腾讯摄像头认证测试说明文档腾讯摄像头认证测试说明文档腾讯摄像头认证测试说明文档腾讯摄像头认证测试说明文档

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1 说明...............................................................................................................................................32 认证测试基本要求....................................................................................................................... 4

2.1 驱动相关要求.................................................................................................................... 42.2 图像分辨率、帧率和色彩空间相关要求........................................................................ 4

3 视频质量相关测试....................................................................................................................... 53.1 清晰度——空域频率（MTF50P）和过度锐化..............................................................63.2 景深.................................................................................................................................. 103.3 噪点——空域噪点和时域噪点...................................................................................... 113.4 镜头失真——SMIA失真................................................................................................ 143.5 色彩准确性——饱和度，平均色彩偏移...................................................................... 163.6 提取的 gamma................................................................................................................. 193.7 曝光准确性...................................................................................................................... 203.8 动态范围.......................................................................................................................... 213.9 暗角.................................................................................................................................. 233.10 视角................................................................................................................................ 253.11 帧率，抖动和本地预览时延........................................................................................ 263.12 cpu使用率——cpuusage...................................................................................................28

1111 说明

该文档定义了在Windows平台下，腾讯对摄像头认证的测试方法及其认证等级：HQHQHQHQVVVV

等级和 HDHDHDHD等级。通过 HQV 等级认证的摄像头可启动 VGA 的 QQ 视频通话，并标识通过

QQ品牌 HQV 等级认证；没有通过 HQV 等级认证的摄像头不标识 QQ品牌认证。通过 HD

等级认证的摄像头可启动 720P的 QQ 视频通话，并标识 QQ品牌 HD等级认证；没有通过

HD等级认证的摄像头不能启动 720P的 QQ视频通话。

摄像头认证的目的是确保用户对 QQ视频通话的最终体验质量，因此需要在采集端对影

响视频质量的各参数进行测试，具体参数有：清晰度，景深，视角，时延、帧率等等。

