一种评测网络摄像机色彩还原度的方法及系统

摘要

本发明涉及一种评测网络摄像机色彩还原度的方法及系统，其中方法包括：步骤1：制作一个包括至少两种颜色的测试图片，并将测试图片实体化，将实体化的测试图片以设定速度旋转，得到原始测试图片；步骤2：用待测网络摄像机对所述旋转的原始测试图片进行拍摄，得到一定时长的测试视频；步骤3：对测试视频截取一帧图像作为拍摄图片，对拍摄图片转换为与原始测试图片相同的色彩空间，得到待测图片；步骤4：计算待测图片与原始测试图片的平均色彩还原误差值，根据平均色彩还原误差值得到色彩还原度。本发明所述技术方案一方面可以准确地评测网络摄像机的对动态图片的色彩还原度；对摄像机的选择起到有效的指导作用。

权利要求

1.一种评测网络摄像机色彩还原度的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1.1：制作一个包括至少两种颜色的图片，以图片中心点为圆心做圆，选择与图片内切的最大圆为边界，边界内的图像构成测试图片，边界外设置为色彩值为0的黑色，所述测试图片中的不同颜色之间存在分隔线，所述颜色从国际标准色卡中选取，所述分隔线采用阿基米线或射线；

步骤1.2：将所述测试图片实体化得到实体的圆形测试图片，并对圆形测试图片进行色彩空间转换处理，得到转换后的原始测试图片；

步骤1.3：将原始测试图片以设定速度匀速旋转，得到原始测试图片；

步骤2：用待测网络摄像机对旋转的所述原始测试图片进行拍摄，得到一定时长的测试视频；

步骤3：对测试视频截取一帧图像作为拍摄图片，对拍摄图片转换为与原始测试图片相同的色彩空间，得到待测图片；

步骤4：计算待测图片与原始测试图片的平均色彩还原误差值，根据平均色彩还原误差值得到色彩还原度，其中所述步骤4中计算待测图片与原始测试图片的色彩还原误差的过程具体包括以下步骤：步骤4.1：对待测图片和原始测试图片随机截取相同位置的相同大小的一个色块，得到待测子区域和原始测试子区域；

步骤4.2：分别计算待测子区域和原始测试子区域中所有点的色彩还原误差值，计算得到的所有色彩还原误差值的平均值，得到平均色彩还原误差值；

所述步骤1.3中将原始测试图片固定在可旋转圆盘上，控制可旋转圆盘以设定速度匀速带动原始测试图片旋转。

2.根据权利要求1所述的一种评测网络摄像机色彩还原度的方法，其特征在于，所述步骤1.2中对圆形测试图片的转换处理包括：用色度计测量圆形测试图片中的各个色度的数值，并将圆形测试图片转换到CIE1976L*a*b*色彩空间，得到转换后的原始测试图片。

3.根据权利要求1所述的一种评测网络摄像机色彩还原度的方法，其特征在于，所述步骤1和步骤2之间还包括步骤a：根据待测网络摄像机的应用领域，依照相应的标准构建拍摄场景，将步骤3中的旋转的原始测试图片置于所述拍摄场景中，待测网络摄像机在所述拍摄场景中执行步骤2所述的拍摄。

4.根据权利要求1所述的一种评测网络摄像机色彩还原度的方法，其特征在于，所述步骤4.1中对待测图片和原始测试图片随机截取的色块仅包含一种颜色，此时步骤4.2中得到的是针对此种颜色的平均色彩还原误差值，进而得到待测网络摄像机对此种颜色的色彩还原度。

5.根据权利要求3所述的一种评测网络摄像机色彩还原度的方法，其特征在于，所述步骤4中计算待测图片与原始测试图片的色彩还原误差的过程具体包括：分别计算待测图片和原始测试图片中所有点的色彩还原误差值，计算得到的所有色彩还原误差值的平均值，得到平均色彩还原误差值；此时得到的是待测网络摄像机对整个图片所有颜色的色彩还原度。

6.根据权利要求4或5所述的一种评测网络摄像机色彩还原度的方法，其特征在于，所述待测图片和原始测试图片中一个点的色彩还原误差值采用以下公式进行计算：明度差：ΔL(i)＝L1(i)-L2(i)

