影像品質的測試方法

2023-11-06 18:53:52

專利名稱：影像品質的測試方法
技術領域：
本發明是有關於一種影像品質的測試方法，且特別是有關於一種應用於噪聲及色彩偏差分析的影像品質的測試方法。
背景技術：
可攜式電子裝置指體積小、可隨身攜帶之電子裝置，例如行動電話(mobile phone)、數字相機(Digital Camera)及個人化數字助理器(PDA)等等，且近年來廠商更將數字相機的功能與電話、PDA的功能相結合，而成為多用途的數字相機或具有拍攝功能的行動電話、PDA之類的產品。
在這些具有拍攝功能的電子產品中，影像品質的好壞決定於有效畫素的多寡、噪聲分析的能力及色彩偏差分析的能力等因素，而系統透過複雜的算法來處理影像的每一個畫素訊號，並經過噪聲抑制、色差補償等先進技術，來調整拍攝影像的品質。因此，在生產與測試的過程當中，如何讓工程師得到客觀的參考數據，來評估相機所拍攝影像品質的好壞是相當重要的。

發明內容
本發明的目的就是在提供一種影像品質的測試方法，可通過客觀的參考數據來分析影像品質的好壞。
本發明提出一種影像品質的測試方法，適用於一拍攝影像的噪聲分析上，此影像品質的測試方法包括下列步驟首先，在一測試環境中，拍攝一張白色的影像，接著將該白色的影像二值化，以得到一組二值化的影像資料。之後，將該組二值化的影像資料與一組對比影像資料輸入至一算法式中進行噪聲分析，以得到一尖峰噪聲比值。
依照本發明的較佳實施例所述，上述的算法模塊中設有一默認值，當尖峰噪聲比值大於此默認值時，表示所拍攝到的影像的噪聲值高於系統所能容許的預估值，當尖峰噪聲比值小於此默認值時，表示所拍攝到的影像的噪聲值低於系統所能容許的預估值。
依照本發明的較佳實施例所述，上述的算法模塊的算法符合下列公式PSNR=10log10[Imax2m=0M-1n=0N-1[f^(m,n)-f(m,n)]2],]]>其中PSNR表示尖峰噪聲比值， 代表二值化的影像資料，f(m，n)代表對比影像資料，M、N為正整數，而Imax代表最大的灰階值。
依照本發明的較佳實施例所述，上述的該組對比影像資料例如是代表白色的數字影像資料。
本發明提出一種影像品質的測試方法，適用於一拍攝影像的色彩偏差分析上，此影像品質的測試方法包括下列步驟首先，在一測試環境中，拍攝一張三原色其中之一的影像，接著將該影像進行灰階化處理，以得到一組灰階化的影像資料。之後，將該組灰階化的影像資料輸入至一算法式中進行色彩偏差分析，以得到一熵值。
依照本發明的較佳實施例所述，上述的算法模塊中設有一默認值，當熵值大於此默認值時，表示所拍攝到的影像的色彩偏差值高於系統所能容許的預估值，當熵值小於此默認值時，表示所拍攝到的影像的色彩偏差值低於系統所能容許的預估值。
依照本發明的較佳實施例所述，上述的算法模塊的算法符合下列公式H=i=1NPilog(1Pi),]]>其中H代表熵值，Pi代表灰階為i時出現的機率，而N為正整數。
依照本發明的較佳實施例所述，上述的拍攝該三原色其中之一的影像的步驟中，可包括拍攝紅色、綠色以及藍色其中之一的影像。
本發明因採用數值分析的方式，針對拍攝影像的噪聲以及色彩偏差作客觀的分析，包括將二值化的影像資料與一組對比影像資料透過算法的計算，求出一尖峰噪聲比值，以及將灰階化的影像資料透過算法的計算，求出一熵值。基於上述，工程師能有效地完成影像品質的客觀評估。


圖1為本發明一較佳實施例的一種影像品質的測試方法的流程圖。
圖2為本發明一較佳實施例的另一種影像品質的測試方法的流程圖。
具體實施例方式
