ITU-R BT 1438 SPANISH-2000 SUBJECTIVE ASSESSMENT OF STEREOSCOPIC TELEVISION PICTURES《立体电视图像的主观评价》.pdf

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1、 Rec. UIT-R BT.1438 1 RECOMENDACIN UIT-R BT.1438 EVALUACIN SUBJETIVA DE LAS IMGENES DE TELEVISIN ESTEREOSCPICA (Cuestin UIT-R 234/11) (2000) Rec. UIT-R BT.1438 La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que se estn realizando estudios para desarrollar la televisin estereoscpica co

2、mo un potencial futuro servicio de radiodifusin; b) que a los efectos de la televisin estereoscpica, basada en dos seales, el canal del ojo izquierdo y el canal del ojo derecho respectivamente, se ha adoptado la Recomendacin UIT-R BT.1198; c) que la evaluacin subjetiva es un elemento vital en el dis

3、eo e introduccin de los sistemas de televisin estereoscpica; d) que las condiciones de filmacin, de visualizacin y el tipo de pantalla pueden influir sobre la fatiga del observador; e) que deberan establecerse condiciones de evaluacin comunes adecuadas para los sistemas de televisin estereoscpica; q

4、ue estas condiciones deberan incluir los mtodos de evaluacin, las condiciones de filmacin, las condiciones de visualizacin, as como los materiales de prueba a utilizar en la evaluacin y en los mtodos de cribado para asegurar que los observadores tienen una percepcin de profundidad normal, recomienda

5、 que se utilicen las condiciones descritas a continuacin para la evaluacin subjetiva de sistemas de televisin estereoscpica. 1 Factores de evaluacin Los factores de evaluacin que normalmente se aplican a las imgenes de televisin monoscpica tales como resolucin, representacin del color, representacin

6、 del movimiento, calidad general, nitidez de perfiles, profundidad, etc. pueden tambin aplicarse a los sistemas de televisin estereoscpica. Adems, existen numerosos factores que son especficos de los sistemas de televisin estereoscpica. Aunque algunos de ellos se enumeran a continuacin, es necesario

7、 realizar estudios adicionales para identificar otros y para establecer las definiciones fsicas. Resolucin en profundidad Resolucin espacial en profundidad. Una resolucin reducida en profundidad puede reducir la calidad de la imagen de la televisin estereoscpica. Movimiento en profundidad Factor que

8、 establece si el movimiento en el sentido de la profundidad se reproduce sin discontinuidades. Efecto teatro de marionetas Describe un tipo de distorsin en imgenes 3-D. A veces, los objetos estereoscpicos se perciben como anormalmente grandes o pequeos. Efecto papel de cartn Describe otro tipo de di

9、storsin en la reproduccin de imgenes 3-D. Las posiciones 3-D de objetos estereoscpicos se perciben de manera estereoscpica, pero stos se parecen ser anormalmente delgados. 2 Mtodos de evaluacin Los mtodos que se describen en la Recomendacin UIT-R BT.500 pueden utilizarse para evaluar la calidad gene

10、ral de imagen de los sistemas estereoscpicos, as como la nitidez y profundidad de la imagen (vase el Anexo 2). Si se dispone de una imagen de referencia, puede utilizarse el mtodo de escala de calidad continua de doble estmulo o el mtodo de escala de degradacin de doble estmulo. Constituyen ejemplos

11、 de ello la comparacin de los sistemas de visualizacin, 2 Rec. UIT-R BT.1438 la evaluacin de la calidad de los sistemas de codificacin y otros. Si no se dispone de ninguna referencia, puede utilizarse el mtodo de juicio categrico para identificar los mritos de los sistemas estereoscpicos. Los mtodos

12、 de evaluacin de factores especficos de los sistemas de televisin estereoscpica requieren estudios adicionales. 3 Condiciones de visualizacin Deben tenerse en cuenta dos factores principales que son especficos de la representacin estereoscpica, a saber, el efecto del marco de visualizacin y la incon

