[發明專利]一種基于支持向量機的圖像質量評價方法

無效

• 申請號: 200910082608.2
• 申請日: 2009-04-21
• 公開（公告）號: CN101540048A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 丁文銳;王磊;李紅光
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種基于支持向量機的圖像質量評價方法。

背景技術

對圖像質量的正確評價是圖像信息工程領域內一項很有意義的研究課題。圖像質量評價方法一般分為主觀和客觀兩類。圖像最終是為人所觀看的，故其質量最準確的評價方法是主觀評價，但是主觀評價方法在實際應用中存在諸多問題，因此人們不懈地致力于設計客觀的評價方法以近似反映主觀感受要求。

現在國際上進行了基于解譯度的遙感圖像分級預估評價，部分國家已制定了基于解譯度的像質預估與評價方法和體系，我國許多軍事單位也紛紛提出建立基于解譯度的遙感圖像分級標準的需求。遙感圖像的解譯是通過遙感圖像所提供的各種識別目標的特征信息進行分析、推理與判斷，最終達到識別目標或場景理解的目的。遙感圖像根據取得的地質效果，解譯程度劃分為四類：

①解譯良好：地質體細節和地質構造輪廓全部可以從圖像中獲取到，能夠編制出比較完備的解譯地質圖件；

②解譯中等：主要地質構造和地質體主要狀況可以從圖像上獲得，只能編制出粗略的解譯地質圖件；

③解譯困難：只能看出部分地質構造和少量地質要素細節，僅可編制概略的解譯地質略圖；

④解譯特別困難：只能看出少量的地質要素，不能形成完整的地質構造概念，無法編制同比例尺解譯地質略圖。

美國國防航空偵察署于1974年就發布了基于應用的國家圖像解譯度標準(NationalImagery?Interpretability?Rating?Scale，簡稱為NIIRS)作為一種定量的主觀圖像質量標準，將用戶的任務需求同遙感圖像質量聯系了起來；1978年這一標準被北約(North?AtlanticTreaty?Organization，簡稱為NATO)采用，稱為圖像解譯度標準(Imagery?InterpretabilityRating?Scale，簡稱為IIRS)。1995年發布了民用NIIRS，其表達了圖像的情報價值，體現了情報界對偵察圖像的文字要求，構成了用戶和研制部門之間交流的標準語言。我國軍方也建立了中國圖像解譯度標準(Chinese?Imagery?Interpretability?Rating?Scale，簡稱為CIIRS)，類似于美國的NIIRS，是種基于圖像解譯度的像質預估與評估方法和體系，能夠科學地指導光學遙感器的優化設計。

目前的這些方法，雖然參考的開發樣本圖像集合的特征指標不同，但是均采用線性回歸方法開發出圖像質量方程；盡管這些方法比較準確的建立了圖像質量預估系統，但是具有需要樣本圖像多、處理數據多、運算速度慢、準確度有待提高等缺點。

目前有種改進的方法是尋找一種需要樣本更少、處理速度更快、處理結果更準的機器學習方法，例如：模糊系統Fuzzy?System和灰色系統Grey?System雖然在分類中經常使用，但是準確度不高；人工神經網絡(Artificial?Neural?Network，簡稱為ANN)雖然在非線性和分類問題上具有不錯優勢，但是泛化能力差，有局部最小點，其中泛化能力是指經過訓練的網絡對于不是樣本集的輸入也能給出合適的輸出的性質；隱馬爾科夫法Hidden?MarkovModel建立和訓練時間要求比較長。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足：處理慢、可靠性差、泛化能力差、主觀評價和客觀測度不一致的缺點，提出一種基于支持向量機(SVM，全稱為Support?Vector?Machine)的圖像質量評價方法。

為達到能夠準確地對圖像質量作出評價的目的，本發明所述方法具有如下步驟：

步驟一，建立樣本集；

對圖像樣本進行去噪處理后，選擇其某些特征值，提取后進行一定的預處理。再結合對該圖像樣本的主觀質量評價級別，構成樣本集。然后將此樣本集分為訓練集和測試集兩部分。

其中，圖像樣本為經過專家主觀質量評價之后的圖片，且各質量評價級別的樣本數目差別不大；預處理即為數據的歸一化處理。

其中，某些特征值是指對比度Contrast，熵Entropy，紋理Texture和模糊度Blur。

1)對比度Contrast

對比度指的是一幅圖像的亮度分量中，明暗區域最亮值和最暗值之間不同亮度層級的測量，差異范圍越大代表對比越大，差異范圍越小代表對比越小。

同時對比度指圖像目標與背景間亮度值即灰度的差比，是圖像反差的測度之一。設B₁、B₂分別為目標與背景的亮度值，則同時對比度C定義為：