[發(fā)明專利]用于圖像質(zhì)量評價的視覺能量信息提取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210301819.2
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN102855631A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁勇;張淵;王翔;段克峰;張奧揚
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于圖像質(zhì)量評價的視覺能量信息提取方法。

背景技術(shù)

圖像在獲取、壓縮、存儲、傳輸和重建的過程中會引入各種失真，導(dǎo)致圖像質(zhì)量的損失。圖像質(zhì)量評價，即評價圖像在多大程度上符合人類獲取視覺信息和視覺享受的需要，是衡量圖像處理系統(tǒng)性能的一個重要指標(biāo)，已成為數(shù)字圖像處理技術(shù)研究的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，具有重大的理論和工程價值，受到了越來越多的重視。

圖像質(zhì)量評價主要分為主觀評價和客觀評價。雖然主觀評價是最為可靠的圖像質(zhì)量評價方法，但由于其固有的缺陷，如費時費力，可操作性差，無法成為一種可重復(fù)的測量方法，很難作為工程測量手段，所以主觀評價很少直接應(yīng)用于圖像質(zhì)量的度量，更多的時候作為定性分析圖像質(zhì)量的一種手段。而圖像質(zhì)量客觀評價通過設(shè)計合理的數(shù)學(xué)模型，對圖像進行智能分析，并按照設(shè)計的質(zhì)量尺度自動的對圖像的質(zhì)量進行評分。按照對原始圖像的依賴程度，圖像質(zhì)量客觀評價分為全參考、部分參考和無參考三類。

隨著人類視覺生理心理學(xué)等研究成果的引入，對于全參考圖像質(zhì)量評價方法的研究逐步向基于人類視覺感知的圖像質(zhì)量客觀評價發(fā)展，以提高評價的準(zhǔn)確性。一方面，更加關(guān)注圖像的物理意義，即圖像的各種視覺屬性，如亮度、對比度、形狀紋理、方向和光滑度等。通過分解這些屬性，比較待評價圖像與原始圖像在人類視覺系統(tǒng)（HVS）感知上的差異，從而評估圖像的質(zhì)量。然而，人類視覺系統(tǒng)是一個十分復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，僅依照目前對其有限的理解所構(gòu)建的圖像質(zhì)量評價框架，依舊不能獲得與人類主觀感受一致的評價結(jié)果，并且該類方法需要仿真HVS的各個功能模塊，實現(xiàn)復(fù)雜度較高。另一方面，根據(jù)現(xiàn)實的HVS感知圖像質(zhì)量的行為，提出某種高層次自上向下的假設(shè)框架，然后通過數(shù)學(xué)模型來實現(xiàn)該假設(shè)框架。該種方法把HVS看作一個黑盒，只關(guān)注輸入與輸出的關(guān)系，從而繞過繁瑣復(fù)雜的HVS系統(tǒng)建模，其算法的實現(xiàn)往往較為簡單，而且評價的準(zhǔn)確性也較為理想。然而，這類方法的準(zhǔn)確性往往依賴于所提的某種假設(shè)的準(zhǔn)確性，所以往往需要研究者對人類視覺系統(tǒng)、自然圖像統(tǒng)計特性和圖像失真有必要的理解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有基于視覺感知的全參考圖像質(zhì)量評價過程中，由于對HVS模擬不高效而導(dǎo)致的質(zhì)量評價準(zhǔn)確性偏低、計算復(fù)雜度過大等缺陷，提出一種用于圖像質(zhì)量評價的視覺能量信息提取方法，并以此視覺能量信息作為圖像質(zhì)量客觀評價的基準(zhǔn)。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

首先分別將參考圖像與失真圖像通過一組二維Gabor小波濾波器組提取圖像特征量，隨后通過分裂歸一化變換(Divisive?Normalization?Transform,?DNT)將特征量進行后處理，進而提取參考圖像I_R和失真圖像I_D的視覺能量信息(Visual?Energy?Information,?VEI)，作為評價圖像視覺質(zhì)量的基準(zhǔn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

步驟(1).輸入?yún)⒖紙D像I_R和失真圖像I_D；?

步驟(2).建立一組二維Gabor小波濾波器???????????????????????????????????????????????：

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其中，s代表尺度大小，i為正整數(shù)，為旋轉(zhuǎn)方向，f_max為最高頻率，B_f為頻率帶寬，ΔU為信號函數(shù)f(x,y)傅里葉變換形式F(U,V)相對于U軸的有效寬度，ω₀=arctan(U/V)表示其角度。