腾讯保留随时更新认证说明文档内容的权利，且无需提前通知。更新内容包括：QQ视

频通话平台上的新功能，通过认证的新设备列表及硬件性能的提升等。其目的是确保更新内

容可以应用于认证设备。

2222 认证测试基本要求

提测的摄像头必须满足规定的基本要求后，才可进行认证测试。测试项目中任何一项未

达到指标要求，测试方有权停止进一步测试，测试结束（测试费用不予以退还）。

2.1 驱动相关要求

在默认的Windows驱动下，提测摄像头可完成其所有功能。如果提测摄像头具有 OEM

驱动，需通过微软的数字签名程序，以确保摄像头在 Windows操作系统下的兼容性，并且

也必须全部通过认证。

2.2 图像分辨率、帧率和色彩空间相关要求

确保摄像头支持 QQ 推荐的图像分辨率（VGA 或 720P）、帧率和色彩空间。各摄像头

必须可以正常采集视频，且 PC端可以预览采集画面，即必须具备视频采集和显示功能。

HQVHQVHQVHQV等级对设备的要求如下所述：

支持帧率为 30fps时，分辨率为 640 x 480，色彩空间为 YUY2 或MJPG 的视频数据；

HDHDHDHD等级对设备的要求如下所述：

支持帧率为 30fps 时，分辨率为 640 x 480 或支持采集 24fps 及更大帧率时，分辨率为

1280 x 720，色彩空间为MJPG 的视频数据。

3333 视频质量相关测试

本章定义影响视频质量的参数指标，确保用户摄像头可以采集高质量的视频。所有测试

必须使用Windows默认驱动或 OEM提供的视频驱动。

本章所有卡片进行拍摄时需满足的拍摄环境如下：

� 摄像头与目标卡片的距离为 0.75m；

� 光源与被拍摄卡片的角度保持在 45o度，以确保卡片表面不会有阴影产生；

� 使用荧光灯（D65/CWF/SP35）进行测试前，至少预热光源 15分钟；

� 测量照度、色温以确保合适的灯光条件；

� 测量反射性卡片表面的的 9个点以确保灯光一致性，如图 1所示；

图 1. 测量反射性卡片的灯光一致性

� 至少保证卡片表面 90%的区域照度一致；

� 透射性卡片的灯箱至少预热 15至 20分钟，并保证灯光一致性；

注：以下所有测试参数的灯光环境必须保证测试卡片表面的灯光均匀性，以防止测试结

果出现偏差。

3.1 清晰度——空域频率（MTF50P）和过度锐化

目的：确保采集画面能够提供基本的图像清晰度，即在确定的分辨率下，确保图像清晰，可

重现被拍摄物体的大部分细节。

清晰度，是图像系统渲染细节能力的衡量指标。如图 2所示，黑线右边图像是清晰度下

降后的效果图。所有镜头，都会降低被拍摄物体的清晰度，即使是最好的镜头也会产生模糊

效应。只是差的镜头会更严重。清晰度是摄像头用户主观感受最重要的参数指标。

图 2. 清晰度

测试卡片：SFR plus

图 3. 测试卡片 SFRplus

测试参数：

1. 空域频率MTF50MTF50MTF50MTF50PPPP

应用空域频率，MTF50P，测量摄像头的清晰度。常用的空域频率单位有：圈/像素

（cycles/pixel, C/P），线宽/图像高度（line width/picture height, LW/PH）。

空域频率响应（Spatial Frequency Response, SFR），也称作调制传递函数（Modulation

Transfer Function, MTF），MTF是摄像头对拍摄物体对比度的忠实再现的度量参数。本说明

文档使用 MTF 等于MTF 峰值一半时的空域频率，即 MTF50MTF50MTF50MTF50PPPP，作为指示图像清晰度的参

数。MTF50P是比较不同摄像头和镜头清晰度的一个好的指标参数，原因是：1.图像的对比

度是峰值处的一半，因此细节仍清晰可见。相对来说，对于MTF低（小于等于 10%）时的

空域频率，人眼对细节不敏感；2.大部分摄像头的清晰度在MTF50P处快速下降。MTF50P

对于衡量过度锐化摄像头的清晰度会较其他指标准确，因为摄像头通过软件对图像进行锐化

的程度过大，会使图像中的边缘模糊，相对应的MTFnn（如，MTF30，MTF50）值会较大

幅度提升，致使MTFnn很高，但图像的体验质量并没有提升，甚至下降。而MTF50P不会

提升太多，且与主观感受质量相一致。

应用软件 Imatest的模块 SFRplus 或 SFR 计算拍摄图像（如图 2）中各 ROI（Region of

Interest）空域频率MTF50MTF50MTF50MTF50PPPP的加权平均值。根据距离卡片中心的远近，将拍摄图片分为三

部分：30%，30-75%和 75-100%，分别对应使用加权系数：1，0.75，0.5。该加权系数是图

片拍摄的经验值。进而对各 ROI加权平均得到指示图像清晰度的指标——MTF50P。注：ROI

选择不同方块的水平或竖直斜边，本文档的清晰度指标采用竖直斜边。

2. 过度锐化 OversharpeningOversharpeningOversharpeningOversharpening

锐化是数码图片处理的重要环节之一。因为锐化可以恢复镜头、图像感光器丢失的部分

清晰度。当MTF值非常低（约为 10%）时，锐化不能恢复。几乎所有的数码摄像头都会某

种程度的锐化采集的视频帧。锐化程度深的摄像头会使展现给用户的图片过度不自然，使用

户的体验质量下降。如图 4所示，过度锐化（Oversharpening）在对比度边缘产生的亮斑会

降低图像的质量，尤其是在放大图片时，很容易察觉。

图 4. 过度锐化

应用 Imatest的模块 SFRplus 或 SFR 计算图 3各 ROI的 OversharpeningOversharpeningOversharpeningOversharpening值，将各 ROI

