圖像質(zhì)量客觀評價(jià)技術(shù)研究.pdf

1、視覺信息是人類獲取信息的最主要途徑，人類的發(fā)展與社會技術(shù)的進(jìn)步推動我們在可視信息的采集、顯示、存儲、傳輸?shù)确矫嫒〉昧碎L足的進(jìn)步。數(shù)字圖像、視頻的日益成為成為人們?nèi)粘Ｉ钪须x不開的媒體信息。在數(shù)字圖像的獲取、處理、編碼、存儲、傳輸和重建的每一個步驟中，圖像都會產(chǎn)生失真。失真圖像由于損失了部分甚至全部信息，以至于達(dá)不到應(yīng)用的要求。如何衡量系統(tǒng)獲取、重建、接收的圖像質(zhì)量的優(yōu)劣，以及如何設(shè)計(jì)簡單、高效的圖像質(zhì)量評價(jià)算法成為亟待解決的問題。

2、>　　 圖像質(zhì)量的客觀評價(jià)算法根據(jù)是否需要參考圖像的信息分為三類：全參考、半?yún)⒖己蜔o參考評價(jià)方法。本文根據(jù)此分類分別從三個方面對客觀評價(jià)算法進(jìn)行了研究。首先，根據(jù)人眼視覺的特性，提出在全參考評價(jià)算法實(shí)現(xiàn)過程中，圖像的不同區(qū)域應(yīng)加以區(qū)別對待，特別是結(jié)構(gòu)區(qū)域與平坦區(qū)域、復(fù)雜區(qū)域的區(qū)別。其次，根據(jù)結(jié)構(gòu)在視覺感知中的重要性，提出基于結(jié)構(gòu)信息統(tǒng)計(jì)的半?yún)⒖荚u價(jià)算法。最后，結(jié)合常見的失真現(xiàn)象——模糊，提出基于局部峰度的無參考圖像模糊度量算法。本文主

3、要工作如下：
　　 1)根據(jù)HVS中不同區(qū)域具有不同的視覺感興趣度的特性，提出了基于局部重要度的圖像質(zhì)量評價(jià)算法。一幅圖像被觀察時，其不同區(qū)域受到的關(guān)注度是不一樣的。在一般的圖像處理中，根據(jù)圖像的紋理特性分為紋理區(qū)域和平坦區(qū)域，分別對這兩部分進(jìn)行處理。然而圖像的掩蔽效應(yīng)顯示，圖像的紋理區(qū)域中的結(jié)構(gòu)區(qū)域應(yīng)該受到更多的關(guān)注，因?yàn)樗碚髁藞D像主要結(jié)構(gòu)特征。據(jù)此，將圖像的紋理區(qū)域通過顯著度圖提取而區(qū)分為結(jié)構(gòu)區(qū)域和復(fù)雜區(qū)域是必要的。通過

4、這樣區(qū)分，圖像被區(qū)分為平坦區(qū)域、結(jié)構(gòu)區(qū)域、復(fù)雜區(qū)域，在圖像質(zhì)量評價(jià)中分別對這三部分區(qū)域賦予不同的權(quán)重，能夠更符合人眼對圖像失真的主觀感受，客觀評價(jià)值與MOS值的相關(guān)度更高。
　　 2)針對傳輸?shù)葻o法完全獲取參考圖像的應(yīng)用場合，根據(jù)人眼視覺對圖像結(jié)構(gòu)的天然提取特性和對這一特性的高度適應(yīng)性，提出了基于結(jié)構(gòu)測度的半?yún)⒖荚u價(jià)算法。在某些圖像處理的應(yīng)用中，只能取得參考圖像的部分信息，如傳輸?shù)龋@也就限定我們只能利用參考圖像的少量特性信息

5、來評價(jià)圖像質(zhì)量，如何提取能充分度量圖像失真的特征信息成為關(guān)鍵。人眼對圖像結(jié)構(gòu)具有很好的提取性能以及高度的適應(yīng)性，一般而言，自然圖像中由于各個結(jié)構(gòu)所表示的內(nèi)容不同，在傳輸、壓縮等過程中，圖像的結(jié)構(gòu)信息發(fā)生了降質(zhì)從而導(dǎo)致整幅圖像的失真。本文從圖像的結(jié)構(gòu)表示入手，根據(jù)圖像結(jié)構(gòu)信息在圖像失真中的變化特點(diǎn)，提出了基于結(jié)構(gòu)測度的半?yún)⒖紙D像質(zhì)量評價(jià)算法，適用于難以獲取參考圖像，或者獲取參考圖像代價(jià)過大的應(yīng)用場合。
　　 3)針對不存在參考信

6、息的應(yīng)用場合，提出了基于局部峰度的圖像模糊度量算法。一般來說，圖像是非平穩(wěn)信號，但在許多圖像處理流程中，都從統(tǒng)計(jì)上把圖像看做平穩(wěn)過程，這樣就可以應(yīng)用統(tǒng)計(jì)理論來分析圖像的各類特性。本文分析了二維隨機(jī)場和圖像信號之間的關(guān)系，結(jié)合已有的圖像二維隨機(jī)場近似方法，提出基于高階統(tǒng)計(jì)量的圖像模糊度量。本文分別對一維、二維的高階統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和比較，通過分析，得出一維局部峰度是理想的圖像模糊度量方式。
　　 通過以上研究，表明圖像質(zhì)量的評