[發明專利]基于超復數色彩旋轉的彩色失真圖像評估方法

無效

• 申請號: 200810034028.1
• 申請日: 2008-02-28
• 公開（公告）號: CN101247466A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 江淑紅;張建秋;胡波
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H04N1/60
• 分類號: H04N1/60;H04N17/00;G06T7/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于圖像信號處理技術領域，具體涉及一種基于超復數色彩旋轉的彩色失真圖像評估法。

背景技術

圖像質量評估是圖像信息工程的基礎技術之一。在圖像通信工程中，將被攝物體的光學圖像傳送到接受端，再生出可接受圖像，其中要經過光電變換、傳輸、處理、記錄以及其它變換等過程，所有這些技術的優劣都會歸集到圖像質量的評價。目前圖像質量的評估可分為兩類：主觀評估和客觀評估^[1]。主觀評估方法對視覺質量的評價采用主觀打分的方法，進行主觀測試時必須遵循一個測試協議，此協議描述了測試和評價的整個過程^[2]。圖像的最終信宿是人，主觀測試對最終的圖像質量評估和測試是十分有用的，但是主觀方法受到包括環境條件，動機以及情緒等多種因素的影響，且耗時耗力、代價昂貴；另外，主觀評價無法進行實時監測；主觀方法僅僅只有得到平均分，當評測分數低時，無法確切定位問題出在哪里。所以，在研究和開發中，圖像質量評估往往采用客觀評估的定量方法。

目前常用的圖像質量的客觀評估方法都是基于圖像像素的亮度值的，大多數視覺信息處理中的失真度量方法都屬于差分度量法，例如用兩幅圖像像素亮度值之間的最小均方誤差(MSE)^[3]、峰值信噪比(PSNR)或者L_p范數^[4]來表示它們的差別，此外還有模仿人類視覺系統(HVS)的測度^[5，6]和繪圖的測度^[7，8]等。文獻[9]為灰度圖像質量指標提出了一種新方法，稱為通用圖像質量指標(UQI)。文中的指標模型為：任何失真由三個不同的因素組成：相關性損失，均值失真以及對比度失真。該指標通過一個8*8滑窗進行計算，得到圖像的質量圖。全局的質量指標是質量圖中所有UQI值的均值。當任一分母十分接近零時，UQI指標將產生結果不穩定的質量評估結果。為了避免這一問題，這個測度已經一般化到空間結構類似性測度(SSIM)^[10]，并證明了UQI指標是SSIM測度的一種特殊情況。類似UQI的全局性指標，全局圖像質量MSSIM是由計算SSIM在所有窗下的平均值得到，由此提出了一種評價灰度圖像質量的方法。MSSIM方法被認為是目前最為客觀的圖像質量指標之一。

對色彩失真圖像質量進行準確的評估一直是彩色圖像處理領域里一個極具挑戰性的課題。在彩色圖像的獲取、壓縮、存儲、傳輸和再現過程中，數字圖像往往會產生色彩失真，這些失真將導致圖像質量的嚴重下降。例如投影儀、數碼相機、顯示器等設備在再現原始圖像時常常就會出現色彩偏差失真。目前對于彩色失真圖像的質量評估都是提取彩色圖像的亮度信息，然后按灰度圖像評估方法進行處理；或者為了得到更好的效果，可以對彩色圖像的各分量分別進行處理，然后把得到的結果進行相加取平均值，然而這樣的處理方法也忽略了圖像的色彩關聯，評價的結果常常是片面而不準確的。所以我們需要一種對彩色圖像的多維矢量直接進行處理的方法。超復數圖像處理方法就是在多維空間上把彩色圖像作為一個矢量整體進行描述，提供了更準確的色彩信息。如今，超復數處理已經應用到彩色圖像的圖像配準^[11]、邊緣檢測^[12]和目標跟蹤^[13]等多個領域。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有效的基于超復數色彩旋轉的色彩失真圖像評估方法。

超復數把彩色圖像作為一個矢量整體進行描述，因而能更好地描述圖像的色彩關聯。設(m，n)為彩色圖像中像素的坐標，則彩色圖像RGB(R、G、B分別表示紅、綠、藍分量)模型可以表示為如下的無實部的純超復數：f(m，n)＝R(m，n)i+G(m，n)j+B(m，n)k。

其中，i、j、k為超復數的虛數單位。