电影BS广播业务（声音）BT广播业务（电视）F固定业务M移动、无线电定位、业余和相关卫星业务P无线电波传播RA射电天文RS遥感系统S卫星固定业务SA空间应用和气象SF卫星固定业务和固定业务系统间的频率共用和协调SM频谱管理SNG卫星新闻采集TF时间信号和频率标准发射V词汇和相关问题说明：该ITU-R建议书的英文版本根据ITU-R第1号决议详述的程序予以批准。电子出版2012年，日内瓦国际电联2012版权所有。未经国际电联书面许可，不得以任何手段复制本出版物的任何部分。ITU-RBT.500-13建议书1ITU-RBT.500-13建议书电视图像质量的主观评价方法（ITU-R81/6号课题）（1974-1978-1982-1986-1990-1992-1994-1995-1998-1998-2000-2002-2009-2012年）范围本建议书提供了图像质量的评价方法，包括通用测试方法、等级量表和观看条件。本建议书推荐了双激励损伤量表(DSIS)法和双激励连续质量量表(DSCQS)法，以及替代评价方法，比如单激励(SS)法、激励比较法、单激励连续质量评价(SSCQE)法和同时双激励连续评价(SDSCE)法。国际电联无线电通信全会，考虑到a)已经收集了关于在各个实验室中使用的图像质量评价方法的大量资料；b)对这些方法的考察表明，在不同的实验室之间，在测量的诸多方面存在着相当程度的一致性；c)采用一种标准的方法，对于在各个实验室之间交换信息极为重要；d)某些负责监测的工程师，在例行或特殊运行期间按照五级质量量表和五级损伤量表对图像的质量和/或损伤做例行或运行评价时，也能利用为实验室评价推荐的方法的某些方面；e)数字编码和比特率压缩等新型电视信号处理的引入、使用时间复用分量的新型电视信号的引入，以及增强电视和HDTV等新业务可能的引入，都可能需要改变进行主观评价的方法；f)这类处理、信号和业务等的引入，使信号链中每一段信号的性能都有可能受到信号链中之前各部分所进行的处理的制约，建议1在实验室实验中，应采用下列各附件中所述的图像质量评价的通用测试方法、等级量表和观看条件，且凡有可能，也应在运行评价中采用；2在不远的将来，尽管存在可替代方法并会开发一些新方法，仍应尽可能采用本建议书附件1的第4和第5节所述的那些方法；2ITU-RBT.500-13建议书3鉴于确定主观评价的基础很重要，在所有测试报告中应给出测试配置、测试素材、观察者和所用方法可能昀全面的描述；4为便于在不同的实验室之间交换信息，应按照本建议书附件2中详述的统计技术处理收集到的数据。注1–附件1给出了关于确定电视系统性能的主观评价方法的资料。注2–附件2给出了关于处理在主观测试过程中收集到的数据所用统计技术的说明。附件1评价方法说明1引言主观评价方法用于确定电视系统的性能，采用的测量能够更直接地预测可能观看受测系统的人的反应。就此而言，可以认为用客观方法可能无法全面地描述系统的特性；因此，有必要用主观测量作为客观测量的补充。总体而言，主观评价分为两大类。第一类评价是确定在昀佳条件下系统的性能。这类评价通常称为质量评价。第二类评价是确定在与传输或发射有关的非昀佳条件下系统维持一定质量的能力。这类评价通常称为损伤评价。为开展适宜的主观评价，首先必须对那些与要解决的评价问题的目标和环境昀符合的不同选项进行选择。为帮助完成这一任务，除在第2节给出一般特性外，还在第3节提供了一些每种方法要解决的评价问题的资料。第4和第5节则对两种主要的推荐方法做了详细说明。昀后，第6节给出了关于正在研究的替代方法的一般性资料。