請參考圖1，其為本發明一較佳實施例的一種影像品質的測試方法的流程圖。首先，如步驟110所示，在無任何其它光源影響的測試環境下，例如在一光源箱(設定為日光)中，以一內建相機的電子裝置(例如行動電話、PDA等)拍攝一張白色的影像。由於光源箱由白色罩幕圍成的空間，因此光源在光源箱中充分照射時，較不會對相機產生的影像造成額外的噪聲，故能單純地針對相機本身所產生的噪聲進行分析，以增加測試的可靠度。當然，本發明不限定在光源箱所圍成的測試環境中拍攝一白色影像。
接著，如步驟120所示，將拍攝的該張白色的影像二值化，以得到一組二值化的影像資料。由於拍攝的影像為單一色且無任何資料的影像，理論上應得到一組相同數值的二值化的影像資料(例如全部為1的資料)，但受到相機本身在電路設計上，不可避免地會產生些微噪聲的影響，當此組二值化的影像資料中出現位0的資料時，表示有噪聲產生。反之，當設定白色的影像資料為位0時，則噪聲部分的影像資料會出現位1。
承上所述，為了能進一步評估影像的噪聲高低，在步驟130中將該組二值化的影像資料與一組對比影像資料透過算法的計算，求出代表尖峰噪聲比(PSNR)的數值。在本實施例中，例如將二值化的影像資料與一組代表白色的數字影像資料(例如全部為位1的資料)相比較，並將這些二值化的數據輸入至一算法式中進行噪聲分析。其中，算法式可通過行動電話、PDA之類的作業平臺來執行數值的算法，其算法符合下列公式PSNR=10log10[Imax2m=0M-1n=0N-1[f^(m,n)-f(m,n)]2],]]>PSNR代表尖峰噪聲比值， 代表所拍攝到的二值化的影像資料，f(m，n)代表由系統所產生的對比影像資料，M、N為正整數，影像大小為MxN，而Imax代表最大的灰階值。如果是8位的影像，最大的灰階值為255。
請參考步驟240、步驟250，在系統中例如設有一預定值，當計算出的熵值大於此默認值時，表示拍攝影像的色彩偏差值高於系統所能容許的預估值，評估後為不合格以供工程師作為進一步修改的依據。當計算出的熵值小於此默認值時，表示拍攝影像的色彩偏差值低於系統所能容許的預估值，評估後為合格以供工程師參考的依據。
接下來，利用相同的測試環境以及工作平臺，針對色彩偏差部分作進一步說明。請參考圖2，其為本發明一較佳實施例的另一種影像品質的測試方法的流程圖。首先，在步驟210中，在相同的拍攝條件下，例如在一光源箱中，拍攝一張三原色其中之一的影像，例如紅色的影像、藍色的影像或綠色的影像。接著，在步驟220中，將該張拍攝的影像進行灰階化處理，以得到一組灰階化的影像資料。
舉例而言，當拍攝到一張純紅的影像時，理論上其灰階值必然是固定的，且無任何其它顏色灰階的資料。若拍攝得到的影像在灰階化的處理後，顯示出其它顏色灰階的資料時，表示有色差的因素存在於相機本身。
為了進一步評估影像色差的高低，在步驟230中將灰階化的影像資料透過算法的計算，求出一熵值(entropy)。在本實施例中，灰階化的影像資料例如輸入至一算法式中，而算法式可通過行動電話、PDA之類的作業平臺來執行數值的算法，其算法符合下列公式H=i=1NPilog(1Pi),]]>其中，H代表熵值，Pi代表灰階為i時出現的機率，而N為正整數。若為8位的影像，灰階值為0～255。當熵值越大表示影像包含的色差信息量越大，也就表示色彩偏移或是出現亮點的因素越大。
請參考步驟240、步驟250，在系統中例如設有一預定值，當計算出的熵值大於此默認值時，表示拍攝影像的色彩偏差值高於系統所能容許的預估值，評估後為不合格以供工程師作為進一步修改的依據。當計算出的熵值小於此默認值時，表示拍攝影像的色彩偏差值低於系統所能容許的預估值，評估後為合格以供工程師參考的依據。