13、sistencia entre acomodacin y convergencia. Las imgenes estereoscpicas parecen poco naturales cuando los objetos que se encuentran delante de la pantalla se acercan al marco de la misma. Este efecto antinatural se denomina efecto marco. Este efecto se reduce normalmente con pantallas grandes debido a

14、 que los observadores son menos conscientes de la presencia del marco cuando la pantalla es grande. El ojo humano se enfoca sobre un objeto en funcin de la distancia al mismo. Al mismo tiempo, tambin se controla el punto de convergencia (punto de enfoque o de visin) sobre el objeto. Por lo tanto, en

15、 nuestra vida cotidiana no existe inconsistencia entra acomodacin y convergencia. Sin embargo, cuando visualizamos imgenes estereoscpicas, el punto focal (acomodacin) se fija siempre en la pantalla, con independencia el punto de convergencia que se obtiene de la disparidad de las seales. Dicho de ot

16、ra forma, el observador no enfoca claramente. Por lo tanto, en los sistemas estereoscpicos se presenta una inconsistencia entre acomodacin y convergencia. Es algo generalmente aceptado que el valor mnimo de profundidad de campo del ojo humano es de 0,3 D (dioptras; valor inverso de la distancia (m)

17、Hiruma y Fukuda, 1990. Ello significa que puede percibirse la imagen sin desenfoque cuando el objeto se encuentra situado en el margen de 0,3 D. Cuando se visualiza la televisin estereoscpica, el punto de acomodacin permanece fijo en la pantalla y, por tanto, la imgenes estereoscpicas deben visualiz

18、arse preferentemente dentro de dicha gama. Dado que los programas ordinarios de televisin incluyen imgenes a una distancia infinita (es decir, D = 0), se considera que la gama deseable de profundidad que debe visualizarse con sistemas estereoscpicos se encuentra en el rango de 0 a 0,6 D. Por lo tant

19、o, se considera que la distancia de visualizacin ptima es 0,3 D, es decir, 3,3 m. Los parmetros de la cmara (separacin de la cmara, ngulo de convergencia de la cmara, longitud focal de las lentes), la resolucin del sistema y el efecto marco se deben tener en cuenta para determinar las condiciones de

20、 visualizacin (tamao de la pantalla). En el caso de TVAD, cuando se mira a la distancia de visualizacin normalizada de 3 H (H es la altura de la pantalla), la distancia de 3,3 m. corresponde a una pantalla de 90 pulgadas (229 cm). En el caso de la televisin definicin convencional (TVDC), cuando la d

21、istancia de visualizacin es la normalizada de 6 H, dicha distancia se corresponde con una pantalla de 36 pulgadas (91 cm). Utilizando un sistema de TVAD estereoscpico se realiz una evaluacin subjetiva de la relacin entre el tamao de la pantalla y la percepcin de profundidad, resultando que la percep

22、cin de profundidad ms natural se obtuvo con una pantalla de 120 pulgadas (305 cm), que se corresponde con una distancia de visualizacin de 2,2 H Yamanoue y otros, 1997. 4 Observadores Los observadores deben gozar de una visin de agudeza normal (vase la Recomendacin UIT-R BT.500). Adems, deben tener

23、una estereopsis normal. Para verificar la estereopsis, puede utilizarse el material de prueba que figura en el Anexo 1. 5 Materiales de prueba En el Anexo 1 se enumeran el material de prueba utilizado con los observadores as como las secuencias estticas o en movimiento de escenas naturales. Los efec

24、tos en 3-D que se consiguen con las imgenes estereoscpicas dependen en gran medida de las condiciones de filmacin, tales como la separacin entre cmaras, el ngulo de convergencia de las cmaras y la longitud focal de las lentes. Las secuencias en movimiento fueron filmadas con una separacin entre cmar

25、as de 65 mm, que se corresponde con la separacin media entre ojos, y la mayora de ellas fueron producidas en condiciones de cmara no cruzada, lo cual permite disponer de condiciones ortoestereoscpicas Yamanoue y otros, 1998. Rec. UIT-R BT.1438 3 REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS HIRUMA, N. y FUKUDA, T. dici