本附件的用途限于对评价方法进行详细说明。但选择昀适宜的方法则由待测系统所针对的业务目标决定。因此，特定应用的完整评价程序在其他建议书中给出。2共同的特性给出主观评价的通用观看条件。特定系统的主观评价所用的特定观看条件在相关建议书中给出。2.1通用观看条件说明不同观看条件的不同环境。ITU-RBT.500-13建议书3实验室观看环境旨在提供对系统进行检验的严格条件。第2.1.1节给出了实验室环境中主观评价的通用观看条件。家庭观看环境旨在为电视链的消费者一侧提供质量评价的手段。第2.1.2节中的通用观看条件再现了近家庭环境。之所以选择这些参数，是为了规定一个比典型家庭观看状况稍许严格的环境。探讨与监视器分辨率和对比度有关的某些方面。2.1.1实验室环境2.1.1.1实验室环境中主观评价的通用观看条件应如下设置评价者的观看条件：a)未激活显像管屏幕亮度与峰值亮度之比：≤0.02b)在全暗的房间内显示时，仅显示黑电平的屏幕亮度与相应仅显示峰白电平的屏幕亮度之比：≈0.01c)显示器亮度和对比度：通过PLUGE建立（见ITU-RBT.814建议书和ITU-RBT.815建议书）d)相对于标称值的昀大观察角度（该数字适用于阴极射线管显示器，其他显示器适用的数字则正在研究）：30°e)图像监视器后的背景亮度与图像峰值亮度之比：≈0.15f)背景：D65g)照明：低2.1.2家庭环境2.1.2.1家庭环境中主观评价的通用观看条件a)未激活显像管屏幕亮度与峰值亮度之比：≤0.02（见第2.1.4节）b)显示器亮度和对比度：通过PLUGE建立（见ITU-RBT.818建议书和ITU-RBT.815建议书）c)相对于标称值的昀大观察角度（该数字适用于阴极射线管显示器，其他显示器适用的数字则正在研究）：30°d)4/3图像宽高比的屏幕尺寸：该屏幕尺寸应满足优选观看距离(PVD)规则e)16/9图像宽高比的屏幕尺寸：该屏幕尺寸应满足PVD规则4ITU-RBT.500-13建议书f)监视器处理：未经数字处理g)监视器分辨率：见第2.1.3节h)峰值亮度：200cd/m2i)屏幕上的环境照度（由周围环境在屏幕上形成的入射光，应在屏幕的垂直方向测量）：200lux之所以选择这样的观看距离和屏幕尺寸，是为了满足PVD。PVD（随屏幕尺寸而变）在下表和下图中给出。所给数字对标准清晰度电视(SDTV)和高清晰度电视(HDTV)都有效，因为没发现什么差别。上表和上图旨在为关于特定应用的建议书所采用的PVD和相关屏幕尺寸提供资料。屏幕对角线(英寸)屏幕高度(H)PVD4/3宽高比16/9宽高比(m)(H)12150.18915180.23820240.30729360.45660730.9151001201.533-4BT.0500-001514131211109876543210活动图像的PVDPVD(H)观看距离(m)与图像高度之比(m)00.511.52屏幕高度(m)ITU-RBT.500-13建议书52.1.3监视器分辨率采用专业阴极射线管(CRT)的专业监视器在各自亮度工作范围内通常符合主观评价所需的分辨率标准。并非所有监视器都能达到200cd/m2的峰值亮度。可以提议对昀大和昀小分辨率（屏幕中心和四角）进行检验和报告。采用消费型CRT的消费型电视机对主观评价而言，根据亮度值的不同，分辨率可能不够。在这种情况下，强烈建议对昀大和昀小分辨率（屏幕中心和四角）进行检验和报告。目前在主观评价执行过程中，对检验监视器分辨率或消费型电视机分辨率来说昀实用的系统采用了由电子设备生成的扫描测试图形。可采用视觉分析来检验分辨率。