圖像及視頻質(zhì)量的若干研究.pdf

1、圖像和視頻的質(zhì)量評(píng)價(jià)一直是圖像處理技術(shù)中的難點(diǎn)。隨著數(shù)字技術(shù)的提高以及多媒體技術(shù)日趨廣泛的應(yīng)用,對(duì)圖像和視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)的要求也越來(lái)越高。本文從灰度圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)入手,對(duì)灰度圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)、彩色圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)以及視頻的質(zhì)量評(píng)價(jià)做了一些研究。首先本文簡(jiǎn)要的介紹了圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)的分類(lèi)。圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法可以分為兩類(lèi)：主觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法和客觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。雖然主觀評(píng)價(jià)方法是最可以信賴的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法,但是由于其本身的種種弊端,導(dǎo)致了客觀質(zhì)量評(píng)

2、價(jià)方法的出現(xiàn)和發(fā)展。客觀質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的發(fā)展大致可以分為三個(gè)階段：傳統(tǒng)的客觀質(zhì)量評(píng)價(jià)方法、改進(jìn)的客觀質(zhì)量評(píng)價(jià)方法以及基于感知的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。本文介紹了隸屬于三個(gè)階段的幾類(lèi)評(píng)價(jià)方法中的代表性方法以及衡量客觀評(píng)價(jià)方法優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn):Pearson相關(guān)系數(shù)和Spearman等級(jí)相關(guān)系數(shù)。 然后,本文對(duì)一些代表性的客觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了比較。結(jié)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(píng)價(jià)方法各自的優(yōu)勢(shì),本文采用多元線性回歸分析的

3、方法,對(duì)這些方法進(jìn)行擬合,得到了一種基于多元線性回歸的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。通過(guò)與其他方法的比較,發(fā)現(xiàn)此方法與主觀評(píng)價(jià)方法之間具有更好的一致性,之所以如此是因?yàn)榉椒ㄖ羞x用的圖像信息符合人眼視覺(jué)系統(tǒng)的特點(diǎn)。 通過(guò)對(duì)基于多元線性回歸的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的分析,發(fā)現(xiàn)了一種符合人眼圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)過(guò)程的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)模型。根據(jù)人眼視覺(jué)系統(tǒng)的特點(diǎn),本文構(gòu)造了人眼進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)過(guò)程中用到的三種重要圖像信息的數(shù)學(xué)模型。模擬了人眼視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)三種圖像信息模

4、型的響應(yīng)函數(shù),最終通過(guò)多元線性回歸的分析方法將三種響應(yīng)函數(shù)擬合起來(lái),成為基于感知的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。我們將這種感知質(zhì)量評(píng)價(jià)方法與其他的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了比較和分析。 上述質(zhì)量評(píng)價(jià)方法都只是適應(yīng)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(guò)程中,特別是圖像縮放技術(shù)中,圖像的大小會(huì)發(fā)生變化。針對(duì)這類(lèi)的圖像處理技術(shù)并沒(méi)有專門(mén)的評(píng)價(jià)方法,因此我們提出了一種基于Hausdorff距離的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。實(shí)驗(yàn)表明這種評(píng)價(jià)方

5、法能夠直接應(yīng)用于大小發(fā)生變化的圖像,并且能夠很好的測(cè)試出處理之后圖像的質(zhì)量。 隨著數(shù)字圖像技術(shù)的發(fā)展,彩色圖像日益廣泛的被應(yīng)用到各種領(lǐng)域中。不同的色彩空間模型來(lái)構(gòu)造彩色數(shù)字圖像。對(duì)于圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法來(lái)說(shuō),不同的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法在不同的色彩空間中對(duì)于圖像處理中圖像質(zhì)量損失的靈敏度是不同的,即使是同一種圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法在不同的色彩空間中對(duì)圖像損失的靈敏度也有所不同?？紤]到計(jì)算量的問(wèn)題,本文總共選取了七種簡(jiǎn)單的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法,將它們

6、在十種色彩空間模型中的表現(xiàn)進(jìn)行比較。發(fā)現(xiàn)了適合不同失真的色彩空間模型和質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。 數(shù)字壓縮技術(shù)的提高使得視頻的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,而主觀視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法要求有比較嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和測(cè)試條件,并且要選擇適當(dāng)?shù)闹饔^視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。這就促進(jìn)了客觀方法的發(fā)展。常用的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法可以分為三類(lèi)：全參考的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法,限制參考的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法和無(wú)參考的視頻質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。本文基于邊緣度量,構(gòu)造了空域和時(shí)域失真模型,在此基礎(chǔ)上建立了人眼