色度差：Δa(i)＝a1(i)-a2(i)

Δb(i)＝b1(i)-b2(i)

总色彩还原误差:ΔEab(i)＝[(ΔL(i))2+(Δa(i))2+(Δb(i))2]1/2其中，L1(i)为原始测试图片第i点的明度；a1(i)和b1(i)为原始测试图片第i点的色度；

L2(i)为待测图片第i点的明度；a2(i)和b2(i)为待测图片第i点的色度；Δa(i)为第i点的a轴方向的色度差；Δb(i)为第i点的b轴方向的色度差。

7.一种评测网络摄像机色彩还原度的系统，其应用如权利要求1-6任一项所述的一种评测网络摄像机色彩还原度的方法，其特征在于，包括测试图片制作模块、拍摄模块、待测图片转换模块和还原度计算模块；

所述测试图片制作模块用于制作一个包括至少两种颜色的测试图片，并将测试图片实体化，将实体化的测试图片以设定速度旋转，得到原始测试图片；

所述拍摄模块用于使用待测网络摄像机对所述旋转的原始测试图片进行拍摄，得到一定时长的测试视频；

所述待测图片转换模块用于对测试视频截取一帧图像作为拍摄图片，对拍摄图片转换为与原始测试图片相同的色彩空间，得到待测图片；

所述还原度计算模块计算待测图片与原始测试图片的平均色彩还原误差值，根据平均色彩还原误差值得到色彩还原度。

说明书

一种评测网络摄像机色彩还原度的方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种评测网络摄像机色彩还原度的方法及系统，属于摄像机评测技术领域。

背景技术

[0002] 网络摄像机(IP Camera)是将图像转换为基于TCP/IP网络标准的数据包，使摄像机所拍摄的画面通过以太网接口或无线接口直接传送到网络上，通过网络即可远端监视画面。网络摄像机除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统，使得视频数据经压缩加密后，通过局域网，Internet或无线网络送至终端用户，超越了地域的限制，只要有网络都可以进行远程监控及录像，大大节省安装布线的费用，真正做到远程监控无界限。网络摄像机广泛应用于办公室、大楼等跨区远端监控：连锁事业、大型工厂机房、远端老人儿童看护、公共建物、无人危险环境监控、各金融机构分行监控、交通监管、错误警报辨识等教育，商业，医疗，公共事业各方面领域。

[0003] 网络摄像机在捕捉图像后通过数字化压缩控制器对图像进行压缩编码处理，在这一过程中往往会产生图像数据的损失和丢失，使得摄像机捕获的视频图像带来模糊、色彩失真等问题。

[0004] 市场上的网络摄像机品类繁杂，如何评测网络摄像机的好坏一直以来都是个难题，而评测摄像机最直接的方法就是评测摄像机所拍摄图像的质量。目前，常用的图像评价方法是计算峰值信噪比(PSNR)，PSNR的值越大，说明图像的质量越好，PSNR值越小，说明图像的质量越差。但是，PSNR只能对图像进行综合的评价，没有办法对图像的某一单项的指标进行评价。而网络摄像机能否对其所拍摄的场景做到很好的色彩还原，也是评测其好坏的一个重要指标。但是，目前还没有一种有效的方法能够准确地评测网络摄像机的色彩还原度。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供能够准确评测网络摄像机的色彩还原度的评测网络摄像机色彩还原度的方法及系统。

[0006] 本发明解决所述技术问题的技术方案如下：一种评测网络摄像机色彩还原度的方法，具体包括以下步骤：

[0007] 步骤1：制作一个包括至少两种颜色的测试图片，并将测试图片实体化，将实体化的测试图片以设定速度旋转，得到原始测试图片；

[0008] 步骤2：用待测网络摄像机对旋转的所述原始测试图片进行拍摄，得到一定时长的测试视频；

[0009] 步骤3：对测试视频截取一帧图像作为拍摄图片，对拍摄图片转换为与原始测试图片相同的色彩空间，得到待测图片；

[0010] 步骤4：计算待测图片与原始测试图片的平均色彩还原误差值，根据平均色彩还原误差值得到色彩还原度。

[0011] 本发明的有益效果是：本发明所述技术方案一方面可以准确地评测网络摄像机的对动态图片的色彩还原度；另一方面还可以通过计算出的色彩还原度参数，根据不同的应用需求选择合适的网络摄像机设备，对摄像机的选择起到有效的指导作用；通过可以逆时针或顺时针旋转转盘，用来模拟多种动态场景，转盘的速度也可以调节，从而可以采用该装置评测网络摄像机对多种动态场景的色彩还原度。

