[發(fā)明專利]基于DCT域的彩色圖像可覺察失真度計(jì)算方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910063359.2
• 申請(qǐng)日: 2009-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN101621708A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡瑞敏;陳皓;胡金暉;毛丹;王師崢;汪歡;張巋;鐘睿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N17/00
• 分類號(hào): H04N17/00
• 代理公司: 武漢華旭知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所
• 代理人: 周宗貴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視頻圖像通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于DCT域的彩色圖像可覺察失真度計(jì)算方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的壓縮編碼方法主要基于均方誤差(MSE)為準(zhǔn)則，該方法物理意義明確、計(jì)算簡(jiǎn)單，成為了壓縮編碼方法中最為廣泛的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，但是MSE僅僅考慮了信號(hào)的數(shù)據(jù)失真，并不能很好的反映圖像局部和人眼的視覺特征，所得結(jié)果常與人眼主觀視覺效果不一致。由于人眼是圖像、視頻信號(hào)的最終接收者，因此希望在壓縮編碼時(shí)將人眼主觀視覺效果考慮進(jìn)來。

在一定的生理和心理機(jī)制作用下人眼具有視覺閾值效應(yīng)和掩蔽效應(yīng)，使得人眼并不能察覺到圖像中的所有失真，因此在當(dāng)前的壓縮圖像、視頻碼流中存在大量的主觀冗余。去除這些主觀冗余不僅能使人眼敏感的內(nèi)容得到更好的保護(hù)，而且還能達(dá)到更高的壓縮效率。人眼對(duì)圖像中不同區(qū)域失真的敏感性可以用可察覺失真(JND)閾值來度量。所謂可察覺失真閾值，即當(dāng)壓縮圖像的失真低于某一閾值時(shí)，對(duì)于解碼重建圖像人眼察覺不到失真，則該閾值被稱為可察覺失真。

現(xiàn)有的可察覺失真(JND)模型可以大致分為兩類：第一類為像素域JND模型，其基本原理大多是通過表征亮度自適應(yīng)效應(yīng)和紋理掩蔽效應(yīng)來建模。例如文獻(xiàn)1(參見：X.K.Yang，W.S.Lin，Z.K.Lu，E.P.Ong，S.S.Yao.Rate?control?for?videophone?using?localperceptual?cues[J].IEEE?Transaction?on?Circuits?and?Systems?for?Video?Technology，2005，15(4)：496-507.)中提出了基于空域的彩色圖像JND模型，但是由于其無法很好的將對(duì)比敏感度函數(shù)(Contrast?Sensitive?Function，CSF)整合進(jìn)來，因此這類模型沒有辦法得到精確的JND值，常作為計(jì)算JND閾值的快速方法來使用。

第二類JND模型為子帶JND模型，這類模型是在變換域中進(jìn)行計(jì)算，例如DCT域、小波域、CONTOURLET域等。由于大多數(shù)圖像/視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)都是基于DCT域(如JPEG、H.261/3/4、MPEG-1/2/4)，因此基于DCT域的JND模型得到了很多研究者的關(guān)注。例如文獻(xiàn)2(參見：楊紅梅，梁永全，劉連山，紀(jì)淑娟.基于HVS的彩色圖像水印視覺不可感知性評(píng)價(jià)方法[J].通信學(xué)報(bào)，2008，29(2)：95-100.)中結(jié)合了RGB色彩空間對(duì)視覺的掩蔽特性，給出了一種彩色圖像JND值的計(jì)算方法，但是該方法沒有針對(duì)彩色圖像完整考慮CSF函數(shù)、頻率系數(shù)特性、亮度自適應(yīng)和對(duì)比掩蔽等各類特征的影響，因此計(jì)算精度有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在的不足，提供一種基于DCT域的彩色圖像可覺察失真度計(jì)算方法，提高可覺察失真度JND閾值的準(zhǔn)確性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

基于DCT域的彩色圖像可覺察失真度計(jì)算方法，包括以下步驟：

①將選定的彩色圖像由RGB色彩空間轉(zhuǎn)換到Lab色彩空間；

②對(duì)Lab色彩空間下的L、a、b三個(gè)分量分別進(jìn)行8×8的DCT變換，將其由空域變換到DCT域；

③在DCT域，根據(jù)亮度基本閾值和調(diào)制因子的乘積計(jì)算獲得亮度分量L的可覺察失真度JND值；

④在DCT域，根據(jù)色度基本閾值和調(diào)制因子的乘積計(jì)算獲得色度分量a、b的可覺察失真度JND值；

步驟③中所述亮度分量L的可覺察失真度JND值采用如下公式計(jì)算獲得：

JND_lum(n，i，j)＝T_{lum_basic}(n，i，j)·F_{lum_M}(n，i，j)

其中，T_{lum_basic}(n，i，j)為亮度基本閾值，F(xiàn)_{lum_M}(n，i，j)為調(diào)制因子，n為DCT塊的索引，W為圖像的寬度，H為圖像的高度，i、j為DCT塊中系數(shù)的索引，1≤i≤8，1≤j≤8；

所述亮度基本閾值采用如下公式計(jì)算獲得：

T_{lum_basic}(n，i，j)＝s·T(n，i，j)