[發(fā)明專利]基于圖像信息人眼可感知度的圖像質(zhì)量表征方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110454462.7
• 申請日: 2011-12-29
• 公開（公告）號: CN103186898A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱楓;郝穎明;吳清瀟;嵇冠群;吳錦
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;許宗富

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及當(dāng)圖像是用于人眼探測識別時的一種基于人眼視覺的圖像質(zhì)量表征方法。

背景技術(shù)

圖像作為視覺信息的載體，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種不同的領(lǐng)域，然而由于成像與圖像顯示過程中各種因素的影響，并不是所有圖像都能很好地滿足任務(wù)需求，因此，評價一幅圖像的好壞就顯得極為重要。不同的任務(wù)對圖像質(zhì)量的要求是不同的，視頻傳輸要求圖像能夠盡可能多地保持原始圖像的特征，目標(biāo)識別要求圖像中待識別的目標(biāo)盡可能突出……。因此，圖像質(zhì)量的表征一定是針對特定意義的。探索不同目的下如何表征圖像質(zhì)量已成為圖像處理領(lǐng)域的一個熱點問題。

圖像質(zhì)量表征方法可分為主觀圖像質(zhì)量表征方法和客觀圖像質(zhì)量表征方法兩類。主觀圖像質(zhì)量表征方法主要是讓觀察者依據(jù)事先制定好的標(biāo)準(zhǔn)憑經(jīng)驗對圖像質(zhì)量進(jìn)行評判，給出圖像質(zhì)量分值。客觀圖像質(zhì)量表征方法根據(jù)評價過程中有無原始圖像參考，可以將其分為有參考圖像質(zhì)量表征方法和無參考圖像質(zhì)量表征方法兩種。

傳統(tǒng)的有參考圖像質(zhì)量表征方法有均方誤差(MSE)、峰值信噪比(PSNR)等。這些方法雖然能在一定程度上反映被表征圖像與參考圖像之間的圖像質(zhì)量變化，但其結(jié)果往往和人的主觀感受存在較大差異。近年來，Zhou?Wang等學(xué)者提出了一些基于圖像結(jié)構(gòu)相似度的圖像質(zhì)量表征方法，其表征結(jié)果較為接近人眼的主觀感受。國內(nèi)也有相關(guān)方法的專利申請，如廈門大學(xué)黃聯(lián)芬等人的“基于視覺特性與結(jié)構(gòu)相似度的圖像質(zhì)量評測方法”(申請?zhí)枺?01010168036.2)等。

由于在大多數(shù)情況下，表征一幅圖像的質(zhì)量時，很難得到或者是根本沒有原始圖像作為參考，所以無參考圖像質(zhì)量表征一直是圖像質(zhì)量表征領(lǐng)域里的重點和難點。傳統(tǒng)的無參考圖像質(zhì)量表征方法主要考察圖像的對比度、清晰度以及圖像中的各種失真和干擾對圖像質(zhì)量的影響，這些方法雖然從不同的側(cè)面反映了圖像的質(zhì)量，但表征過程中都只是考慮圖像本身的特性，沒有考慮到人眼視覺特性在圖像質(zhì)量表征過程中的作用，所以其結(jié)果和人眼的主觀感受也存在較大差異。也有學(xué)者通過引入人眼視覺特性對圖像質(zhì)量進(jìn)行表征，如南京信息工程大學(xué)焦峰等人的專利“基于小波和結(jié)構(gòu)自相似性分析的無參考圖像質(zhì)量評價方法”(申請?zhí)枺?01010555966.3)，天津大學(xué)邱亞男的碩士畢業(yè)論文《基于人眼視覺特性的圖像增強(qiáng)算法研究》等。前者在小波域進(jìn)行圖像質(zhì)量的表征，后者在空間域?qū)υ鰪?qiáng)圖像的質(zhì)量進(jìn)行表征。

綜上所述，目前，關(guān)于圖像質(zhì)量表征的研究主要集中于有參考圖像的質(zhì)量表征，無參考圖像質(zhì)量的表征方法還不成熟。將圖像作為人眼觀察時信息傳遞的載體，通過圖像對信息傳遞這一任務(wù)的完成程度來評價圖像質(zhì)量尚屬空白。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種基于人眼視覺的無參考圖像情況下進(jìn)行圖像質(zhì)量表征的方法。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種基于圖像信息人眼可感知度的圖像質(zhì)量表征方法，根據(jù)圖像總信息I_總和人眼能夠感知到的圖像信息I_感，得到圖像質(zhì)量

Q＝100×I_感/I_總????????????(1)

所述圖像總信息I_總為圖像中所有信息的總和，基于相鄰像素的灰度差來表示。

所述圖像總信息I_總根據(jù)灰度差計算基元的不同有三種具體表示方式：

當(dāng)灰度差計算基元為像素對時，檢查圖像所有的相鄰像素對，以灰度不同的像素對的總數(shù)作為圖像的總信息；

當(dāng)灰度差計算基元為邊緣時，將圖像分割成灰度值相同且連通的區(qū)域，以相鄰區(qū)域間的邊緣總數(shù)作為圖像總信息；

當(dāng)灰度差計算基元為區(qū)域時，將圖像分割成灰度值相同且連通的區(qū)域，以區(qū)域的總數(shù)作為圖像的總信息。

所述人眼能夠感知到的圖像信息I_感為圖像中人眼可以感知到的信息總和，基于人眼對相鄰像素灰度差的感知度來表示。

所述人眼能夠感知到的圖像信息I_感根據(jù)灰度差計算基元的不同有三種具體表示方式：

當(dāng)灰度差計算基元為像素對時，檢查圖像所有的相鄰像素對，以人眼對像素對間灰度差的感知度總和作為人眼可以感知到的信息總和；

當(dāng)灰度差計算基元為邊緣時，將圖像分割成灰度值相同且連通的區(qū)域時，檢查所有的相鄰區(qū)域，以人眼對相鄰區(qū)域邊緣感知度總和作為人眼可以感知到的信息總和；

所述人眼對相鄰區(qū)域邊緣感知度為人眼對相鄰區(qū)域邊緣兩邊灰度差的感知度；