GA/T 1128-2013安全防范视频监控高清晰度
摄像机测量方法

发布时间:2023年10月16日

安防行业图像质量测试方案

本文摘选了GA/T 1128标准中有关与图像质量测试的相关内容,供大家参考学习。

1 | 适用范围

本标准规定了安全防范视频监控高清晰度摄像机的测量仪器、测量条件和测量方法。本标准适用于安全防范视频监控高清晰度摄像机图像质量、传输特性等性能的测量。本标准不对测量结果做符合性评判。

3 | 术语、定义和缩略语

3.1 术语和定义

GA/T 1127-2013界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1 最大亮度鉴别等级 maximum brightness identification level

摄像机在同一场景同一照度下分辨从黑到白之间亮度变化的能力。

3.1.2 非网络接口摄像机传输特性 transmission characteristic of non-IP Interfaced camera

描述非网络接口摄像机图像信号输出的一组指标值。

3.1.3 帧率 frame rate

网络接口摄像机输出图像序列中单位时间所包含的不重复的图像帧数。

3.1.4 延时 delay

网络接口摄像机输出图像与实际景象之间的时间差值。

3.1.5 最大输出码率 maximum output stream

网络接口摄像机输出视频图像数据的最大能力。

注:单位为kbps。

4 | 测量仪器

本标准中釆用了以下测量仪器:光照度计、波形监测仪、视频测量仪、测试图、显示终端设备、图形工 作站、秒发生器、视频编码标准格式播放器。相应的性能与使用要求见附录A。

5 | 测量条件

5.2 特性条件

对每一测试图应连同其照明条件(照明强度、光源的相关色温等)一起加以规定。
可允许用透射式测试图代替反射式测试图,但在有疑问的情况下应使用反射式测试图。
除非另有说明,所有测量应在设备安排完成后自动方式下进行。
所有测量都应满足可溯源性要求

5.3 摄像条件

除非另有说明,摄像条件如下:
a) 反射式测试图的物体照度应为:(2000±100)lx;
注:用照度计在测试图中心测量,接收器指向摄像机方向。
b) 透射式测试图峰白亮度应为:(635±31.75)cd/m2
c) 物体照度的不均匀性应小于5%;
d) 光源相关色温应为:(3100±100)K°、(5100±100)K° 或(6500±100)K°;
e) 光源亮度为可调;
f) 摄像机拍摄测试图时,要使箭头限定的边框与电视监视器上在欠扫描方式下所显示的图像边缘或显示终端上所显示图像的边缘刚好一致;
g) 摄像机镜头组件光学分辨能力要满足摄像机分辨力要求。其镜头的焦距不小于等效焦距(使用1/3 in像面的摄像机时的焦距不小于6 mm,F1.2);
h) 显示终端设备分辨能力要满足摄像机的分辨力要求,亮度等级不小于10级,图像重显率 100%。

5.4 摄像机设定条件

除非另有说明,摄像机设定条件如下:
a) 图像尺寸,应为厂家指定值;
b) 白平衡,应手动或自动置于(3100 + 100)K°、(5100±100)K° 或(6500± 100)K°;
c) 聚焦控制,应为自动或手动方式,而且应为最佳聚焦;
d) AGC,应为厂家默认设置状态;
e) 电子快门时间,设置为1/25 s,如测量摄像机没有该项设置,应为厂家默认值;
f) 光圈控制,应为自动或手动方式;
g) 所测试的摄像机输出接口为主输出口。

5.5. 网络接口摄像机附加设定条件

网络接口摄像机,除满足5.4条件外,还需设定视频编码格式、码流类别、位率类型、码流、帧率、客户端软件等配置。设定条件参数见表1。

项目配置单位备注
视频编码格式  该项参数由厂家指定
码流类别  类别是指:主码流/子码流两种类别;该项参数由厂家指定
位率类型定码率  
码流限制 M该项参数由厂家指定
帔率 fps该项参数由厂家指定
客户端软件  该软件由厂家提供
表1 网络接口摄像机设定条件参数