加权平均得到的 OversharpeningOversharpeningOversharpeningOversharpening值作为该图片的过度锐化指标。

外置摄像头要求：

HQV等级：

MTF50P（单位：c/p） 4000K

200lux >=0.4

过度锐化 oversharpening 4000K

200lux <=40%

HD等级：

MTF50P（单位：c/p） 4000K

200lux >=0.35

过度锐化 oversharpening 4000K

200lux <=20%

笔记本摄像头要求：

HQV等级：

MTF50P（单位：c/p） 4000K

200lux >=0.35

过度锐化 oversharpening 4000K

200lux <=40%

HD等级：

MTF50P（单位：c/p） 4000K

200lux >=0.3

过度锐化 oversharpening 4000K

200lux <=20%

3.2 景深

目的：确保摄像头的使用距离改变时，画面仍清晰可见。

测试卡片：SFRplus，如图 3所示。

测试参数：

1. 景深

� 调节拍摄距离至 1.3m，按照卡片拍摄环境对 SFRplus 卡片进行拍摄；

� 应用 Imatest 的模块 SFRplus 或 SFR 计算清晰度指标MTF50P，详见清晰度测试方

法。

网络摄像头要求：

HQV等级：

Depth of field(MTF50P) 4000K

200lux >=0.35（c/p）

HD等级：

Depth of field(MTF50P) 4000K

200lux >=0.35（c/p）

笔记本摄像头要求：

HQV等级：

Depth of field(MTF50P) 4000K

200lux >=0.3（c/p）

HD等级：

Depth of field(MTF50P) 4000K

200lux >=0.3（c/p）

3.3 噪点——空域噪点和时域噪点

目的：确保图像中的噪点足够少，因为噪点会增加用户的厌恶感，如图 5所示。

图 5. 噪点

噪点是图像亮度的随机变化，表现在数字图像中是像素值的变化，看起来像谷粒状的点，

这些谷粒状的点会影响图像的体验质量。噪点的比例与感光像素的元器件的大小强相关，即

感光的元器件越小，噪点越易产生。此外，高感光度（ISO speed）或灯光较暗的情况下，

噪点明显，即噪点受感光技术和生产质量影响。噪点分为两种类型：空域噪点和时域噪点。

注：摄像头内部感光器和放大器的基本物理效应——光效应和热效应是产生噪点的另一

主要原因。因此在测量噪点时，有必要在摄像头启动 2min后，对测试卡片进行拍摄。目的

是使摄像头内部物理效应稳定后，对不同摄像头的噪点进行测量，以屏蔽物理效应造成的测

量误差。

测试卡片：ISO-15739 standard 80:1

图 6. ISO-15739 standard 80:1

测试参数：

1. 空域噪点——SNR

空域噪点是通过在视频帧上评价像素值的偏差进行衡量，但如果存在不均匀的灯光，需

要对灯光进行补偿。应用 Imatest的模块 Stepchart计算像素亮度值接近中性灰的方块的信噪

比 SNR，即 Imatest计算的 Y信号的 SNR Dnom=0.7。

2. 时域信噪比——SNRTemp

信噪比和人眼视觉系统相关性好，噪声会影响视频的编码效率；带噪的视频会分散用户

的注意力，而且会掩盖重要的空域细节内容，从而降低了用户的体验质量。

时域噪声是通过评价两帧内容相同的视频帧像素值的偏差进行衡量。应用 Imatest的模

块 Stepchart（注：勾选测量时域噪声复选框）计算像素亮度值接近中性灰的方块的时域信噪

比 SNRTemp，即 Imatest计算的时域噪点中 Y信号的 SNR Dnom=0.7。

外置摄像头和笔记本摄像头要求：

HQV等级：

空域噪声—SNR 4000K

200lux >=40dB

时域信噪比—SNRTemp 4000K

200lux >=40dB

HD等级：

