監(jiān)控視頻圖像質(zhì)量評(píng)估——圖像質(zhì)量評(píng)估算法研究及其在監(jiān)控視頻中的應(yīng)用.pdf

1、隨著監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的快速發(fā)展以及應(yīng)用成本的快速降低,同時(shí)為了滿(mǎn)足更多安全的需求,越來(lái)越多監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用在人們生活的各個(gè)方面。隨著監(jiān)控系統(tǒng)的推廣,一些潛在的問(wèn)題也顯現(xiàn)出來(lái),其中以監(jiān)控視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)尤為明顯。在監(jiān)控系統(tǒng)中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)失焦模糊、塊效應(yīng)等明顯嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量的問(wèn)題,如果不能及時(shí)處理就會(huì)影響監(jiān)控的效果。而當(dāng)今監(jiān)控系統(tǒng)都非常龐大,動(dòng)輒成百上千路的監(jiān)控視頻。在這種情況下,雇傭大量人主觀的對(duì)每一路監(jiān)控視頻的圖像質(zhì)量做不間斷的評(píng)估是一種不現(xiàn)實(shí)的

2、方法。因此,如何能夠即時(shí)的客觀的評(píng)價(jià)監(jiān)控視頻圖像的質(zhì)量,使每一個(gè)子網(wǎng)的視頻質(zhì)量達(dá)到監(jiān)控目的的需求,成為了監(jiān)控視頻研究領(lǐng)域的一個(gè)新的方向。
　　圖像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)方式分為無(wú)參、半?yún)⒁约坝袇⑷N。本文基于應(yīng)用的實(shí)際情況,采用無(wú)參的算法對(duì)圖像的塊效應(yīng)和模糊效應(yīng)進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。為了評(píng)價(jià)塊效應(yīng)圖像的質(zhì)量,本文提出兩種簡(jiǎn)單易行的無(wú)參考?jí)K效應(yīng)圖像的質(zhì)量評(píng)估算法。第一種算法是利用自然圖像含有大量冗余信息的特點(diǎn),在失真圖像中尋找這些冗余信息來(lái)重建參考

3、圖像的結(jié)構(gòu)信息,通過(guò)失真圖像的結(jié)構(gòu)信息與重構(gòu)的結(jié)構(gòu)信息相比較得到失真圖像的質(zhì)量。另一種則是在已有的頻率量化噪聲模型的基礎(chǔ)上應(yīng)用已有的量化樣本對(duì)頻率量化噪聲模型進(jìn)行優(yōu)化,在此基礎(chǔ)上應(yīng)用頻率量化噪聲的統(tǒng)計(jì)量與空間域噪聲的統(tǒng)計(jì)量之間的線(xiàn)性關(guān)系得到一個(gè)重構(gòu)的參考圖像結(jié)構(gòu)信息。然后依據(jù)失真圖像的結(jié)構(gòu)信息與重構(gòu)得到的參考圖像結(jié)構(gòu)信息的關(guān)系得到失真圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)。本文同時(shí)提出了一種對(duì)模糊圖像的質(zhì)量評(píng)估算法。該算法在使用自然圖像幅度譜的斜率描述自然圖像

4、的模糊度的同時(shí),通過(guò)加入了人眼對(duì)對(duì)比度的感知模型,這樣既克服了自然圖像幅度譜斜率對(duì)圖像對(duì)比度感知不敏感的缺點(diǎn),又提高了自然圖像幅度譜斜率對(duì)圖像模糊度評(píng)價(jià)的精度。
　　本文同時(shí)介紹了一種經(jīng)我們實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)的無(wú)參考視頻評(píng)價(jià)系統(tǒng)的主要信息,該系統(tǒng)可以比較準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)監(jiān)控視頻的塊效應(yīng)以及模糊度,以達(dá)到診斷監(jiān)控系統(tǒng)好壞的目的,從而極大地降低了視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理人員的工作強(qiáng)度,節(jié)省了維護(hù)成本,并且有效地保證了監(jiān)控視頻的質(zhì)量。為了評(píng)價(jià)算法的好壞,本文

5、應(yīng)用視頻質(zhì)量專(zhuān)家組(Video Quality Experts Group,VQEG)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)本文的算法性能,在評(píng)價(jià)過(guò)程中我們使用了世界知名的主觀圖像庫(kù)作為我們實(shí)驗(yàn)的素材。算法性能評(píng)價(jià)結(jié)果顯示我們的算法得到的圖像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)結(jié)果與圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果有高度的一致性,是一種魯棒的算法。在與其他客觀算法性能相比較時(shí),本文的算法在性能上也表現(xiàn)出一定的優(yōu)異性。同時(shí)在對(duì)實(shí)際監(jiān)控視頻的評(píng)價(jià)中,本文的算法所得出的客觀評(píng)價(jià)也顯示出與主觀評(píng)價(jià)結(jié)