[0012] 在所述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

[0013] 进一步，所述平均色彩还原误差值越小，说明待测网络摄像机对颜色的色彩还原度越高；反之，说明待测网络摄像机对颜色的色彩还原度越低。

[0014] 进一步，所述步骤1具体包括以下步骤：

[0015] 步骤1.1：制作一个包括至少两种颜色的图片，以图片中心点为圆心做圆，选择与图片内切的最大圆为边界，边界内的图像构成测试图片，边界外设置为色彩值为0的黑色，所述测试图片中的不同颜色之间存在分隔线；

[0016] 步骤1.2：将所述测试图片实体化得到实体的圆形测试图片，并对圆形测试图片进行色彩空间转换处理，得到转换后的原始测试图片；

[0017] 步骤1.3：将原始测试图片以设定速度匀速旋转，得到原始测试图片。

[0018] 进一步地，所述步骤1.1中的颜色从国际标准色卡中选取，不同颜色之间的分割线采用阿基米德线或射线。

[0019] 采用所述进一步方案的有益效果是，用阿基米德线分隔测试图片中的色块。由于阿基米德线每一点的斜率都是变化的，能够增加网络摄像机捕获图像后压缩编码的难度，更加准确地计算摄像机的色彩还原度。

[0020] 进一步，所述步骤1.3中将原始测试图片固定在可旋转圆盘上，控制可旋转圆盘以设定速度匀速带动原始测试图片旋转。

[0021] 进一步，所述步骤1.2中对圆形测试图片的转换处理包括：用色度计测量圆形测试图片中的各个色度的数值，并将圆形测试图片转换到CIE1976L*a*b*色彩空间，得到转换后的原始测试图片。

[0022] 进一步，所述步骤1和步骤2之间还包括步骤a：

[0023] 根据待测网络摄像机的应用领域，依照相应的标准构建拍摄场景，将步骤3中的旋转的原始测试图片置于所述拍摄场景中，待测网络摄像机在所述拍摄场景中执行步骤2所述的拍摄。

[0024] 对于不同的网络摄像机需要构建不同的拍摄场景，才能达到最好的拍摄效果；比如要测安防领域的网络摄像机，拍摄条件就按照《安防摄像机通用技术要求》中的规定搭建拍摄环境。在暗室内用色温为3100k的灯光照明，在室外用日光，保证圆盘上的照度为(2000±100)lx，物体照度的不均匀性小于5％。

[0025] 进一步，所述步骤4中计算待测图片与原始测试图片的色彩还原误差的过程具体包括以下步骤：

[0026] 步骤4.1：对待测图片和原始测试图片随机截取相同位置的相同大小的一个色块，得到待测子区域和原始测试子区域；

[0027] 步骤4.2：分别计算待测子区域和原始测试子区域中所有点的色彩还原误差值，计算得到的所有色彩还原误差值的平均值，得到平均色彩还原误差值。

[0028] 进一步，所述步骤4.1中对待测图片和原始测试图片随机截取的色块仅包含一种颜色，此时步骤4.2中得到的是针对此种颜色的平均色彩还原误差值，进而得到待测网络摄像机对此种颜色的色彩还原度。

[0029] 进一步，所述步骤4中计算待测图片与原始测试图片的色彩还原误差的过程具体包括：分别计算待测图片和原始测试图片中所有点的色彩还原误差值，计算得到的所有色彩还原误差值的平均值，得到平均色彩还原误差值；此时得到的是待测网络摄像机对整个图片所有颜色的色彩还原度。

[0030] 进一步，所述待测图片和原始测试图片中一个点的色彩还原误差值采用以下公式进行计算：

[0031] 明度差：ΔL(i)＝L1(i)-L2(i)