上述步驟針對單一三原色的色差進行分析，重複上述步驟即可對另一三原色進行分析，依此類推，直到完成三原色的色差分析為止。
由上述的說明可知，本發明提出一種影像品質的測試方法，而測試人員可以利用行動電話、PDA本身的作業系統自行發展出一套應用程式，將相機所拍攝的影像傳回系統中直接作分析，可以方便且快速地得到想要的參考數據。
綜上所述，本發明利用數值分析的方式，針對拍攝影像的噪聲以及色彩偏差作客觀的分析，包括將二值化的影像資料與一組對比影像資料透過算法的計算，求出一尖峰噪聲比值，以及將灰階化的影像資料透過算法的計算，求出一熵值。基於上述，工程師能有效地完成影像品質的客觀評估。
權利要求
1.一種影像品質的測試方法，適用於一拍攝影像的噪聲分析上，其特徵在於該影像品質的測試方法包括在一測試環境中，拍攝一張白色的影像；將該張白色的影像二值化，以得到一組二值化的影像資料；以及將該組二值化的影像資料與一組對比影像資料輸入至一算法式中進行噪聲分析，以得到一尖峰噪聲比值。
2.如權利要求1所述的影像品質的測試方法，其特徵在於，該測試環境是在一光源箱所圍成的空間中進行。
3.如權利要求1所述的影像品質的測試方法，其特徵在於，一系統設有一默認值，當該尖峰噪聲比值大於該默認值時，表示該拍攝影像的噪聲值高於該系統所能容許的預估值，當該尖峰噪聲比值小於該默認值時，表示該拍攝影像的噪聲值低於該系統所能容許的預估值。
4.如權利要求1所述的影像品質的測試方法，其特徵在於，該算法式符合下列公式PSNR=10log10[Imax2m=0M-1n=0N-1[f^(m,n)-f(m,n)]2]]]>其中，PSNR代表該尖峰噪聲比值， 代表該組二值化的影像資料，f(m，n)代表該組對比影像資料，M、N為正整數，而Imax代表最大的灰階值。
5.如權利要求1所述的影像品質的測試方法，其特徵在於，該組對比影像資料為代表白色的數字影像資料。
6.一種影像品質的測試方法，適用於一拍攝影像的色彩偏差分析上，其特徵在於該影像品質的測試方法包括在一測試環境中，拍攝一張三原色其中之一的影像；將該張三原色其中之一的影像進行灰階化處理，以得到一組灰階化的影像資料；以及將該組灰階化的影像資料輸入至一算法式中進行色彩偏差分析，以得到一熵值。
7.如權利要求6所述的影像品質的測試方法，其特徵在於，該測試環境是在一光源箱所圍成的空間中進行。
8.如權利要求6所述的影像品質的測試方法，其特徵在於，一系統中設有一默認值，當該熵值大於該默認值時，表示該拍攝影像的色彩偏差值高於該系統所能容許的預估值，當該熵值小於該默認值時，表示該拍攝影像的色彩偏差值低於該系統所能容許的預估值。
9.如權利要求6所述的影像品質的測試方法，其特徵在於，該算法式符合下列公式H=i=1NPilog(1Pi)]]>其中，H代表該熵值，Pi代表灰階為i時出現的機率，而N為正整數。
10.如權利要求6所述的影像品質的測試方法，其特徵在於，拍攝該張三原色其中之一的影像的步驟中，包括拍攝紅色、綠色或藍色的影像。
全文摘要
一種影像品質的測試方法，其利用數值分析的方式，針對拍攝影像的噪聲以及色彩偏差作客觀的分析，包括將一組二值化的影像資料與一組對比影像資料透過算法的計算，求出一尖峰噪聲比值，以及將一組灰階化的影像資料透過算法的計算，求出一熵值。基於上述，工程師能有效地完成影像品質的客觀評估。
文檔編號H04N17/00GK1856120SQ20051003427
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月26日 優先權日2005年4月26日
發明者侯匡叡 申請人:佛山市順德區順達電腦廠有限公司, 神達電腦股份有限公司