[發(fā)明專利]一種結(jié)合小波和角點(diǎn)特征的全參考屏幕圖像質(zhì)量評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611114594.4
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN106780452B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾煥強(qiáng);符穎;陳婧;朱建清;蔡燦輝;馬凱光
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;林燕玲

本發(fā)明涉及一種結(jié)合小波和角點(diǎn)特征的全參考屏幕圖像質(zhì)量評估方法。該方法首先分別提取參考屏幕圖像和失真屏幕圖像的角點(diǎn)特征相似性圖，并以小波變換系數(shù)幅值來權(quán)衡參考屏幕圖像的視覺敏感度，基于該視覺敏感度對角點(diǎn)特征相似性圖進(jìn)行加權(quán)融合，從而計算得到失真屏幕圖像質(zhì)量分?jǐn)?shù)。本發(fā)明充分利用了角點(diǎn)特征對于圖像局部結(jié)構(gòu)的描述能力且考慮到了人眼視覺感知對屏幕圖像中不同區(qū)域的視覺敏感程度不同，具有較好的屏幕圖像質(zhì)量評估性能，且計算簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，特別是一種結(jié)合小波和角點(diǎn)特征的全參考屏幕圖像質(zhì)量評估方法。

背景技術(shù)

屏幕圖像是一種復(fù)合圖像，既包含由計算機(jī)直接生成的圖表和文字，又包含攝像機(jī)拍攝的自然圖像。由于在虛擬屏幕共享、在線教育和廣告等領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用價值，屏幕圖像成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究熱點(diǎn)。然而同自然圖像一樣，屏幕圖像在生成、壓縮、保存、傳輸和顯示過程中不可避免地會引入各種失真導(dǎo)致圖像質(zhì)量退化。因此，如何對屏幕圖像進(jìn)行精確的圖像質(zhì)量評估有助于提高相關(guān)屏幕圖像處理系統(tǒng)性能，具有重要理論意義和實(shí)際應(yīng)用價值。

圖像質(zhì)量評估方法分為主觀質(zhì)量評估方法和客觀質(zhì)量評估方法。主觀質(zhì)量評估方法是由觀察者在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的光線、屏幕尺寸、觀測距離等環(huán)境下對圖像進(jìn)行主觀打分。通常人眼是圖像的最終感知者，因此主觀質(zhì)量評估是最科學(xué)準(zhǔn)確的，但是存在致命缺點(diǎn)：耗時耗力不易實(shí)際應(yīng)用。相反，客觀質(zhì)量評估方法通過設(shè)計數(shù)學(xué)模型以逼近人眼視覺特性進(jìn)而衡量失真圖像質(zhì)量，具有一定的主觀質(zhì)量評價性能且易于實(shí)際應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。

傳統(tǒng)的均方誤差(Mean Square Error,MSE)以及峰值信噪比(Peak Signal toNoise Ratio,PSNR)是最簡單和最常用的客觀圖像質(zhì)量評估算法，具有明確物理含義和計算簡單的優(yōu)點(diǎn)，但是并不能很準(zhǔn)確反應(yīng)人眼對圖像的主觀視覺感知。因此，如何充分考慮人眼視覺感知特性成為建立有效客觀質(zhì)量評估算法的關(guān)鍵點(diǎn)。其中一個里程碑的工作是結(jié)構(gòu)相似度(Structural Similarity, SSIM)，其充分利用到人類視覺系統(tǒng)對于結(jié)構(gòu)失真的敏感度以有效判斷圖像質(zhì)量且計算簡單。隨后涌現(xiàn)出各種各樣的圖像質(zhì)量評價方法，充分利用了人眼對圖像中比較敏感的邊緣信息，信息保真度，相位信息等，進(jìn)一步提高了客觀質(zhì)量評估與人眼對圖像的主觀視覺感知的一致性。

然而現(xiàn)有絕大多數(shù)圖像客觀質(zhì)量評估方法均針對自然圖像而設(shè)計。由于屏幕圖像與自然圖像具有不同的圖像結(jié)構(gòu)和統(tǒng)計特性，如具有更尖銳的邊緣，所以它們沒有充分考慮屏幕圖像特性，并不能很準(zhǔn)確地評估屏幕圖像質(zhì)量。因此在圖像處理領(lǐng)域，如何準(zhǔn)確有效地評估屏幕圖像質(zhì)量仍然是一個函待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提出一種高效、計算簡單的結(jié)合小波加權(quán)和角點(diǎn)特征相似性的全參考屏幕圖像質(zhì)量評估方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種結(jié)合小波和角點(diǎn)特征的全參考屏幕圖像質(zhì)量評估方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)輸入一張參考屏幕圖像r和一張失真屏幕圖像d；

2)分別提取參考屏幕圖像r和失真屏幕圖像d的角點(diǎn)特征cf_r(x,y)、cf_d(x,y)；

3)得到參考屏幕圖像r和失真屏幕圖像d的角點(diǎn)特征相似性圖cfs(x,y)；

4)計算參考屏幕圖像r的小波變換系數(shù)幅值以衡量其視覺敏感度；

5)基于步驟4)得到的視覺敏感度對步驟3)得到的角點(diǎn)特征相似性圖進(jìn)行加權(quán)池化得到失真屏幕圖像d的質(zhì)量評估值。

優(yōu)選的，在步驟1)中分別對參考屏幕圖像r與失真屏幕圖像d進(jìn)行灰度化處理，將輸入的彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像。