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2．螺旋测试图 使用直方图，即可测出灰阶为1~254的杂色占整幅画
螺旋图在保证画面为纯黑纯白的同时，又最大程度 面的比例，如图5所示，这些部分的比例越高，画质破坏程
的提高了画面的复杂度，从而放大了压缩编码时的破坏效 度越大。
果。如图3所示为螺旋测试视频的截图，该图像由黑白相间
的螺旋条带与白色螺旋网格组成，在视频播放时，黑白螺
旋向相反的方向旋转，形成错综复杂的动态变化，从而增
加了视频编码的复杂度。
图5 杂色占整幅图像的百分比
上图中，通过直方图统计信息可以得出，灰阶为
1~254的杂色部分占画面的百分比为29.90%。根据以上数
据，我们就可以控制不同的变量，来进行对比实验。
图3 螺旋测试（视频截图） 三．应用实例：MPEG视频转码对比实验
尽管图像复杂，颜色上仍然是由灰阶为0和255的纯黑 为了进行对比实验，样本视频必须采用统一的素材源
纯白二色构成。当对视频进行转码，图像被压缩时，由于 制作，并且宜采用市面上最为通用的、视频编辑软件最认
帧内压缩、帧间压缩的差值计算，必然产生了处于1~254的 可的格式，参数如下：
灰色部分，这些部分并非原始图像中的内容，而是由于压
分辨率 1920×1080
缩计算产生出来的，反映了压缩编码对画质的破坏程度。
扫描方式 50i，隔行扫描，上场优先
如图4，截取转码后视频中的一帧，放大后可看到白色
颜色格式 YUV422
不再是纯白，中间夹着许多灰色的“碎片”，这些碎片占
量化精度 8bit
画面的比例，可以用这些颜色的面积百分比来表示，除此
视频编码 MPEG-2
之外，黑白相间的部分也有许多模糊不清的地方，在黑白
边缘出也产生了杂色。 1．控制变量
值得注意的是，灰阶直方图检测方法并不局限于螺旋 以上参数只是转码设置的一个大的框架，具体到细节，
测试图作为样本，通过各类绘图软件，还可以编辑出其他 也就是我们要研究的两大变量，第一个变量即输出码率，第
形式的测试样本，只需最大程度的提高图像复杂度即可。 二个是压缩效率，后者反映在MPEG的GOP设置上，GOP
（Group of Pictures）是MPEG标准中的重要内容，涉及到
I帧、B帧、P帧、帧内压缩、帧间压缩等相关概念。
在同等的G O P设置下，输出码率不同，画质必然
不同。这里的第一个实验即采用300Mb/s、100Mb/s、
80Mb/s、35Mb/s四种不同码率分别对样本进行转码，用
灰阶直方图测定其杂色百分比，即可验证“码率越高画质
越好”这一推断。
2．实验A：不同码率下的画质检测
在这个实验中GOP设置要尽可能简单，只做帧内压
缩，设置为“仅I帧”（Intra coded picture图像内部编码
帧，简称I帧），没有帧间压缩或预测算法，转码软件GOP
图4 转码后放大可看到“碎片” 图6 GOP设置（左）与码率设置（右）
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