圖像及視頻質量的若干研究.pdf

1、圖像和視頻的質量評價一直是圖像處理技術中的難點。隨著數(shù)字技術的提高以及多媒體技術日趨廣泛的應用,對圖像和視頻質量評價技術的要求也越來越高。本文從灰度圖像的質量評價入手,對灰度圖像質量評價、彩色圖像質量評價以及視頻的質量評價做了一些研究。首先本文簡要的介紹了圖像質量評價技術的分類。圖像質量評價方法可以分為兩類：主觀圖像質量評價方法和客觀圖像質量評價方法。雖然主觀評價方法是最可以信賴的質量評價方法,但是由于其本身的種種弊端,導致了客觀質量評

2、價方法的出現(xiàn)和發(fā)展?？陀^質量評價方法的發(fā)展大致可以分為三個階段：傳統(tǒng)的客觀質量評價方法、改進的客觀質量評價方法以及基于感知的圖像質量評價方法。本文介紹了隸屬于三個階段的幾類評價方法中的代表性方法以及衡量客觀評價方法優(yōu)劣的標準:Pearson相關系數(shù)和Spearman等級相關系數(shù)。 然后,本文對一些代表性的客觀圖像質量評價方法進行了比較。結果發(fā)現(xiàn)每種方法都有一定的適用范圍。為了綜合這些評價方法各自的優(yōu)勢,本文采用多元線性回歸分析的

3、方法,對這些方法進行擬合,得到了一種基于多元線性回歸的圖像質量評價方法。通過與其他方法的比較,發(fā)現(xiàn)此方法與主觀評價方法之間具有更好的一致性,之所以如此是因為方法中選用的圖像信息符合人眼視覺系統(tǒng)的特點。 通過對基于多元線性回歸的圖像質量評價方法的分析,發(fā)現(xiàn)了一種符合人眼圖像質量評價過程的圖像質量評價模型。根據(jù)人眼視覺系統(tǒng)的特點,本文構造了人眼進行圖像質量評價過程中用到的三種重要圖像信息的數(shù)學模型。模擬了人眼視覺系統(tǒng)對三種圖像信息模

4、型的響應函數(shù),最終通過多元線性回歸的分析方法將三種響應函數(shù)擬合起來,成為基于感知的圖像質量評價方法。我們將這種感知質量評價方法與其他的圖像質量評價方法進行了比較和分析。 上述質量評價方法都只是適應于圖像處理前后圖像的大小不發(fā)生變化的情況。但是在圖像處理的過程中,特別是圖像縮放技術中,圖像的大小會發(fā)生變化。針對這類的圖像處理技術并沒有專門的評價方法,因此我們提出了一種基于Hausdorff距離的圖像質量評價方法。實驗表明這種評價方

5、法能夠直接應用于大小發(fā)生變化的圖像,并且能夠很好的測試出處理之后圖像的質量。 隨著數(shù)字圖像技術的發(fā)展,彩色圖像日益廣泛的被應用到各種領域中。不同的色彩空間模型來構造彩色數(shù)字圖像。對于圖像質量評價方法來說,不同的圖像質量評價方法在不同的色彩空間中對于圖像處理中圖像質量損失的靈敏度是不同的,即使是同一種圖像質量評價方法在不同的色彩空間中對圖像損失的靈敏度也有所不同?？紤]到計算量的問題,本文總共選取了七種簡單的圖像質量評價方法,將它們

6、在十種色彩空間模型中的表現(xiàn)進行比較。發(fā)現(xiàn)了適合不同失真的色彩空間模型和質量評價方法。 數(shù)字壓縮技術的提高使得視頻的應用越來越廣泛,而主觀視頻質量評價方法要求有比較嚴格的實驗環(huán)境和測試條件,并且要選擇適當?shù)闹饔^視頻質量評價方法。這就促進了客觀方法的發(fā)展。常用的視頻質量評價方法可以分為三類：全參考的視頻質量評價方法,限制參考的視頻質量評價方法和無參考的視頻質量評價方法。本文基于邊緣度量,構造了空域和時域失真模型,在此基礎上建立了人眼