VideoClarity视频质量分析系统

Video Clarity视频质量分析系统是美国专业的音视频测试方案提供商

Video Clarity用于实时或离线采集、输出以及分析、测试完全未压缩的数字音视频质量，实现视音频编解码器、视音频处理板卡以及诸如地面电视、有线电视、卫星电视、IPTV、机顶盒等数字电视传输服务的图像质量评价测试，同时可以实现视频采集仪器、视频服务器和文件解码器功能，方便多层面客户搭建实用的测试环境，减少误差环节。

Video Clarity测试仪器同时具有视频录制仪（Video Recorder）、视频服务器（Video Server）和文件解码器（File Decoder）功能。通过指定条件可以将2路视频流在同一显示器下并行显示，也可以在不同的显示器上同时显示，在比较两路视频流质量的同时评估两者的不同，根据设定的门限值给出PASS/FAIL测试。同时采用主/客观参考标准，支持对于编/解码器等的QA测试等。

设备支持视频播放和采集功能的结合，便于用户搭建系统的视频质量测试环境，简单实用ClearView视频质量测试系统支持采集、播放具有音频的SD/HD视频序列，并存储为YUV/V.210或RGB格式。支持视频的主/客观质量测量分析：

Clear View 测试指标：  

1）全参考测试 (Full Reference) ：  

测试时需要提供“源”视频与“被处理的”视频。   

2）PSNR( Peak Signal to Noise Ratio ) ：  分值范围： 0~100 分， 100 最好。   

3）JND(Just Noticeable Differences) ：  分值范围： 0~100 分， 0 分最好。   

JND （ Just Noticeable Difference ）指的是刚刚能察觉到的误差， JND 值是以图像画面上的 32X32 像素块为计算单位。业界推荐的分析结果是：   

1). JND 值接近 0 ，同等于原始图像；  

2). JND 值小于 1 时，一般观察者察觉不出图像的损伤；  

3). JND 值小于 3 时，一般观察者在专家的帮助下找出图像的损伤；  4). JND 值小于 10 时，一般观察者感到图像损伤；  

5). JND 值在 10 以上的视频压缩设备不能用于广播系统 ( 建议不将这样设备用做视频通信系统的信源设备 )   

4）无参考测试 (No Reference) ：  测试时仅需要提供“被处理的”视频。   

5）Temporal(ITU-P.910):  

如果分值高，表示场景发生改变，如果是 0 表示测试序列是静止的。 

Temporal 指标是通过计算相邻帧或时间轴上相隔比较近的帧之间的差异得到的数值，当帧间差异比较大时说明图像变化剧烈，此时 Temporal 指标就会比较大，而如果图像变化很小或静止时则 Temporal 指标则会很小。由于编码器在压缩过程中对于活动图像会进行运动预测和补偿的运算，所以当图像运动剧烈变化很快时（如体育节目），对编码器的运算负担就会加 重，码流中的大部分数据用来表示图像的运动部分信息，此时如果码率偏低则图像中的运动部分会很容易出现模糊或块效应的现象，而当图像变化很缓慢时，编码器 的负担很小，码流中主要都是表示图像细节纹理的信息，这样即使在码率偏低的情况下，图像质量仍能够得到很好的保证。通常认为当 Temporal 指标比较高时说明图像中更容易出现可感知的损伤。   

 6）Spatial(ITU-P.910):  如果分值高，表示在一帧内有大量的移动，如果是该序列是黑屏或者当图像完全没有轮廓时 Spatial 的指标会是 0 。  

Spatial 指标是通过对图像进行 Sobel 滤波后进行统计得到的图像信息。由于 Sobel 滤波矩阵是一个高通 3*3 滤波器，经过滤波后图像中的高频成分会集中体现，而低频成分会被过滤掉，所谓图像中的高频成分主要指边缘轮廓的部分（类似信号中越是陡峭的波形其中高频成 分越多），而低频成分指大面积的平坦区域。由于人眼视觉对于边缘轮廓部分出现的损伤（如块效应导致的边缘丢失，振铃，模糊）相对敏感，所以当图像中本来的 高频成分很多轮廓很清晰，但压缩后的图像 Spatial 指标偏低时说明很多的轮廓信息已经丢失了，此时从侧面可以说明图像损伤较大。但如果没有对比则 Spatial 指标高低很难表示图像损伤的严重程度，因为图像本身有时含有的高频成分就不多，但是有一点可以肯定，现在主流的压缩算法的基础都是通过压缩图像中的高频成 分实现的，当压缩并不厉害时，高频信息的损伤作为冗余数据并不会影响图像质量，但是当压缩的码率过低时高频信息的严重损伤会明显影响图像质量， Spatial 指标是比较容易计算的反映图像中高频成分大小的指标。   