26、embre de 1990 Accomodation response to binocular stereoscopic TV images and their viewing conditions. J. SMPTE, 102, 12, p. 2047-2054. YAMANOUE, H. y otros octubre de 1997 Subjective study on the orthostereoscopic conditions for 3-D HDTV. ITE Tech. Report, Vol. 21, 63, p. 7-12. YAMANOUE, H. y otros

27、1998 Orthostereoscopic conditions for 3-D HDTV. Proc. SPIE, 3295, Stereoscopic displays and Applications IV. ANEXO 1 Material de pruebas para la evaluacin subjetiva de imgenes de televisin estereoscpica 1 Prueba de visin En el Cuadro 2 se enumeran las cartas o diagramas de prueba para las pruebas de

28、 visin. Las 12 cartas se han seleccionado de acuerdo a la jerarqua del sistema visual humano, desde los niveles inferiores a los superiores. Se describen a continuacin ocho pruebas de visin (VT, vision tests) principales, quedando las otras cuatro para pruebas clnicas. Los observadores deben tener u

29、na estereopsis normal, es decir, deben haber superado la prueba VT-04 para la estereopsis fina y VT-07 para la estereopsis dinmica. Las seis pruebas restantes sirven para una caracterizacin ms detallada. Las cartas de prueba deben ser visionadas a una distancia igual a tres veces la altura de la pan

30、talla de visualizacin (3 H). Las imgenes en miniatura situadas a derecha e izquierda se colocan una junto a otra con fines explicativos para una fusin sin cruce. a) VT-01 : Percepcin simultnea (prueba del len) Prueba la capacidad de percibir simultneamente imgenes presentadas dicpticamante y en la p

31、osicin correcta. Se presenta la imagen de una jaula en un ojo y la de un len en el otro, cuya posicin se desplaza a razn de 12/s. El tamao de cada imagen se fija a 10, de tal forma que los observadores pueden capturar las imgenes en sus paramculas. Los observadores con una visin normal pueden ver al

32、 len dentro de la jaula durante un cierto tiempo del periodo de presentacin. 1438-01FIGURA 1Diagrama de prueba para VT-01Imagen derecha Imagen izquierdaFIGURE 1/BT.1438.D01 = 3 CM 4 Rec. UIT-R BT.1438 b) VT-02 : Fusin binocular (prueba de los 4 puntos de Worth) Prueba de la capacidad de percibir dos

33、 imgenes dicpticas en los ojos izquierdo y derecho como una sola imagen. La imagen para un ojo tiene dos puntos y la del otro ojo tiene tres puntos, con un punto comn. Los observadores con una visin normal ven 4 puntos. 1438-02FIGURA 2Diagrama de prueba para VT-02Imagen derecha Imagen izquierdaFIGUR

34、E 2/BT.1438.D04 = 3 CM c) VT-03 : Estereopsis gruesa (prueba de la liblula) Prueba de la capacidad de percibir imgenes que se presentan de forma dicptica con un cierto paralaje como una sola imagen con una profundidad considerable. Las imgenes para ambos ojos son una estereopareja de imgenes de una

35、liblula con sus alas extendidas. Los observadores con una visin normal perciben las alas delante de la pantalla de visualizacin. 1438-03FIGURA 3Diagrama de prueba para VT-03Imagen derecha Imagen izquierdaFIGURE 3/BT.1438.D01 = 3 CM d) VT-04 : Estereopsis de detalle (prueba del crculo) Prueba la capa

36、cidad de percibir imgenes que se presentan de forma dicptica con un cierto paralaje como una sola imagen con una profundidad reducida. Se presentan nueve romboides de prueba, cada uno de los cuales tiene cuatro crculos, y slo uno de los crculos tiene un pequeo paralelaje. Los observadores con visin

37、normal pueden percibir el crculo con el pequeo paralelaje delante de la pantalla de visualizacin. El Cuadro 1 muestra el nmero de prueba, las respuestas correctas y el ngulo de estereopsis a 3 H. Rec. UIT-R BT.1438 5 CUADRO 1 Respuestas correctas y paralelaje FIGURE 4/BT.1438.D01 = 3 CM 1438-04FIGUR

