超高清晰度电视复合测试图设计与生成

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1、超高清晰度电视复合测试图设计与生成李桂苓,徐岩（天津大学电子信息工程学院，天津300072）【摘要】给出了设计、生成的UHDTV4K复合测试图，阐述了其应用；导出了测试图同心度、重显率和清晰度等测试信号单元的数学模型，并逐像素计算生成；设计了固有分辨力显示屏分辨力观测信号；引入了色域和色度视角主观评价信号；集成了彩条和灰阶等多种观测信号。【关键词】超高清晰度电视；复合测试图；图像清晰度；电视线【中图分类号】【文献标志码】TheDesignandGenerationofaUHDTVCompositeTest

2、PatternLIGuiling,XUYan(SchoolofElectronicInformationEngineering,TianjinUniversity,Tianjin，300072,China）【Abstract】ThispaperpresentsthedesignandgenerationofaUHDTV4kcompositetestpatternandexplainsitsapplications.Amathematicalmodeltocreatethesignalsthattestco

3、ncentricity,reproductionratioanddefinitionetc.wasdevelopedandimplementedpixelbypixelinthetestpattern.Asubjectivetestsignalforinherentresolutiondisplaywasalsoincluded.Gamutandchromaviewingangletestswereintegrated,aswereseveralothersubjectivetestsignalssuch

4、asacolorbarandgraysteps.【Keywords】UHDTV；CompositeTestPattern；PictureDefinition；TVLine国际电信联盟ITU-RBT.2020等国际标准建议超高清晰度电视（UHDTV）分为3840×2160和7680×4320两种像素阵列级别[1]，借用数字电影倡导联盟（DCI）规格，应用中常分别简称4K图像格式和8K图像格式。我国尚未制定UHDTV系统标准，但超高清（UHD）显示屏已商品化应用，并正在制定其技术规范和测量方法行业标准。为规范

5、4K分辨力显示设备发展，为综合评价超高清图像性能，本文在设计、生成国家标准GB/T26270-2010中高清晰度电视（HDTV）复合测试图基础上[2]，沿用其长期广泛使用已习惯的构图，设计、生成了UHDTV4K复合测试图。1超高清晰度电视复合测试图UHDTV4K复合测试图如图1所示。像素点阵为3840×2160，图像宽高比是16:9，四周有护边框，含三角形满屏标志和重显率标度，标志和标度值对应标志和标度线外侧。护边框内为灰底白格背景。水平和垂直方向各32和18个方格。十字中央为测试图中心。中部大圆内，90

6、°、270°和0°、180°分别设测试图像水平和垂直图像清晰度的楔形线簇，其上标示对应的电视线数。45°和225°两楔形黑色单像素点线簇及中部两白色单像素点线圆周用于观测显示屏像素构成、固有分辨力和是否为像素对应显示方式等。大圆上方设100/0/100/0彩条信号，下方为21灰阶信号。大圆左上、右上、左下和右下布垂直、水平、45°、135°、315°和225°线组，用于辅助判别图像清晰度电视线数，是否有伪像，区分逐行或隔行显示等。大圆左、右两侧有色域观测信号。从上到下，两侧均由红、绿、蓝、黄、品和青低亮度

7、测试单元组成，他们分成色调相同，色饱和度不一的左、右两部分，色饱和度差分别对应5%、2.5%阶梯，据可否区分来判别色域宽窄。色域观测信号中部标注图像格式。测试图左、右两侧设水平色度视角观测信号，四角有防伪标识，整图平均电平约50%。图1超高清晰度电视复合测试图2同心度和重显率2.1同心度同心度是显示图像中心（O）偏离显示屏几何中心（O＇）程度的度量。如图2所示，若O对O＇在水平和垂直方向分别偏离a和b，或O到屏顶、底、左和右边缘距离分别是aT、aB、aL和aR，屏宽和屏高分别是Ws和Hs，则：水平方向同心

8、度：CW=2a/WS×100%=

9、aL-aR

10、/(aL+aR)×100%(1)垂直方向同心度：CH=2b/HS×100%=

11、aT-aB

12、/(aT+aB)×100%(2)图2同心度计算2.2重显率重显率是显示图像完整程度的度量。如图3所示，若显示图像中心（O)到显示屏顶、底、左和右边缘距离分别为aT、aB、aL和aR，显示图像高度和宽度分别是HN和WN，则：顶部重显率：RT=2aT/HN×100%(3)底部重显率：RB=2aB/