[發明專利]一種基于可見失真池化的圖像顯示適應質量評估方法

有效

• 申請號: 201910237280.0
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN109978859B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 牛玉貞;陳鈞榮;張帥
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/30
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種基于可見失真池化的圖像顯示適應質量評估方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟S1：獲取原始圖像并讀取，并利用顯著物體檢測算法生成顯著性圖S；

步驟S2：獲取顯示適應圖像，利用基于SIFT-Flow的圖像配準方法建立所述原始圖像與所述顯示適應圖像之間的像素級映射關系；

步驟S3：將所述原始圖像平均劃分為若干局部塊；將所述顯示適應圖像平均劃分為與原始圖像相對應的若干局部塊；

步驟S4：利用步驟S2中得到的像素級映射關系計算顯示適應圖像的塊級保真度F，得到所述顯示適應圖像相對于所述原始圖像的圖像保真度F；

步驟S5：利用可見失真池化策略池化所述顯著性圖S和所述圖像保真度F，并計算所述顯示適應圖像的整體客觀評估質量Q_NBP；

所述步驟S2具體包括以下內容：

利用基于SIFT-Flow的圖像配準方法建立所述原始圖像與所述顯示適應圖像之間的像素級映射關系，從所述顯示適應圖像到所述原始圖像的SIFT-Flow矢量場能夠通過求解如下能量最小化問題來計算：

其中，I_o和I_r分別代表原始圖像和顯示適應圖像；p_r代表顯示適應圖像中的一個像素坐標；q_r是p_r的一個相鄰的像素坐標；ε代表一個四連通的鄰域集；w(p_r)＝(u(p_r),v(p_r))代表p_r的SIFT-Flow位移矢量；u和v分別代表SIFT-Flow位移矢量的水平和垂直分量；d是一個閾值，默認值為40；α是第二項的加權因子，默認值為2；

所述步驟S4具體包括以下步驟：

步驟S41：利用所述像素級映射關系計算所述原始圖像與所述顯示適應圖像之間對應的局部塊的寬高比相似性，從而計算局部塊的幾何失真，其計算公式如下：

其中，k代表原始圖像中局部塊的索引序號；局部塊的寬和高的變化比例分別為r_w(k)＝w^*(k)/N和r_h(k)＝h^*(k)/N；w^*(k)和h^*(k)分別是重構的顯示適應圖像的局部塊的寬和高，通過計算局部塊中像素之間最大的水平和垂直距離而得到；當寬和高的變化比例相同時，相當于原始圖像的局部塊被等比放縮，則AR度量達到最大值，即S_AR＝1；

步驟S42：利用像素級映射關系計算對應局部塊的面積相似性，從而度量局部塊的信息丟失，其計算公式如下：

其中，r_a(k)＝a^*(k)/N²是個第k個局部塊的面積變化比率；η是一個正數，默認值為0.3，用于平衡幾何失真和信息丟失在圖像保真度度量中的權值；

步驟S43：利用所述寬高比相似性和所述面積相似性計算顯示適應圖像的局部塊的圖像保真度，其計算公式如下：

F(k)＝S_AR(k)·S_A(k)；

所述步驟S5具體包括以下步驟：

步驟S51：根據所述顯著性圖S中每個局部塊的平均值定義各局部塊的失真可見度，根據每個塊的保真度和失真可見度計算該塊客觀質量分數：

其中，代表顯著性圖S的第k個局部塊的平均顯著性值；如果圖像保真度F(k)被歸一化為[0,1],則第k個局部塊的質量范圍為因此，當時，對應局部塊的質量范圍為[0,1]；并且隨著的增加，每個局部塊的質量基數不斷變大，范圍不斷縮??；

步驟S52：通過計算所有局部塊的質量得分的平均值來獲得顯示適應圖像整體的客觀質量分數；根據每個局部塊的保真度和失真可見度計算該塊客觀質量分數：

其中，Q_NBP代表由可見失真池化策略計算得到的客觀質量分數，M代表原始圖像中局部塊的個數。

2.根據權利要求1所述的一種基于可見失真池化的圖像顯示適應質量評估方法，其特征在于：步驟S51中所述根據所述顯著性圖S中每個局部塊的平均值定義各局部塊的失真可見度具體為：對于顯著性高的局部塊定義一個基數小，區間大的質量范圍；同時，對于顯著性低的局部塊定義一個基數大，區間小的質量范圍。