7）弱参考测试 (Reduced Reference):  

测试时需要提供“源”视频和“被处理”的视频，但是不是真实的测试序列。例如，把两个视频进行 Temporal 比较就属于减参考测试，用来比较两个测试序列   

二、视频质量分析指标参考：   

主观视频质量分析指标。 

主观视频评估值有专家成员组成 ( 由经过训练专家进行观察 ) ，对一个视频进行一个判断打分，分值在 0~5 或者 0~9 之间。主要参考标准有：   

(1) ITU-R BT.500.10 “Methodology for Subjective Assessment of the quality of Television Pictures”  

(2) ITU-T P.9210 “Subjective Video Quality Assessment methods for Multimedia Applications”   

ITU-T J.144 , Video Clarity 视频质量评估方法 基于 ITU-T J.144, 采用的算法来自 Sarnoff JND客观视频质量分析指标。一般，客观视频质量分析试着模拟人眼系统对视频给出 MOS 分值。目前 ITU 在 ITU COM 9-80-E 中 推荐的研究组织是 VQEG – Video Quality Experts Group ，其中包括以下几个指标：   

>> PSNR  >> JND  >> SSIM  >> VQM  >> Video Clarity 已经可以提供 SSIM 的测试，将于近期正式公布，关于 SSIM 请参考

Clear View支持格式与特点

Clear  View预安装国际标准组织 VQEG、EBU的标准测试序列，同时内置高性能的多媒体解码软件，支持的音视频文件格式非常丰富，基本涵括目前业界各式编码标准，其中包括QuickTime、MPEG-4、H.264/AVC等视频图像,RAW、YUV等纯图像数据文件格式输入，以及MPEG-2/H.264/H.265、TS 流（SD/HD）文件

Clear View

Clear View支持视频格式：

特点

DigiSuite Headerless/Raw (*.hdr, *.yuv, *.rgb, *.raw) HiCon SLB32 RFB format (*.slb) Jaleo Direct Format (*.js) Media 100 MJPEG Microsoft AVI (*.avi) MPEG 1 4:2:0 (*.mpg, *.mpeg) Avid AVR, DS HD/SD, DV (*.gen) Avid Meridian & YCbCr Avid OMFI (*.omf, *.omfi) AVR, JFIF, JPED, Meridian, RGB, YCbCr CineWave DPS Velocity Files (*.dps) DV Movies (*.dv, *.dif) DVS Direct File Format (*. dvs) DVSD, DV25, DV50, MPEG-I, MJPEG MPEG 2 Elem. Stream, (4:2:0/4:2:2) MPEG 2 Program Stream, (4:2:0/4:2:2) MPEG 2 Transport Stream, (4:2:0/4:2:2) MPEG-4/AVC Elem. Stream (*.h264) MXF Format (DV, DVCPro50, MPEG, IMX) Newtek Video Toaster (*.rtv) PhotoShop FilmStrip (*.flm) Profile GXF Format/SMPTE-360 (*.gxf) QuickTime Movies (*.mov) RealVideo (*.ra, *.rm, *.ram) SGI Movie Format (*.mv) Windows Media (*.asf, *.wmf, *.wmv) YCrCb 8/10 YCrCb, RGB YCrCn 8/RGBA Accom YUV CCIR 601 8 Bit Cineon (CIN) DPIX (DPX) JPEG Microsoft BMP, DIB Photo CD PCD Photoshop PSD Portable anymap PNM Portable Bitmap Fomat PBM Portable graymap PGM Portable pixmap PPM Sun Raster (.ras) SGI RGB Sun Raster Targa TGA, ICB, VDA, VST Targa 3000, Pinnacle TIFF, TIF v210 YCbCr 10 Bit

