[發明專利]一種恰可察覺失真模型閾值計算方法

有效

• 申請號: 201811345416.1
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109525847B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 曾煥強;曾志鵬;陳婧;朱建清;蔡燦輝;馬凱光
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: H04N19/625
• 分類號: H04N19/625;H04N19/176;H04N19/137;H04N19/14
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;林燕玲

本發明涉及一種恰可察覺失真模型閾值計算方法，其包括：對原始圖像進行DCT變換，計算相應的亮度自適應模塊值和空間對比敏感度函數模塊值；利用8×8DCT塊的頻率能量分布特點，對圖像的紋理塊進行更為細致的分類，獲取對比度掩蔽因子，計算出對比度掩蔽模塊值；利用DCT系數的空間頻率分布提取出當前圖像塊的紋理特征，計算兩個不同塊之間的紋理差異，得到不同塊的視覺感知調整因子；整合上述模塊，得到最終的JND閾值。本發明所提的算法，在保證視覺質量的前提下，所提JND模型能容納更多的噪聲。該模型可廣泛用于感知圖像/視頻編碼、水印以及質量評價等。

技術領域

本發明涉及圖像/視頻編碼領域，涉及一種感知的視覺冗余估計模型。

背景技術

隨著多媒體技術的快速發展，圖像/視頻逐漸成為人們獲取信息的主要載體，但是人們也不得不面臨著由海量圖像/視頻數據帶來的傳輸、存儲等挑戰。因此，如何高效地進行圖像/視頻編碼成為當前學術界和工業界的研究熱點。傳統的圖像/視頻編碼技術主要是通過去除空域和時域冗余以達到提高編碼效率的目的，但是這樣往往忽略了人眼的視覺感受。為了進一步有效地提升編碼效率，研究人員開始致力于對圖像/視頻的視覺冗余估計的研究，恰可察覺失真模型(Just noticeable difference,JND)就是一種能有效表征視覺冗余的感知模型。

JND模型的種類大致可以分為兩種：像素域JND模型和DCT域JND模型。本專利側重于對DCT域JND模型的研究。由于傳統的DCT域JND模型對比度掩蔽通常只考慮到平滑塊、邊緣塊以及紋理塊三種塊類型帶來的視覺掩蔽效應，忽略不同復雜度紋理塊產生的影響，同時也忽略了圖像的塊與塊之間的聯系。因此傳統的DCT域JND模型對于視覺冗余估計的精確度有待進一步提升。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的上述缺陷，提出一種恰可察覺失真模型閾值計算方法，進一步考慮不同復雜度的紋理塊可能帶來的不同視覺掩蔽效應，以及考慮到圖像塊與塊之間的聯系，提出了更為精確的視覺冗余估算模型。

本發明采用如下技術方案：

一種恰可察覺失真模型閾值計算方法，其特征在于，步驟如下：

1)對輸入的圖像進行DCT變換；

2)對DCT系數進行操作，計算出亮度自適應模塊值F_LA和空間對比敏感度函數模塊值；

3)利用8×8DCT塊頻率能量分布特點，對紋理塊的類型進一步劃分，計算出對比度掩蔽模塊值；

4)基于8×8DCT塊的不同頻率劃分，提取出當前塊的紋理特征，計算出當前塊與其他塊的紋理差值，求得各個塊的視覺感知調整因子；

5)整合亮度自適應模塊值，空間對比敏感度函數模塊值，對比度掩蔽模塊值，以及不同塊的視覺感知調整因子，得出圖像的JND閾值。

所述亮度自適應模塊值和空間對比敏感度函數模塊值分別通過如下公式獲得：

其中，(i,j)表示8×8DCT塊系數位置，i和j的取值范圍是整數0～7，F_LA代表亮度自適應模塊值，F_CSF(i,j)代表空間對比敏感度函數模塊值，表示8×8DCT塊的平均強度，φ_i和φ_j為DCT變換的歸一化因子，ω_ij表示空間頻率，為相應的DCT成分的方向角度，a，b，c，r，s為常數。

根據8×8DCT塊系數的頻率分布，對紋理塊的類型進一步劃分，所述對比度掩蔽模塊通過如下公式獲得：