[0032] 色度差：Δa(i)＝a1(i)-a2(i)

[0033] Δb(i)＝b1(i)-b2(i)

[0034] 总色彩还原误差:ΔEab(i)＝[(ΔL(i))2+(Δa(i))2+(Δb(i))2]1/2[0035] 其中，L1(i)为原始测试图片第i点的明度；a1(i)和b1(i)为原始测试图片第i点的色度；L2(i)为待测图片第i点的明度；a2(i)和b2(i)为待测图片第i点的色度；Δa(i)为第i点的a轴方向的色度差；Δb(i)为第i点的b轴方向的色度差。

[0036] CIE1976L*a*b*色彩空间是一种国际上通用的色彩空间表示方法，CIE1976L*a*b*色彩空间主要用在有关色差进行计算的领域，是国际通用的测试标准。此处转化到Lab色彩空间是为后续计算做准备。Lab空间取坐标Lab，其中L代表亮度；a表示从洋红色至绿色的范围，b表示从黄色至蓝色的范围。a和b的值域都是由+127至-128，其中+127a就是红色，渐渐过渡到-128a的时候就变成绿色；同样原理，+127b是黄色，-128b是蓝色。不同的色彩空间根据公式是可以相互转化的。

[0037] 本发明解决所述技术问题的技术方案如下：一种评测网络摄像机色彩还原度的系统，包括测试图片制作模块、拍摄模块、待测图片转换模块和还原度计算模块；

[0038] 所述测试图片制作模块用于制作一个包括至少两种颜色的测试图片，并将测试图片实体化，将实体化的测试图片以设定速度旋转，得到原始测试图片；

[0039] 所述拍摄模块用于使用待测网络摄像机对所述旋转的原始测试图片进行拍摄，得到一定时长的测试视频；

[0040] 所述待测图片转换模块用于对测试视频截取一帧图像作为拍摄图片，对拍摄图片转换为与原始测试图片相同的色彩空间，得到待测图片；

[0041] 所述还原度计算模块计算待测图片与原始测试图片的平均色彩还原误差值，根据平均色彩还原误差值得到色彩还原度。

[0042] 其中，所述测试图片制作模块具体制作过程包括：制作一个包括至少两种颜色的图片，以图片中心点为圆心做圆，选择与图片内切的最大圆为边界，边界内的图像构成测试图片，边界外设置为色彩值为0的黑色，所述测试图片中的不同颜色之间存在分隔线；

[0043] 将所述测试图片打印并剪裁得到实体的圆形测试图片，并对圆形测试图片进行转换处理，得到转换后的原始测试图片；

[0044] 将原始测试图片固定在可旋转圆盘上，控制可旋转圆盘以设定速度匀速带动原始测试图片旋转。

附图说明

[0045] 图1为本发明实施例1所述的一种评测网络摄像机色彩还原度的方法流程图；

[0046] 图2为本发明实施例1所述的一种评测网络摄像机色彩还原度的系统结构框图。

[0047] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：

[0048] 1、测试图片制作模块，2、拍摄模块，3、待测图片转换模块，4、还原度计算模块。

具体实施方式

[0049] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0050] 如图1所示，为本发明实施例1所述的一种评测网络摄像机色彩还原度的方法，具体包括以下步骤：

[0051] 步骤1：制作一个包括至少两种颜色的测试图片，并将测试图片实体化，将实体化的测试图片以设定速度旋转，得到原始测试图片；

[0052] 步骤2：用待测网络摄像机对旋转的所述原始测试图片进行拍摄，得到一定时长的测试视频；

[0053] 步骤3：对测试视频截取一帧图像作为拍摄图片，对拍摄图片转换为与原始测试图片相同的色彩空间，得到待测图片；

[0054] 步骤4：计算待测图片与原始测试图片的平均色彩还原误差值，根据平均色彩还原误差值得到色彩还原度。

[0055] 步骤1.1：制作一个包括至少两种颜色的图片，以图片中心点为圆心做圆，选择与图片内切的最大圆为边界，边界内的图像构成测试图片，边界外设置为色彩值为0的黑色，所述测试图片中的不同颜色之间存在分隔线；