空域噪声—SNR 4000K

200lux >=40dB

时域信噪比—SNRTemp 4000K

200lux >=40dB

3.4 镜头失真——SMIA失真

目的：确保视频中物体的固有形状、大小不会产生过大失真，以确保摄像头可较准确的重现

真实场景，如图 7所示。镜头失真是导致直线弯曲的根本原因。镜头失真分为两种形式：桶

状失真和针垫形失真。桶状失真是由镜头引起的画面向两边“扩大”的现象；针垫失真是由

镜头引起的画面向中间“收缩”的现象。镜头失真越小，摄像头越好。

图 7. 镜头失真

测试卡片：Checkerboard

图 8. Checkerboard

测试参数：

1. SMIA失真——DSMIA

SMIA失真 DSMIA是测试图像边缘的切向失真，即导致直线弯曲的偏差，DSMIA> 0表示摄

像头会产生针垫式失真，DSMIA< 0表示摄像头会水桶式失真。应用 Imatest的模块 Distortion

计算 DSMIA。

外置摄像头和笔记本摄像头要求：

HQV等级：

D_SMIA 4000K

200lux <=3%

HD等级：

D_SMIA 4000K

200lux <=3%

3.5 色彩准确性——饱和度，平均色彩偏移

目的：确保摄像头采集画面色彩的准确性。

图 9. 色彩偏移

色彩准确性是一个重要的但又具有争议性的影响图像质量的因素。用途不同，对其要求

也会有相应的调整。如医学或工程上要求严格，但日常使用于聊天的视频对色彩准确性要求

并没有那么严格，反而用户更倾向于色彩饱和度增强的画面，尤其是一些记忆色：树叶，天

空和肤色。简单说，用户不一定是喜欢准确的色彩。尽管如此，过度增强物体的饱和度会使

部分细节丢失，因此测量摄像头的色彩响应也是非常重要的，色彩响应包括色彩饱和度，色

彩偏移和白平衡算法的有效性。

测试卡片：Colorchecker，如图 10所示。

图 10. Colorcheck

测试参数：

1. 色彩饱和度—— rC

色彩饱和度是参考标准卡片 ColorChecker的像素值计算摄像头采集画面的色饱和度。应

用 Imatest的模块 Colorcheck计算色彩饱和度 rC 。

2. 平均色彩偏移—— 00C∆

应用 Imatest的模块 Colorcheck计算平均色彩偏移 00C∆ 。

外置摄像头和笔记本摄像头要求：

HQV等级：

饱和度— rC 4000K

200lux [80, 120]

平均色彩偏移— 00C∆ 4000K

200lux [0, 10]

HD等级：

饱和度— rC 4000K

200lux [80, 120]

平均色彩偏移— 00C∆ 4000K

200lux [0, 10]

3.6 提取的 gamma

目的：确保各灰度块的对比度分布正常。Gamma，等价于对比度，是色调响应的斜率，即

把图像中像素等级与显示器亮度联系起来的指数。Luminance = pixelgamma。摄像头对图像进

行编码后，pixel = brightnessCamera gamma。

测试卡片：ColorChecker，如图 9所示。

测试参数：

1. 提取的 gamma——γ

应用 Imatest的模块 Colorcheck计算 gamma。

外置摄像头和笔记本摄像头要求：

HQV等级：

γ 4000K

200lux [0.4, 1.0]

HD等级：

γ 4000K

200lux [0.4, 1.0]

3.7 曝光准确性

目的：确保摄像头采集画面的亮度不会产生过大偏差，如图 11所示。曝光准确性对摄像头

影响较大，因为采集视频后很少提供后曝光调节功能。

图 11. 过度曝光

测试卡片：ColorChecker，如图 10所示。

测试参数：

1. 曝光误差——Errexp

应用 Imatest的模块 Colorcheck计算曝光误差 Errexp。

外置摄像头和笔记本摄像头要求：

HQV等级：

Err_exp 4000K

200lux [-1.0, 1.0]

HD等级：

Err_exp 4000K

200lux [-1.0, 1.0]