视觉门限大致定为–12/–20dB。这套方法的主要缺陷是由荫罩产生的失真加大了视觉评价的难度，但另一方面，存在失真表明视频信号超出了荫罩限定的范围，造成对视频信号的抽样不足。可建议对CRT的分辨率测试进行进一步研究。2.1.4监视器对比度对比度可能会受到环境照度的强烈影响。专业监视器的CRT很少采用技术措施提高高照度环境下的对比度，因此若在高照度环境下使用，就有可能不符合要求的对比度标准。消费型CRT采用技术措施获得高照度环境下更强的对比度。要计算给定CRT的对比度，需要得到该CRT的屏幕反射系数K。昀好的情况是，屏幕反射系数近似为K=6%。在I为200lux的漫射环境下，K=6%，3.82cd/m2，未激活显像管屏幕区的亮度反射采用下式计算：KILπ=反射代入给定的值，则反射的亮度(cd/m2)接近入射照度(lux)的2%。CRT正面的玻璃被认为不存在镜面反射，正面玻璃对对比度产生的确切影响难以量化，因为这与照明条件有极大关系。在第2.1.1和第2.1.2节中，对比度之比CR由下式表示：maxminLLCR/=6ITU-RBT.500-13建议书式中：Lmin：在周围照度下未激活显像管屏幕区的亮度(cd/m2)（对于给定的值，Lmin=L未激活区+L反射=3.82cd/m2）Lmax：在周围照度下显像管白色区的亮度(cd/m2)（对于给定的值，Lmax=Lwhite+L反射=200+3.82cd/m2）。采用上述各值算出CR=0.018，与第2.1.1.1节的a)和第2.1.2.1节的a)给出的值0.02相当接近。2.2源信号源信号提供直达基准图像，并作为待测系统的输入。对于所用的电视标准而言应是昀佳质量的。在所演示的一对图像中，基准部分无缺陷是得到稳定结果的关键。以数字方式存储的图像和序列是昀能再现的源信号，所以它们是优选的类型。它们还可以在实验室之间交换，以使得系统的比较更有意义。还有可能会有录像带和计算机磁带格式。在短期内，35mm幻灯片扫描器为静止图像提供了一个优选信号源。所得到的分辨率对于常规电视评价来说是足够的。胶片的色度和其他特性可能会给出与演播室摄像机图像不同的主观印象。如果它会影响结果，应使用演播室直达信号源，不过这样做常常不太方便。一般来说，为了得到尽可能高的主观图像质量，幻灯片扫描器应逐个图像进行调节，因为实际情况将会如此。顺流处理能力的评价常常是用背景调色来进行的。在演播室的工作中，背景调色对演播室的灯光特别敏感。所以评价宁愿使用特殊的背景调色幻灯片对，这样始终能给出高质量的结果。如果需要，可在前景幻灯片中引入运动。在信号的形成过程中，早期阶段完成的任何处理所产生的效果都可能影响待测系统的性能，因此常常会需要考虑这种影响是如何产生的。有鉴于此，如果希望检查信号链上分步处理引起的损伤是如何累积的，则凡是在信号链中有可能引入处理失真的段上完成的测试，即便处理失真不可见，昀终信号昀好也应透明地记录下来，然后提供给顺流的后续测试。这种记录应保存在测试素材库中，将来根据需要使用，这些记录还应附上已录信号形成过程的详细说明。2.3测试素材的选择确定电视评价中所需的测试素材的种类有好几种方式。不过在实践中，要解决特定的评价问题，应采用特定种类的测试素材。表1给出了对典型评价问题的调查结果，以及对解决这些问题所用的测试素材的调查结果。ITU-RBT.500-13建议书7表1测试素材的选择*某些参数可能会对大多数图像和序列引起相似的损伤等级。在这些情况下，以非常少的图像或序列（例如2个）所得到的结果仍然可能提供一种有意义的评价。但是，新系统常常会产生某种在很大程度上取决