圖像客觀質(zhì)量評(píng)價(jià)算法及其應(yīng)用研究.pdf_第1頁(yè)
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1、數(shù)字圖像在獲取、傳輸、壓縮等過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)各種失真和質(zhì)量退化現(xiàn)象??陀^圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法能夠有效評(píng)價(jià)圖像中的失真,并與人眼視覺(jué)保持一致,具有重要的研究意義。本文在系統(tǒng)分析圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)理論和經(jīng)典算法的基礎(chǔ)上,研究設(shè)計(jì)準(zhǔn)確高效的客觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)算法,并應(yīng)用于圖像失真區(qū)域的定位和取證。
  本研究主要內(nèi)容包括:⑴針對(duì)現(xiàn)有算法多考慮灰度圖像,忽略顏色信息對(duì)質(zhì)量評(píng)價(jià)影響的問(wèn)題,提出了一種基于四元數(shù)矩的彩色圖像評(píng)價(jià)算法。該算法將參考圖像和失真圖

2、像用四元數(shù)進(jìn)行表示,通過(guò)構(gòu)造基于四元數(shù)矩的特征圖抓取圖像失真。同時(shí),考慮到矩對(duì)于微弱失真的不敏感性,把圖像的梯度和亮度作為輔助因素進(jìn)一步完善算法,將幾個(gè)因素加權(quán)整合后,得到圖像的最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)。該算法與10種全參考評(píng)價(jià)算法在5個(gè)主流圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行了仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,本算法與主觀分?jǐn)?shù)一致性好,且對(duì)灰度圖像和彩色圖像同樣適用。⑵提出了一種能夠快速準(zhǔn)確評(píng)價(jià)圖像模糊失真的無(wú)參考算法。該算法采用解析稀疏表示對(duì)圖像進(jìn)行分解,計(jì)算圖像模糊帶來(lái)的

3、高頻能量衰減,并通過(guò)歸一化消除圖像內(nèi)容的影響,同時(shí)利用視覺(jué)顯著性進(jìn)行加權(quán)處理,使模糊分?jǐn)?shù)更加切合人眼視覺(jué)系統(tǒng)的特點(diǎn)。該算法與6種典型算法在4個(gè)主流圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明本算法綜合性能優(yōu)良,且具有很高的計(jì)算效率。⑶針對(duì)存在塊效應(yīng)失真的JPEG壓縮圖像,提出了一種基于Tchebichef矩的圖像塊效應(yīng)無(wú)參考評(píng)價(jià)算法。該算法利用Tchebichef矩提取圖像特征,以水平和垂直兩個(gè)方向上的邊緣為中心,將圖像分割為互不重疊的分塊

4、,對(duì)每個(gè)分塊進(jìn)行Tchebichef矩變換,提取矩變換矩陣中能反映圖像塊效應(yīng)嚴(yán)重程度的高頻系數(shù)得出分塊質(zhì)量分?jǐn)?shù),計(jì)算每個(gè)方向上各分塊質(zhì)量分?jǐn)?shù)的加權(quán)平均值與整體系數(shù)值的比率,得到整體塊效應(yīng)圖像的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。在 LIVE、MICT圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),并與4種該領(lǐng)域主流算法綜合比較表明,該算法性能優(yōu)良。⑷基于對(duì)失真圖像質(zhì)量特征的分析,提出了通過(guò)偵測(cè)圖像不同區(qū)域的質(zhì)量特性進(jìn)行圖像定位取證的方法。在研究中,將圖像塊效應(yīng)評(píng)價(jià)算法應(yīng)用于圖像馬賽克

5、區(qū)域的定位取證,提出了一種基于圖像視覺(jué)質(zhì)量差異的馬賽克效應(yīng)檢測(cè)算法。該算法基于馬賽克區(qū)域和正常區(qū)域在視覺(jué)質(zhì)量上存在明顯差異的特點(diǎn),對(duì)馬賽克圖像進(jìn)行特征提取,分塊計(jì)算得出圖像塊效應(yīng)分?jǐn)?shù)來(lái)描述圖像的個(gè)體特性,利用塊效應(yīng)分?jǐn)?shù)特征進(jìn)行圖像取證實(shí)驗(yàn),生成視覺(jué)質(zhì)量圖,從中檢測(cè)出低質(zhì)量集聚區(qū)域并進(jìn)行標(biāo)記,實(shí)現(xiàn)對(duì)馬賽克區(qū)域的定位。仿真實(shí)驗(yàn)中,從UCID、NCID圖像庫(kù)中各選取100幅圖像,制作8×8和16×16大小的馬賽克圖像庫(kù),驗(yàn)證得出;算法能夠準(zhǔn)確

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