主客觀一致的圖像感知質(zhì)量評價方法研究.pdf

1、面向圖像失真的感知質(zhì)量評價是圖像處理領域中一項基礎而富有挑戰(zhàn)性的工作。可靠的圖像質(zhì)量評價標準可用于監(jiān)控網(wǎng)絡視頻的服務狀況、分配壓縮算法中的比特率參數(shù)、校準圖像采集和處理系統(tǒng)等。圖像質(zhì)量評價最準確的方式是通過人眼判讀。然而主觀評價的方法由于預算昂貴操作復雜，無法在實際中廣泛開展;同時，傳統(tǒng)的信號誤差統(tǒng)計方法如PSNR和MSE等的評價結果并不能很好的符合人眼的主觀感受。因此為了進一步推動圖像處理技術的發(fā)展，需要研究基于人眼視覺感知的圖像感知

2、質(zhì)量評價方法。
　　本文針對圖像質(zhì)量評價領域中近年來興起的工程學客觀評價框架，結合傳統(tǒng)仿生學評價模型中使用的HVS感知特性，探討研究了工程學框架中的局部失真度量和失真特征匯集的方法設計，并提出了一種基于內(nèi)容信息提取的新的工程學評價算法;同時本文還探究了主客觀一致的SAR圖像壓縮視覺質(zhì)量的評價問題，主要工作包括:
　　(1)概括了生理學和心理物理學領域關于HVS的研究成果，總結了與生物視覺相對應的信號與信息處理技術，為設計高效

3、的圖像感知質(zhì)量評價算法提供了依據(jù)。
　　(2)基于HVS空間-頻率的交互敏感性，設計了依照局部圖像復雜度選擇不同多通道評價模型的局部失真度量方法。首先，采用圖像區(qū)域劃分算法將圖像劃分為復雜區(qū)域和簡單區(qū)域;然后對不同區(qū)域，分別使用空域和小波域SSIM算法度量局部失真;最后綜合得到全圖的質(zhì)量評價結果。實驗結果表明，綜合使用HVS空域和頻域感知特性的局部失真度量算法在評價準確性方面優(yōu)于只單純使用空間域或頻率域HVS特性的改進SSIM算法

4、。
　　(3)針對工程學評價框架中的失真信息匯集問題，分別研究了局部質(zhì)量特征在空域和頻域的匯集模型。空域方面，首先提出一種考慮視覺側(cè)抑制現(xiàn)象的結構熵權值算法;然后以結構熵為基礎設計了模擬視覺信息非均勻采樣特性的變尺度空間匯集模型。頻域方面，本文通過引入機器學習思想，實現(xiàn)了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的頻譜多通道失真匯集模型。實驗結果表明，在相同局部失真評價算法下，本文提出的匯集方法性能優(yōu)于傳統(tǒng)基于視覺注意機制和CSF加權的匯集方法。
　

5、　(4)根據(jù)圖像的失真會造成圖像內(nèi)容的改變和丟失，提出了基于內(nèi)容信息提取的普通圖像質(zhì)量評價方法。首先使用SIFT算子提取局部圖像內(nèi)容關鍵點，然后通過比較關鍵點的匹配與相似性評估圖像整體和細節(jié)的內(nèi)容失真，最后自適應加權圖像內(nèi)容失真度量和結構失真度量得到最終的評價結果。實驗結果顯示，提出的基于圖像內(nèi)容信息提取的評價方法在多個數(shù)據(jù)庫上的評價準確性優(yōu)于當前的最優(yōu)工程學方法VIF。
　　(5)針對將含噪圖像有損壓縮思想應用于SAR圖像壓縮的

6、合理性問題，開展了主客觀一致的SAR圖像壓縮視覺質(zhì)量評價研究。首先通過設計組織主觀評價實驗獲取了經(jīng)4種壓縮算法壓縮后的300幅測試圖像的主觀質(zhì)量;然后綜合考慮SAR圖像目視特性和HVS敏感性，提出了一種基于圖像內(nèi)容分解和支撐矢量回歸的SAR圖像壓縮專用客觀評價方法。實驗結果表明，由于相干斑的存在，特定條件下有損壓縮會導致SAR圖像視覺質(zhì)量出現(xiàn)一定的提高;同時提出的專用客觀評價方法不僅在評價準確性上優(yōu)于常見的保真度評價指標，而且能準確地預