圖像質量客觀評價技術研究.pdf

1、視覺信息是人類獲取信息的最主要途徑，人類的發(fā)展與社會技術的進步推動我們在可視信息的采集、顯示、存儲、傳輸等方面取得了長足的進步。數字圖像、視頻的日益成為成為人們日常生活中離不開的媒體信息。在數字圖像的獲取、處理、編碼、存儲、傳輸和重建的每一個步驟中，圖像都會產生失真。失真圖像由于損失了部分甚至全部信息，以至于達不到應用的要求。如何衡量系統(tǒng)獲取、重建、接收的圖像質量的優(yōu)劣，以及如何設計簡單、高效的圖像質量評價算法成為亟待解決的問題。

2、>　　 圖像質量的客觀評價算法根據是否需要參考圖像的信息分為三類：全參考、半參考和無參考評價方法。本文根據此分類分別從三個方面對客觀評價算法進行了研究。首先，根據人眼視覺的特性，提出在全參考評價算法實現過程中，圖像的不同區(qū)域應加以區(qū)別對待，特別是結構區(qū)域與平坦區(qū)域、復雜區(qū)域的區(qū)別。其次，根據結構在視覺感知中的重要性，提出基于結構信息統(tǒng)計的半參考評價算法。最后，結合常見的失真現象——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量評價算法。一幅圖像被觀察時，其不同區(qū)域受到的關注度是不一樣的。在一般的圖像處理中，根據圖像的紋理特性分為紋理區(qū)域和平坦區(qū)域，分別對這兩部分進行處理。然而圖像的掩蔽效應顯示，圖像的紋理區(qū)域中的結構區(qū)域應該受到更多的關注，因為它表征了圖像主要結構特征。據此，將圖像的紋理區(qū)域通過顯著度圖提取而區(qū)分為結構區(qū)域和復雜區(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、結構區(qū)域、復雜區(qū)域，在圖像質量評價中分別對這三部分區(qū)域賦予不同的權重，能夠更符合人眼對圖像失真的主觀感受，客觀評價值與MOS值的相關度更高。
　　 2)針對傳輸等無法完全獲取參考圖像的應用場合，根據人眼視覺對圖像結構的天然提取特性和對這一特性的高度適應性，提出了基于結構測度的半參考評價算法。在某些圖像處理的應用中，只能取得參考圖像的部分信息，如傳輸等，這也就限定我們只能利用參考圖像的少量特性信息

5、來評價圖像質量，如何提取能充分度量圖像失真的特征信息成為關鍵。人眼對圖像結構具有很好的提取性能以及高度的適應性，一般而言，自然圖像中由于各個結構所表示的內容不同，在傳輸、壓縮等過程中，圖像的結構信息發(fā)生了降質從而導致整幅圖像的失真。本文從圖像的結構表示入手，根據圖像結構信息在圖像失真中的變化特點，提出了基于結構測度的半參考圖像質量評價算法，適用于難以獲取參考圖像，或者獲取參考圖像代價過大的應用場合。
　　 3)針對不存在參考信

6、息的應用場合，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)計上把圖像看做平穩(wěn)過程，這樣就可以應用統(tǒng)計理論來分析圖像的各類特性。本文分析了二維隨機場和圖像信號之間的關系，結合已有的圖像二維隨機場近似方法，提出基于高階統(tǒng)計量的圖像模糊度量。本文分別對一維、二維的高階統(tǒng)計量進行了實驗驗證和比較，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，表明圖像質量的評