6 | 测量方法

6.1 分辨力

分辨力测试应符合以下要求:
a)设备安排:非网络接口摄像机分辨力测量设备安排见图1,网络接口摄像机分辨力测量设备安排见图2;
b)测试图:高清晰度电视分辨力通用测试图(4 : 3)见图3,高清晰度电视分辨力通用测试图(16 : 9)见图4,电子静态图像分辨力测试图见图5;
c)摄像条件及摄像机设定条件:如5.3.5.4所要求;
d)分辨力数值获取:
用目视法读取终端显示设备或图形工作站上图像中心楔上能分辨的最大线数。

图5电子静态图像分辨力测试图

6.2 图像尺寸

图像尺寸测试应符合以下要求:
a)设备安排:非网络接口摄像机图像尺寸测量设备安排见图6,网络接口摄像机图像尺寸测量设备安排见图7;
b)测试图:高清晰度电视通用测试图(4 : 3)见图3,高清晰度电视通用测试图(16 : 9)见图4;
c)摄像条件及摄像机设定条件:如5.3、5.4要求;
d)图像尺寸数值获取:
1)非网络接口摄像机通过波形监测仪,读取测量摄像机图像尺寸数值;
2)网络接口摄像机通过厂家提供的客户端软件抓取一帧图像,再通过第三方软件对所抓取的图像读取图像尺寸数值。

6.3 最大亮度鉴别等级

最大亮度鉴别等级测试应符合以下要求:

  • a)设备安排:非网络接口摄像机图像最大亮度鉴别等级测量设备安排见图8,网络接口摄像机最大亮度鉴别等级测量设备安排见图9;
  • b)测试图:高清晰度电视灰阶测试图(4 : 3)见图10,高清晰度电视灰阶测试图(16 : 9)见图11;
  • c)摄像条件及摄像机设定条件:如5.3、5.4要求;
  • d)最大亮度鉴别等级数值获取:
    • 1)非网络摄像机,用目视法读取终端显示设备上图像可分辨的最大灰阶数值即为最大亮度鉴别等级数值;
    • 2)网络摄像机,用目视法读取图形工作站显示器上图像可分辨的最大灰阶数值即为最大亮度鉴别等级数值。

6.4 最低可用照度

最低可用照度测试应符合以下要求:

  • a)设备安排:非网络接口摄像机最低可用照度测量设备安排见图12、网络接B摄像机最低可用照度测量设备安排见图13;
  • b)测试图:高清晰度电视通用测试图(4 : 3)见图3、高清晰度电视通用测试图(16 : 9)见图4、电子静态图像分辨力测试图见图5;
  • c)摄像条件及摄像机设定条件:如5.3、5.4要求;
  • d)最低可用照度数值获取;
    • 1)为模拟相同色温情况下照度下降的环境,降低环境光亮度,直到输出图像的分辨力不低于5.3摄像条件下分辨力的70%;
    • 2)读取照度计中数值。

6.5 照度适应范围

照度适应范围测试应符合以下要求:

  • a)设备安排:非网络接口摄像机最低可用照度测量设备安排见图14、贤络接口摄论机最低可用
  • 照度测量设备安排见图15;
  • b)测试图:高清晰度电视灰阶测试图(4 : 3)见图10、高清晰度电视灰阶测试图(16 : 9)见图11;
  • c)摄像条件及摄像机设定条件:如5.3、5.4要求;
  • d)照度适应范围数值获取:
    • 1)非网络接口摄像机采用目视法读取终端显示设备上图像可分辨的最大亮度鉴别等级数值;
    • 2)网络接口摄像机采用目视法读取图形工作站显示器上图像可分辨的最大亮度鉴别等级数值;
    • 3)通过减弱光源亮度,直至不能区分测试图最高亮度灰阶和次一级亮度灰阶,记录照度值(L1);
    • 4)通过增加光源亮度,直至不能区分最低亮度灰阶和次一级亮度灰阶,记录照度值(L2);
    • 5)照度适应范围值计算公式:照度适应范围值=20 log(L2/L1)

6.6 亮度信号信噪比

图19 OECF测试图

亮度信号信噪比测试应符合以下要求:

