Экспериментальная оценка коэффициента чувствительности к частным характеристикам, определяющим качество изображения

Одной из наиболее важных квалиметрических задач при субъективной оценке различных видов изображений является экспериментальная оценка коэффициента чувствительности к частным характеристикам, определяющим качество изображения. В основе экспериментальной методики оценки коэффициентов чувствительности могут быть использованы элементы теории обнаружения сигнала, причем, в данном случае, под термином «сигнал» понимается изменение, вносимое в оцениваемый параметр изображения [8].

Субъективная квалиметрическая экспертиза по оценке коэффициента чувствительности к частному параметру, определяющему качество изображения, предполагает выполнение определенных процедур:

- выбор метода модулирования величины оцениваемой характеристики (параметры киноизображения могут изменяться за счет смещения элементов осветительно- проекционной системы, параметры видеоизображения – с помощью программного обеспечения);

- определение условий проведения экспертизы (требуемое количество и квалификация экспертов, информационное обеспечение – анкеты, способ их заполнения);

- построение градуировочной зависимости между модулирующим параметром (величиной смещения, программной условной шкалой) и физической величиной характеристики;

- экспериментальную оценку заметности изменения характеристики на тест- объекте (для яркости таким тест- объектом, очевидно, является белый экран, для детальности - штриховая мира, для геометрических искажений – правильные геометрические фигуры): на экране представляются два изображения, одно остается эталонным, во второе вносятся или не вносятся изменения, изображения предъявляются в случайном порядке (в соответствии в таблицами случайных чисел), по результатам эксперимента определяются вероятности правильного обнаружения

,

и ложных тревог

,

где – количество ответов экспертов о том, что они заметили изменение, когда это изменение вносилось; - количество предъявлений измененного изображения , – количество ответов экспертов о том, что они заметили изменение, а это изменение не вносилось; – количество предъявлений неизмененных изображений;

- определение табличной величины - меры обнаружимости d – по экспериментальным значениям вероятностей;

- экспериментальную оценку заметности изменения характеристики на сюжете , причем, экспертиза повторяется при тех же условиях (при такой же величине вносимого изменения, с той же группой экспертов, при такой же последовательности чередования измененных и неизмененных изображений), как и экспертиза по определению заметности изменения характеристики на тест- объекте; в результате определяется табличная величина меры обнаружимости ;

- коэффициент чувствительности к j-му частному параметру, влияющему на i-ю обобщенную характеристику, рассчитывается как .

На рис.10 приведены квалиметрические тест-объекты и сюжеты для таких характеристик изображения, как яркость, детальность и геометрические искажения. Модулирование этих характеристик возможно с использованием программного обеспечения, если оценивается цифровое изображение, или приборными методами, если речь идет об аналоговом изображении.

На рис. 11-12 показаны результаты субъективных экспертиз по оценке коэффициентов чувствительности к характеристикам видеоизображения. Величины коэффициентов чувствительности к яркости практически не зависят от уровня яркости изображения, от величины моделируемого изменения. Коэффициент чувствительности к детальности в значительной степени зависит от влияющих факторов. Что позволяет сделать вывод о том, что при сертификации кинотеатра и интегральной оценке качества изображения в расчетной модели можно использовать усредненные значения коэффициентов чувствительности к яркости и геометрическим искажениям, а коэффициент чувствительности к детальности следует определять для конкретного зрительного зала.

Рис. 10. Тест- объекты и сюжеты для субъективной оценки основных частных характеристик изображения

Рис.11. Результаты экспериментальных исследований по оценке коэффициентов чувствительности к яркости и детальности видеоизображения

Рис. 12. Результаты экспериментальных исследований по оценке коэффициентов чувствительности к геометрическим искажениям видеоизображения