[發(fā)明專利]一種全局和局部特征相結(jié)合的跨尺度圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710803358.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN107610110B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毋立芳;閆春燦;簡(jiǎn)萌;劉爽;徐姚文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種全局和局部特征相結(jié)合的跨尺度圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)輸入兩幅圖像，一幅原始圖像和一幅待評(píng)價(jià)圖像，提取兩幅圖SIFT特征點(diǎn)，并進(jìn)行特征點(diǎn)的匹配和篩選；

2)對(duì)原始圖像進(jìn)行顯著度檢測(cè)，得到顯著度圖；

3)對(duì)原始圖像和待評(píng)價(jià)圖像進(jìn)行三角剖分，從而提取圖像的全局結(jié)構(gòu)特征，以幾何的方式來描述圖像縮放過程中引起的視覺感知；

4)基于兩幅圖像的三角剖分結(jié)果，分別計(jì)算對(duì)應(yīng)三角型的變形程度，加權(quán)平均作為兩幅圖像的全局相似度，具體步驟如下：

①形狀形變因子；S_shape表示形狀形變因子，a、b、c和a＇、b＇、c＇分別代表原圖和待評(píng)價(jià)圖像中任意一個(gè)三角形的對(duì)應(yīng)邊的邊長(zhǎng)，l_a、l_b和l_c分別代表對(duì)應(yīng)邊的比值，ave代表對(duì)應(yīng)邊比值的平均值；當(dāng)S_shape越小時(shí)，表示三角形的形狀變化越明顯；

其中

②位置偏移因子；其中角α、β和γ分別表示，原圖和待評(píng)價(jià)圖像中對(duì)應(yīng)三角形的對(duì)應(yīng)邊的夾角，S_shift表示位置偏移因子；當(dāng)S_shift越小時(shí)，表明位置偏移越大，從而引起更大的視覺效應(yīng)；

S_shift＝(cos(α)+cos(β)+cos(γ))/3 (4)

③角度變化因子；其中S_angle表示角度變化因子，A和A＇、B和B＇以及C和C＇分別表示三角形對(duì)應(yīng)角的角度值；當(dāng)S_angle越小時(shí)，表明對(duì)應(yīng)角的變化越明顯，越能顯示出角度變化引起的視覺效應(yīng)；

④對(duì)于剖分結(jié)果中的每一個(gè)三角形，分別計(jì)算形狀變形因子，位置偏移因子和角度變化因子，最后將三者結(jié)合作為原圖和待評(píng)價(jià)圖像的全局結(jié)構(gòu)相似度；公式中S_i表示第i個(gè)三角形的相似度，e表示自然指數(shù)；

將三角剖分形成的所有的三角形的相似度進(jìn)行加權(quán)，然后得到圖像全局相似度；

5)基于原圖和待評(píng)價(jià)圖像之間的SIFT點(diǎn)的映射關(guān)系，從而計(jì)算局部信息的相似度；以匹配的SIFT特征點(diǎn)為中心選取N*N的窗口，利用SSIM公式，計(jì)算原圖像中的選取的窗口x和待評(píng)價(jià)圖像中選取的窗口y之間的相似度，最后將整體進(jìn)行加權(quán)平均，得到兩幅圖像的相似度；其中μ_x、μ_y分別為兩張圖像的灰度均值或者各通道均值，σ_x、σ_y分別為兩張圖像的灰度方差或者各通道方差，σ_xy為兩張圖像的協(xié)方差；c₁和c₂是為了防止分母為0的正數(shù)，然后以步驟2得到的顯著度圖對(duì)應(yīng)的像素值為權(quán)重值，進(jìn)行加權(quán)和；

S_local＝∑saly_j×SSIM_j (8)

其中S_local表示待評(píng)價(jià)圖像與原圖像的局部特征相似度，saly_j表示第j個(gè)對(duì)應(yīng)窗口的顯著度權(quán)重值，通過顯著度圖對(duì)應(yīng)的像素值直接得到，SSIM_j表示第j個(gè)對(duì)應(yīng)的窗口x和y通過SSIM(x,y)公式計(jì)算得到的相似度值；

最后將全局特征和局部特征相結(jié)合，得到最后的待評(píng)價(jià)圖與原圖之間的相似度值，相似度值越大表明待評(píng)價(jià)圖與原圖越相似。