  • a)设备安排:
    • 1)非网络接口摄像机,非网络接口摄像机亮度信号信噪比测量设备安排见图16;
    • 2)网络接口摄像机,网络接口摄像机亮度信号信噪比测量设备安排见图17;
    • 3)测试图:白平衡测试图见图18、光电转换函数测试图见图19。
  • b)摄像条件及摄像机设定条件如5.3、5.4要求。
  • c)亮度信号信噪比数值获取:
    • 1)非网络接口摄像机,通过波形监测仪和视频测量仪,读取亮度信号信噪比数值;
    • 2)网络接口摄像机,通过图形工作站软件拍摄一帧图像,计算亮度信号信噪比数值,亮度信号信噪比计算公式:SNR=20 log10[(SWHITE —SBLACK)/Nmid]。

注:其中SWHITE,SBLACK,Nmid的计算方法,见附录B网络接口摄像机SNR参数计算说明。

6.7 色彩还原误差

图21 色彩还原测试图

6.8 非网络接口摄像机传输特性

非网络接口摄像机传输特征应符合以下要求:

a)设备安排:非网络接口摄像机传输特性测量设备安排见图22;

b)测试图:高清晰度电视灰阶测试图(4 : 3)见图10、高清晰度电视灰阶测试图(16 : 9)见图11;

c)摄像条件及摄像机设定条件:如5.3.5.4要求;

d)传输特性指标获取:

通过波形监测仪,按表2非网络接口摄像机传输特性测量表所列测量项,读取测量指标。

检测项目单位检测结果
信号幅度mv 
上升时间PS 
下降时间PS 
上升和下降时间的偏差PS
表2 非网络接口摄像机传输特性测量表

表2 (续)

检测项目单位检测结果
上冲% 
下冲% 
直流电平偏移mv 
抖动(10 Hz高通滤波)UI
抖动(100 kHz髙通滤波)UI

6.9 帧率

帧率测试应符合以下要求:

  • a)设备安排:网络接口摄像机率测量设备安排见图 23;
  • b)测量目标:钟摆或秒发生器;
  • c)摄像条件及摄像机设定条件:如 5.3、5.4 要求
  • d)帧率数值获取:
    • 1)通过图形工作站软件进行视频录像,录像时间应≥120 s;
    • 2)通过图形工作站软件对视频录像进行单顿回放,前后两图片显示摆钟位置或秒发生器读数有差异即计为一帧,回放时间应≥120 s;
    • 3)随机选取一段 20 s 时视频录像,计数出图像数值N,按下公式计算率数值:帧率=N/20(fps)。

6.10 延时

延时测试应符合以下要求

  • 设备安排:摄像机延时测量设备安排见图 24;
  • 测量目标:图像工作站显示器;
  • 摄像条件及摄像机设定条件如 5.3、5.4 要求;
  • 延时数值获取:
    • 1)在图形工作站上安精误差绝对值≤1 ms 发图形显同时显示秒发生器软件运行界面及测量摄像机拍摄的目标物图像;
    • 2)启动秒发生器软件,计时时间≥20 s 后,对图形作站显示器的显示内容进行截图;截图中图形工作站秒发生器软件界面的秒读数记为T1量摄像机拍的秒读数为T2按以下公式计算延时数值:延时=(T2-T1)。

6.11 最大输出码率

最大输出码率测试应符合以下要求:

  • a)设备安排:网络接口摄像机最大输出码率测设备安排见图25a
  • b)测量目标:钟摆或秒发生器;
  • c)摄像条件及摄像机设定条件:如 5.35. 要求
  • d)最大输出码率数值获取:
    • 1)通过图形工作站软件连接测量摄像机,输出显示视频图像;
    • 2)重复以上操作,产生不同视频图像数据流,直至第 N+1个视频图像连接失败;
    • 3)通过图形工作站软件读取测量摄像机数据下载值。

6.12 编码格式
编码格式测试应符合以下要求:

  • 设备安排:编码格符合性测量设备安排见图26;
  • 测量目标:钟摆或秒发生器;
  • 摄像条件及摄像机设定条件:如 5.3、5.4要求;
  • 视频编码标准格式播放器的要求见附录A.2.8;
  • 编码格式符合性获取:
    • 1)通过图形工作站录像软件进行视频录像,录像时间应≥120 s;
    • 2)采用对应的视频编码标准格式播放器播放录像数据,持续时间应≥120s;
    • 3)通过目视法观察记录的钟摆或秒发生器视频应正常播放。

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