[0056] 步骤1.2：将所述测试图片实体化得到实体的圆形测试图片，并对圆形测试图片进行色彩空间转换处理，得到转换后的原始测试图片；

[0057] 步骤1.3：将原始测试图片以设定速度匀速旋转，得到原始测试图片。所述平均色彩还原误差值越小，说明待测网络摄像机对颜色的色彩还原度越高；反之，说明待测网络摄像机对颜色的色彩还原度越低。

[0058] 所述步骤1.1中的颜色从国际标准色卡中选取，不同颜色之间的分割线采用阿基米德线或射线。

[0059] 所述步骤1.3中将原始测试图片固定在可旋转圆盘上，控制可旋转圆盘以设定速度匀速带动原始测试图片旋转。

[0060] 所述步骤1.2中对圆形测试图片的转换处理包括：用色度计测量圆形测试图片中的各个色度的数值，并将圆形测试图片转换到CIE1976L*a*b*色彩空间，得到转换后的原始测试图片。

[0061] 所述步骤1和步骤2之间还包括步骤a：

[0062] 根据待测网络摄像机的应用领域，依照相应的标准构建拍摄场景，将步骤3中的旋转的原始测试图片置于所述拍摄场景中，待测网络摄像机在所述拍摄场景中执行步骤2所述的拍摄。

[0063] 本发明实施例2所述的一种评测网络摄像机色彩还原度的方法，在实施例1的基础上，所述步骤4中计算待测图片与原始测试图片的色彩还原误差的过程具体包括以下步骤：

[0064] 步骤4.1：对待测图片和原始测试图片随机截取相同位置的相同大小的一个色块，得到待测子区域和原始测试子区域；

[0065] 步骤4.2：分别计算待测子区域和原始测试子区域中所有点的色彩还原误差值，计算得到的所有色彩还原误差值的平均值，得到平均色彩还原误差值。

[0066] 所述步骤4.1中对待测图片和原始测试图片随机截取的色块仅包含一种颜色，此时步骤4.2中得到的是针对此种颜色的平均色彩还原误差值，进而得到待测网络摄像机对此种颜色的色彩还原度。

[0067] 所述待测子区域和原始测试子区域中一个点的色彩还原误差值采用以下公式进行计算：

[0068] 明度差：ΔL(i)＝L1(i)-L2(i)

[0069] 色度差：Δa(i)＝a1(i)-a2(i)

[0070] Δb(i)＝b1(i)-b2(i)

[0071] 总色彩还原误差:ΔEab(i)＝[(ΔL(i))2+(Δa(i))2+(Δb(i))2]1/2[0072] 其中，L1(i)为原始测试子区域第i点的明度；a1(i)和b1(i)为原始测试子区域第i点的色度；L2(i)为待测子区域第i点的明度；a2(i)和b2(i)为待测子区域第i点的色度；Δa(i)为第i点的a轴方向的色度差；Δb(i)为第i点的b轴方向的色度差。

[0073] 本发明实施例3所述的一种评测网络摄像机色彩还原度的方法，在实施例1的基础上，所述步骤4中计算待测图片与原始测试图片的色彩还原误差的过程具体包括：分别计算待测图片和原始测试图片中所有点的色彩还原误差值，计算得到的所有色彩还原误差值的平均值，得到平均色彩还原误差值；此时得到的是待测网络摄像机对整个图片所有颜色的色彩还原度。

[0074] 所述待测图片和原始测试图片中一个点的色彩还原误差值采用以下公式进行计算：

[0075] 明度差：ΔL(i)＝L1(i)-L2(i)

[0076] 色度差：Δa(i)＝a1(i)-a2(i)

[0077] Δb(i)＝b1(i)-b2(i)

[0078] 总色彩还原误差:ΔEab(i)＝[(ΔL(i))2+(Δa(i))2+(Δb(i))2]1/2[0079] 其中，L1(i)为原始测试图片第i点的明度；a1(i)和b1(i)为原始测试图片第i点的色度；L2(i)为待测图片第i点的明度；a2(i)和b2(i)为待测图片第i点的色度；Δa(i)为第i点的a轴方向的色度差；Δb(i)为第i点的b轴方向的色度差。