3.8 动态范围

目的：确保摄像头可采集的亮度范围。

动态范围，也称作曝光范围，是摄像头可捕捉的亮度范围。动态范围与噪声强相关：高

噪声导致低动态范围。动态范围与 gamma 相关：高对比度经常会致使聚光、阴影区域的动

态范围丢失，即画面细节内容丢失，如图 12所示。图像文件的动态范围往往比屏幕显示画

面的动态范围大，这就致使人眼可察觉的动态范围小。

动态范围，是噪声保持在最大值时色调的范围。噪声的最大值越低（即信噪比的最小值

越大），图像的质量越好，但此时图像的动态范围较低。因此使用噪声最低时（即信噪比最

大时）动态范围作为参数指标。

图 12. 动态范围丢失

测试卡片：36-Patch LVT Dynamic Range Chart

图 13. SDR-36

测试参数：

1. 动态范围 DR

应用 Imatest 的模块 Stepchart 计算动态范围 DR。使用信噪比最大时（SNR 10）对应的

动态范围作为参数指标（单位：dB）。

外置摄像头要求：

HQV等级：

动态范围—DR 4000K

200lux 35dB

HD等级：

动态范围—DR 4000K

200lux 35dB

笔记本摄像头要求：

HQV等级：

动态范围—DR 4000K

200lux 30dB

HD等级：

动态范围—DR 4000K

200lux 30dB

3.9 暗角

目的：确保图像边缘和中心的亮度的一致性。

图 14. 暗角

测试卡片：灰板

图 15. 灰板

测试参数：

1. 光强百分比 Irel

应用 Imatest的模块 Uniformity 计算曝光强百分比 Irel。即 Imatest中计算的 Worst Corners

的百分比作为参数指标。

外置摄像头和笔记本摄像头要求：

HQV等级：

暗角—Irel 4000K

200lux >=70%

HD等级：

暗角—Irel 4000K

200lux >=70%

3.10 视角

目的：确保摄像头在使用距离内可以将用户较完整成像。视角是特定位置、特定方向的摄像

头可展现物体的范围。用户不能看到视角以外的物体。视角大的摄像头可将用户的肢体语言

传递给视频通话对象，因此可以提升视频通话的整体体验质量。视角应用竖直和水平方向的

角度进行衡量，单位为：度。

测试卡片：SFRplus，如图 2所示。

测试参数：

1. 视角

应用 Imatest 的模块 SFRplus setup计算摄像头的水平视角 h_FOV 和竖直视角 v_FOV。

注：计算视角时，拍摄的视频帧需包含 SFR plus 图片的上下两条黑边，且需要输入摄像头

至目标卡片的距离。

外置摄像头和笔记本摄像头要求：

HQV等级：

FOV h_FOV v_FOV

>=40o >=30o

HD等级：

FOV h_FOV V_FOV

>=53o >=30o

3.11 帧率，抖动和本地预览时延

目的：确保摄像头采集视频的流畅性，防止影响视频通话的整体体验质量。

测试目标：计时器（精度：10ms）

测试参数：

1. 帧率——fr

� 使用摄像头拍摄 PC上运行的计时器，采集视频时长 5min；

� 回放采集视频，记录每帧中计时器的时刻；

� 计算瞬时帧率 fri，求其均值，记为 fr；

注：默认摄像头使用 USB2.0接口，帧率表示 USB2.0接口的摄像头采集视频的帧率指标。

2. 抖动——J

计算标准偏差帧时间 J：

3. 本地预览时延

� 使用待测摄像头拍摄测试 PC上运行的计时器，预览视频画面；

� 测试 PC上拍照或截屏以记录 PC上计时器运行时刻 ti2和采集画面中显示时刻 ti1；

� 计算时延 di：

.12 iii ttd −=

� 多次测量取均值得时延 d：

).( idaveraged =

注：测试帧率、抖动和本地预览时延时，光源使用较高的照度，以确保测试在摄像头使用最

大帧率状态下进行，减小帧率对测试抖动和时延的影响。

外置摄像头和笔记本摄像头要求：

HQV等级：

帧率（单位：fps） 4000K

200lux >= 30

抖动（单位：ms） 4000K

200lux <= 7ms

时延（单位：ms） 4000K

200lux d <= 120ms

HD等级：

帧率（单位：fps） 4000K

200lux（YUY2） >= 10

200lux（MJPG） >= 30

抖动（单位：ms） 4000K

200lux <= 7ms

时延（单位：ms） 4000K

200lux（YUY2） d <= 150ms

200lux（MJPG） d <= 120ms

3.12 cpu使用率——cpuusage

目的：确保任何具有视频采集功能的摄像头驱动不会占用过多的 CPU 使用率。

测试目标：任何场景。

测试参数：

1. cpu使用率——cpuusage

� 启动摄像头进行采集；

� 应用“任务管理器 Task Manager”测量摄像头驱动的 cpu使用率—— iusagecpu _ 。

� 多次测量取均值得 CPU 使用率为：

).( _ iusageusage cpuaveragecpu =

要求：

HQV等级：

分辨率和帧率 CPU使用率

VGA(640x480), 30fps 2GHz 双核时，cpuusage<10%

HD等级：

分辨率和帧率 CPU使用率

720P(1280x720), 30fps 2GHz 双核时，cpuusage<20%