ClearView Extreme 4K 分析系统 - ClearView 音视频质量分析系统：主要视频输入、输出接口采用4 个3G HDSDI I/O接口。测试仪为 3U高度，使用 Windows7 64位操作系统，内置 12.0TB高速硬盘阵列，提供2个以太网口， 8个 USB 3.0接口， 2个 USB 2.0接口， 1个 eSATA 接口和1个 1394a 接口。四个3G HD/SD SDI 输入、输出支持8通道嵌入音轨或从模拟BNC接口输入、输出的4通道 AES-EBU音频。 4路3G HDSDI I/O接口支持录放或同时分屏播放两路4K, 最大支持至8 或 10 比特 3840*2160P@ 60Hz ，YCbCr 4:2:2。 两个HDMI 2.0b 输出接口最大支持3840*2160P@60Hz YCbCr 4:2:0 (30Hz输出下支持 YCbCr 4:2:2). ClearView 感知算法, 支持图形界面（GUI）及命令行两种主、客观视频质量分析系统 操作方式

图像和视频客观评价方法可以主要地被分为三类：

全参考质量评价方法：该方法可以获取图像或视屏的无失真版本，它被用于与其失真版本做对比。这种无失真版本通常来至于高质量的获取设备并且在它被压缩或传输之前。然而参考图像或视频通常需要更多的资源比起对应的失真版本，因此全参考质量评价方法通常仅被用于作为设计用于实验室内部测试的图像和视频处理算法的工具而不能作为一项实际应用。

无参考质量评价方法：该方法只有图像或视频的失真版本并且要在没有其对应的图像和视频的无失真版本的任何先验知识的基础上进行质量评价。因为该方法不需要任何参考信息因此它可以被用于任何需要质量评价的应用中。然而，这种灵活性的代价是就算法可以做出准确的质量预测的能力而言的，或者说是这种方法的应用范围比较有限（例如仅仅针对JPEG图像的无参考质量评价方法等）。

部分参考评价方法：该方法用到了图像或视频完整版本的部分信息。通过质降参考数据信道该方法可以获得对应图像和视频的无失真版本的部分信息。质降参考质量评价方法使用这获取的部分信息来判断失真图像和视频的质量。

像素值

o 720 × 480 像素，24/1.001，24，30/1.001或30帧/秒 　　o 640 × 480 像素，24/1.001，24，30/1.001或30帧/秒 　　o 544 × 480 像素，24/1.001，24，30/1.001或30帧/秒 　　o 480 × 480 像素，24/1.001，24，30/1.001或30帧/秒 　　o 352 × 480 像素，24/1.001，24，30/1.001或30帧/秒 　　o 352 × 240 像素，24/1.001，24，30/1.001或30帧/秒 　　o 720 × 576 像素，25帧/秒 　　o 544 × 576 像素，25帧/秒 　　o 480 × 576 像素，25帧/秒 　　o 352 × 576 像素，25帧/秒 　　o 352 × 288 像素，25帧/秒

中文	图像编码类型	色度格式YCbCr	长宽比	伸缩模式
简单类	I帧、P帧	4:2:0	4:3或16:9
主类	I帧、P帧、B帧	4:2:0	4:3或16:9
信噪比分层类	I帧、P帧、B帧	4:2:0	4:3或16:9	信噪比可伸缩
空间可分层类	I帧、P帧、B帧	4:2:0	4:3或16:9	信噪比或空间可伸缩
	I帧、P帧、B帧	4:2:2
高类	I帧、P帧、B帧	4:2:0或 4:2:2	4:3 或16:9	信噪比或空间可伸缩

常见的编解码见下表：

视频 codec	ISO/IEC	MJPEG·Motion JPEG 2000·MPEG-1·MPEG-2(Part 2)·MPEG-4(Part 2/ASP·Part 10/AVC)·HVC
	ITU-T	H.120·H.261·H.262·H.263·H.264·H.265
	其它	AMV·AVS·Bink·CineForm·Cinepak·Dirac·DV·Indeo·Microsoft Video 1·OMS Video·Pixlet·RealVideo·RTVideo·SheerVideo·Smacker·Sorenson Video & Sorenson Spark·Theora·VC-1·VP3·VP6·VP7·VP8·WMV

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