38、A 4Diagrama de prueba para VT-04Imagen derecha Imagen izquierdae) VT-05 : Lmite de fusin cruzada (prueba de la barra) Prueba la capacidad de percibir imgenes que se presentan de forma dicptica con disparidades cruzadas como una sola imagen. Se presenta una estereopareja de barras cuyo paralelaje var

39、a a razn de 10/s. Pueden medirse los lmites de fusin de las series ascendentes y descendentes. Se pide a los observadores que informen del momento en que detectan la ruptura de fusin, es decir, tan pronto como perciben imgenes dobles en las series ascendentes, as como de la recuperacin de la fusin,

40、es decir, tan pronto como perciben las imgenes dicpticas como una imagen nica en las series descendentes. FIGURE 5/BT.1438.D01 = 3 CM 1438-05FIGURA 5Diagrama de prueba para VT-05Imagen derecha Imagen izquierdaNmero de prueba Repuesta correcta ngulo de estereopsis a 3 H (“) 1 Abajo 480 2 Izquierda 42

41、0 3 Abajo 360 4 Arriba 300 5 Arriba 240 6 Izquierda 180 7 Derecha 120 8 Izquierda 60 9 0 6 Rec. UIT-R BT.1438 f) VT-06 : Lmite de fusin sin cruce (prueba de la barra) Prueba la capacidad de percibir imgenes presentadas de forma dicptica con disparidades no cruzadas como una sola imagen. Las imgenes

42、que se presentan son las mismas que en el caso cruzado anterior, pero se invierten las imgenes derecha e izquierda. 1438-06FIGURA 6Diagrama de prueba para VT-06Imagen derecha Imagen izquierdaFIGURE 6/BT.1438.D01 = 3 CM g) VT-07 : Estereopsis dinmica (prueba del estereograma de puntos aleatorios dinm

43、icos) Prueba la capacidad de percibir la profundidad en imgenes de un estereograma de puntos aleatorios en movimiento. Los observadores con visin normal pueden percibir una forma rectangular y un movimiento sinusoidal en profundidad en el estereograma de puntos aleatorios dinmicos. 1438-07FIGURA 7Di

44、agrama de prueba para VT-07Imagen derecha Imagen izquierdaFIGURE 7/BT.1438.D07 = 3 CM h) VT-08 : Agudeza binocular (prueba de agudeza) Prueba la agudeza binocular con fusin binocular, incluyendo cualquier asimetra de la agudeza monocular que pueda impedir una estereopsis adecuada. Las imgenes tienen

45、 cuatro columnas y cinco lneas que consisten en caracteres E con diversas orientaciones y tamaos. Las dos columnas centrales pueden verse con ambos ojos; las dos columnas de la izquierda slo pueden verse con el ojo izquierdo y las dos columnas de la derecha slo pueden verse con el ojo derecho. Los o

46、bservadores con una visin normal pueden decir cual es la orientacin correcta de los caracteres E. Los tamaos de los caracteres se corresponden con agudezas de 1,0, 0,5, 0,33, 0,25 y 0,125 a 3 H. Rec. UIT-R BT.1438 7 1438-08FIGURA 8Diagrama de prueba para VT-08Imagen derecha Imagen izquierdaFIGURE 8/

47、BT.1438.D01 = 3 CM 2 Imgenes naturales Las imgenes naturales constan de 15 imgenes estticas y 15 secuencias en movimiento, tal como se enumeran en los Cuadros 3 y 4. Algunas de ellas se ilustran en el Apndice 1. Cada imagen se imprime de izquierda a derecha como imagen izquierda, imagen derecha, ima

48、gen izquierda: la imagen 3-D puede obtenerse fusionando la pareja de la izquierda (ojos no cruzados) o la pareja de la derecha (ojos cruzados). 3 Utilizacin del material de las pruebas estereoscpicas La utilizacin del material de prueba debe limitarse a los propsitos siguientes: Evaluacin tcnica, incluyendo: investigacin y desarrollo de equipos y sistemas, prueba de equipos en el proceso de desarrollo y produccin, prueba de las condiciones de transmisin para radiodifusin y telecomunicaciones, mantenimiento del equipo. Demostracin, incluyendo: presentacion