[發明專利]基于視覺感知的拍攝圖像質量評價方法

有效

• 申請號: 201610044268.4
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105741328B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 路文;任玉玲;賈長城;許天驕;何立火;鄧成;王穎;王斌;王秀美;牛振興
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T7/90
• 分類號: G06T7/90;G06K9/62
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞;王品華

本發明公開了一種基于視覺感知的拍攝圖像質量評價方法，主要解決傳統圖像質量評價方法針對拍攝圖像質量評價時性能較差的問題。實現過程：將標準圖像轉換到HIS顏色空間；求標準圖像的梯度系數，計算標準圖像的色調分量、飽和度分量、亮度分量和灰度圖像的梯度系數，并對各梯度系數分別進行歸一化；用估計參數表征圖像質量；模型訓練，計算訓練集中所有標準圖像的質量特征；通過比較測試圖像與標準圖像質量特征的差異獲得測試圖像的質量分數。本發明計算簡單，實驗結果表明，本發明與主觀質量評價具有較高一致性，評價性能優于現有圖像質量評價方法，具有較強的實用價值。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，主要涉及拍攝圖像質量評價方法，具體是一種基于視覺感知的拍攝圖像質量評價方法，可用于拍攝圖像進入自動壓縮、存儲、和增強等應用過程。

背景技術

隨著信息化時代的到來，多媒體信息分析、大數據處理技術、云計算以及物聯網平臺作為人們獲取信息的主要途徑正在飛速發展。而圖像作為傳遞信息的主要載體在信息交互的過程中扮演著重要角色，它使得人們可以直觀、生動且形象地獲取信息和認知事物。然而，由于各種圖像采集設備的不完備性，存儲和處理環境的復雜性以及傳輸和顯示方式的多樣性而導致終端顯示的圖像降質。圖像降質削弱了圖像的信息表達能力進而影響發送端與接收端的通信質量。而人們在數字圖像的各種應用中總是期望獲取高質量的圖像以滿足人們認識客觀世界，解決實際問題的需求。在大多數應用中，圖像質量的優劣是衡量圖像處理傳輸算法及系統性能的一個關鍵性指標。因此，設計出高性能的圖像質量評價方法具有廣泛的實際用途。

傳統的圖像質量評價方法針對的失真圖像是根據無信息損失的參考圖像經人工后期處理產生的特定種類的失真。每一副圖像只包含一種失真類型，這種失真圖像與人們日常生活中遇到的拍攝圖像失真有較大差異。常見的拍攝圖像受光照、色調和聚焦等因素的影響，使得拍攝圖像的失真是由多種失真源共同作用產生的混合失真。并且圖像的失真是在相機拍攝的過程中直接產生的，這種失真更加符合實際遇到的失真情形。因此設計算法對拍攝圖像的信息損失程度進行評估更符合實際需要。

拍攝圖像質量評價方法可以分為兩大類，第一類是針對無失真的拍攝圖像進行美學的質量評價，這類方法只能將無失真的拍攝圖像在美學層次上進行分析并不能得到拍攝圖像照片的確切質量。比如Bhattacharya等人通過計算拍攝圖像里單一前景的位置與視覺注意中心的偏差來評價一幅拍攝圖像美的程度。Zhang等人通過對拍攝圖像里局部和全局結構特征進行編碼，然后利用概率模型預測出拍攝圖像的美學分數。這類方法只能對無失真拍攝圖像進行構圖美學的評價，而實際中遇到的拍攝圖像往往存在失真，因此美學評價在實際中并不實用。

第二類方法是對拍攝圖像進行分類，比如將專業拍攝的圖像與隨意拍攝的快照進行質量的區分，將室內拍攝的圖像與戶外拍攝的圖像進行區分以及將建筑物圖像和自然風景圖像進行區分等。比如Ke等人根據拍攝圖像的邊緣分布特性，色調的明亮程度以及主題的模糊程度來區分專業拍攝圖像和快拍圖像。Luo等人根據預先定義好的底層特征和語義特征來區分圖是在室內還是戶外拍攝的。但是這類方法僅能對拍攝圖像進行簡單分類，不能對拍攝圖像的質量進行準確的評判。

照片產生過程中會因為拍攝人員異常拍攝如抖動、相機狀態異常等導致拍攝的照片質量不能滿足人們的需要，在大多數實際應用中拍攝照片的質量是整個照片采集系統中的一個關鍵指標，因此在拍攝照片的過程中，需要及時掌控拍攝的照片質量，并通過必要的方式調整相機或者拍攝人員的拍攝狀態。采用人工的方法對拍攝圖像的質量進行評價不僅需要消耗大量的人力和時間，而且也無法對拍攝圖像的質量進行實時評價。而從技術手段直接的自動的獲得拍攝圖像質量的評價方法可以代替人實現對拍攝圖像進行自動化的質量評價，節省大量的人力和時間，而且不存在因為不同人員的個性差異而導致對相同照片質量有不同評價意見的問題。隨著科學技術的高速發展，圖片在人們日常生活中的各個領域越來越普遍，如何高質量地實現對圖片的自動化處理成為了一個迫切的需要，本發明提供了一種可以對拍攝照片的質量進行準確的自動化評價方法。

發明內容