[發明專利]基于邊界特征分割的全參考圖像質量評價方法

有效

• 申請號: 201710613139.7
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107578399B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 史再峰;張嘉平;龐科;李杭原;曹清潔
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/90
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

本發明涉及圖像處理技術領域，為提出一種新型全參考圖像質量評價方法，得到與主觀評價更相近的結果。本發明，基于邊界特征分割的全參考圖像質量評價方法,步驟如下：Step1：所以首先對三原色RGB色彩空間進行轉換；Step2：分別計算兩幅圖像的結構相似性矩陣和色彩相似性矩陣；Step3：引入邊界檢測算法對圖像進行分區；Step4：進行低水平特征的提取；Step5：對于第二部分的綜合策略，通過綜合策略，將其綜合后的結果作為綜合策略；Step6：得到最后的參考圖像和失真圖像的質量評價結果。本發明主要應用于圖像處理場合。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域。圖像質量評價方法在圖像處理算法的分析比較、圖像系統的性能優化和參數自適應調整等方面發揮著重要作用。具體講,涉及基于邊界特征分割的的全參考圖像質量評價方法。

背景技術

圖像質量關乎到圖像的最終接收對象(人)的感受，一副好的圖像可以給人更多的信息并且使人容易接受和理解。在圖像的獲取、處理、傳輸和存儲過程中存在各種因素會造成圖像質量的損壞。建立與人眼主觀評價保持一致的客觀圖像質量評價模型可以評價圖像系統的性能優越，從而反過來對系統進行優化。因此，近年從人眼的視覺系統角度出發的圖像質量評價方法的理論和研究正在不斷發展和完善。

圖像質量評價方法分為主觀評價方法和客觀評價方法。根據原始圖像的可利用程度又可以將客觀評價方法又分為全參考圖像質量評價、部分參考圖像質量評價和無參考圖像質量評價，本專利的方法為全參考圖像質量評價方法即在圖像質量評價過程中原始圖像完全可用。

通過對人眼視覺現象的長期觀察，并結合視覺生理、心理學的研究成果，人們發現了各種視覺掩蓋效應，即一個獨立存在的視覺刺激我們能夠感知，如果把它放在某個背景中，我們就無法感知它的存在。

空間掩蓋效應：圖像的邊緣信息對視覺很重要，特別是邊緣的位置信息，人眼很容易察覺到邊緣的位置變化，但是對于邊緣周邊像素不敏感，即使灰度的較大改變也不會影響圖像的視覺效果。色彩掩蓋效應：彩色的掩蓋特性也就是視覺系統對彩色變化的分辨力，即在亮度變化劇烈的背景上，人對色彩的變化敏感程度明顯降低。熵掩蓋效應：即失真信號容易在圖像平滑區域被察覺，也就是說人眼對低頻區域的失真比較容易察覺而對高頻區域的失真不易察覺。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明旨在提出一種新型全參考圖像質量評價方法，結合視覺生理和心理學的相關內容，可以得到與主觀評價更相近的結果。本發明采用的技術方案是，基于邊界特征分割的全參考圖像質量評價方法,步驟如下：

Step1：所以首先對三原色RGB色彩空間進行轉換,分別將參考圖像和失真圖像的RGB色彩空間轉換到符合人類視覺感知特性的色彩空間上；

Step2：分別計算兩幅圖像的結構相似性矩陣和色彩相似性矩陣；

Step3：引入邊界檢測算法對圖像進行分區，將圖像分為三個區域：邊界區域，邊界擴展區和緩慢變化區域，邊界區域是指通過邊界檢測器檢測后的參考圖像和失真圖像共同的邊界區域，邊界擴展區是指邊界區域周圍的像素點，其余區域為緩慢變化區域；

Step4：邊界像素點只考慮參考圖像和失真圖像的結構相似性，邊界擴展區只考慮參考圖像和失真圖像的色彩相似性，緩慢變化區域同時考慮兩幅圖像的結構和色彩特征，進行低水平特征的提??；

Step5：對于第二部分的綜合策略，通過綜合策略，對于圖像中每個像素點給予不同的權重，體現該像素點在人類視覺系統對于整幅圖像的觀察中的重要性，這里同時考慮視覺顯著性和視覺掩蓋效應兩部分的內容，將其綜合后的結果作為綜合策略；

Step6：通過低水平的特征的提取和對像素點的綜合，分別得到邊界區域，邊界擴展區和緩慢變化區的圖像質量評價結果，綜合三個區域的各自的圖像質量評價結果，對每個區域的結果在最終評價中所占的比例進行分配，得到最后的參考圖像和失真圖像的質量評價結果。