[0080] 本发明实施示例所述的一种评测网络摄像机色彩还原度的方法，包括以下步骤：

[0081] 步骤一：制作测试图片。以图片中心点为圆心，根据图片的尺寸，选择与图片内切最大的圆形区域。圆形区域外是黑色，黑色区域的色彩数值为0。从国际标准色卡(24色卡)中选取几种或全部的色彩，将选取的色彩等面积均匀分布在圆形区域内，不同色彩之间用阿基米德线分隔。

[0082] 步骤二：打印步骤一中的测试图片。

[0083] 步骤三：将中间的圆形区域按照圆形边缘从打印的图片中裁剪出来，贴在可旋转的圆形转盘上。

[0084] 步骤四：以电机带动圆盘旋转，电机的旋转速度可调，如可设置为6转/分、60转/分、120转/分、180转/分、300转/分、600转/分等。

[0085] 步骤五：根据待测网络摄像机的应用领域，依照相应的国家/国际标准搭建的拍摄场景。将所述装置置于搭建的拍摄场景中。用色度计测量测试图片中各个色块的数值，并转化到CIE1976L*a*b*色彩空间，计为原始图数据。

[0086] 步骤六：用待测网络摄像机进行视频拍摄，获取视频图像。从拍摄出的视频图像中截取一帧图像，将图像的色彩空间转换到CIE1976L*a*b*色彩空间，计为拍摄图。

[0087] 步骤七：计算摄像机的色彩还原度。利用步骤五中的原始图数据和步骤六的拍摄图计算色彩还原度。色彩还原度是通过原始图和拍摄图之间的色彩还原度误差来表现的。

[0088] 色彩还原误差计算方法：

[0089] 1)在原始图和拍摄图的相同色块内的相同位置分别取相同大小的区域进行计算，选取的区域分别为原始测试子区域和待测子区域。原始测试子区域和待测子区域要在同一色块区域内部。原始测试子区域和待测子区域可以是圆形、方形、或者是以阿基米德线为边界的内部区域。

[0090] 2)所述待测子区域和原始测试子区域中一个点的色彩还原误差值采用以下公式进行计算：

[0091] 明度差：ΔL(i)＝L1(i)-L2(i)

[0092] 色度差：Δa(i)＝a1(i)-a2(i)

[0093] Δb(i)＝b1(i)-b2(i)

[0094] 总色彩还原误差:ΔEab(i)＝[(ΔL(i))2+(Δa(i))2+(Δb(i))2]1/2[0095] 其中，L1(i)为原始测试子区域第i点的明度；a1(i)和b1(i)为原始测试子区域第i点的色度；L2(i)为待测子区域第i点的明度；a2(i)和b2(i)为待测子区域第i点的色度；Δa(i)为第i点的a轴方向的色度差；Δb(i)为第i点的b轴方向的色度差。

[0096] 另一种实施示例，如果要计算该网络摄像机对整个图像的所有色彩的平均色彩还原误差值，计算区间选取整个图像的圆形区域。根据步骤七中的公式计算区域内各点的色彩还原误差值，最后对整个园形区域内所有点△E进行算术平均，得到该摄像机对整个图像的平均色彩还原误差值。

[0097] 如图2所示，为本发明实施例1所述的一种评测网络摄像机色彩还原度的系统，包括测试图片制作模块1、拍摄模块2、待测图片转换模块3和还原度计算模块4；

[0098] 所述测试图片制作模块1用于制作一个包括至少两种颜色的测试图片，并将测试图片实体化，将实体化的测试图片以设定速度旋转，得到原始测试图片；

[0099] 所述拍摄模块2用于使用待测网络摄像机对所述旋转的原始测试图片进行拍摄，得到一定时长的测试视频；

[0100] 所述待测图片转换模块3用于对测试视频截取一帧图像作为拍摄图片，对拍摄图片转换为与原始测试图片相同的色彩空间，得到待测图片；

[0101] 所述还原度计算模块4计算待测图片与原始测试图片的平均色彩还原误差值，根据平均色彩还原误差值得到色彩还原度。

[0102] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。