基于人類視覺感知的3D圖像質(zhì)量評估算法的研究.pdf

1、近些年來,隨著多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展,數(shù)字圖像因其直觀、真切、豐富的特點受到了人們的廣泛青睞,特別是3D圖像帶給人們的立體感及臨場感的視覺體驗,使得數(shù)字圖像成為了數(shù)字多媒體技術(shù)研究的主流導(dǎo)向。數(shù)字圖像在圖像的處理過程中,例如圖像的成像系統(tǒng)、圖像的存儲設(shè)備、傳輸?shù)慕橘|(zhì)以及圖像在終端的處理機(jī)制等因素,都不可避免地造成圖像的失真,而圖像的失真度可以直接地反映出多媒體傳輸系統(tǒng)的性能及其服務(wù)質(zhì)量。所以,圖像質(zhì)量評估算法作為圖像質(zhì)量優(yōu)劣的客觀評估準(zhǔn)則

2、,是評判多媒體傳輸系統(tǒng)性能的一個重要指標(biāo)。因為人類是圖像的最終接受對象,所以人類視覺系統(tǒng)(Human Visual System,HVS)對于客觀的圖像質(zhì)量評估算法的建立起著舉足輕重的作用。因此,基于人類視覺的感知特性和3D圖像的基本特性,本文研究出符合人類視覺感知的3D圖像質(zhì)量評估算法模型。
　　本文詳細(xì)地闡述了人類視覺系統(tǒng)的基本性能以及人類視覺感知生理學(xué)、心理學(xué)方面對3D圖像的立體感和深度感知的影響;然后,介紹了傳統(tǒng)及現(xiàn)有的3

3、D圖像的主客觀圖像質(zhì)量評估方法,并分析了其優(yōu)缺點;并根據(jù)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和研究,本文以人類視覺系統(tǒng)對3D圖像的感知特性為基礎(chǔ),提出了三種3D圖像質(zhì)量評估算法模型,簡要概述如下:
　　1)基于結(jié)構(gòu)性信息的3D圖像質(zhì)量評估算法。該算法基于人類視覺感知生理學(xué)和心理學(xué)的特性,以圖像的基本結(jié)構(gòu)和幾何特性為基點,利用原始圖像的基本信息,計算出失真圖像在空間域的幾何紋理結(jié)構(gòu)失真度和圖像編碼塊的塊邊緣失真度,綜合得出單幀圖像的客觀失真評估結(jié)果。進(jìn)而利用

4、深度圖的特性,提出全參考的3D圖像質(zhì)量評估算法。實驗結(jié)果得知,該算法的評估結(jié)果與主觀評估結(jié)果有高度的一致性。
　　2)基于DCT編碼的3D圖像質(zhì)量評估算法。該算法從圖像編碼和人類視覺感知特性的角度出發(fā),通過計算DCT(Discrete Cosine Transformation)編碼后的圖像細(xì)節(jié)信息的丟失,并利用3D圖像匹配算法,充分結(jié)合3D圖像的視差信息,提出了一種基于DCT編碼的3D圖像質(zhì)量評估算法。經(jīng)實驗表明,該算法可以較好

5、的反映出人眼對3D圖像質(zhì)量的主觀感受。
　　3)基于深度信息的3D圖像質(zhì)量評估算法。該算法從“單視+深度”的3D圖像模型出發(fā),基于人眼對深度圖的視覺敏感度的差異性,結(jié)合圖像在空間域的幾何紋理特性,提出基于深度信息的3D圖像質(zhì)量評估算法。由實驗結(jié)果表明,該算法不僅與主觀評估方法有很好的一致性,而且有效的預(yù)測了3D圖像的深度信息對人類視覺系統(tǒng)的影響。
　　上述的研究成果所涉及到的基礎(chǔ)科學(xué)問題,是從實際的多媒體開發(fā)和應(yīng)用的角度進(jìn)行