[發(fā)明專利]一種基于配準(zhǔn)置信度量的圖像顯示適應(yīng)評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010023531.8
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111242916B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牛玉貞;張宇杰;吳志山
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/30;G06T7/62
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學(xué)俊

1.一種基于配準(zhǔn)置信度量的圖像顯示適應(yīng)評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

對原始圖像進行顯著性檢測，生成顯著性圖；

計算待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像和原始圖像之間的配準(zhǔn)置信度量；

計算待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像的塊級圖像相似度量；

利用配準(zhǔn)置信度量對塊級圖像相似度量進行校正，得到塊級保真度量；

使用顯著性圖對塊級保真度量進行加權(quán)池化并得到圖像質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

所述計算待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像和原始圖像之間的配準(zhǔn)置信度量具體包括以下步驟：

步驟S21：先對原始圖像和待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像進行后向配準(zhǔn)，建立原始圖像與待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像之間對應(yīng)關(guān)系

步驟S22：計算與原始圖像I_o對應(yīng)的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像I_r相同尺寸的重構(gòu)圖像其計算公式如下所示：

式中，表示重構(gòu)圖像上坐標(biāo)為p_r的像素；表示原始圖像I_o中對應(yīng)處的像素，若超出原始圖像I_o邊界，則將超出的分量替換為該方向上的最大值；使用作為重構(gòu)圖像中坐標(biāo)p_r到對應(yīng)原始圖像I_o中的坐標(biāo)p_o的SIFT flow位移向量，生成重構(gòu)圖像

步驟S23：計算待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像與重構(gòu)圖像之間的結(jié)構(gòu)相似性I_SSIM(p_r)：

式中，I_SSIM(p_r)表示待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像I_r中p_r處像素與重構(gòu)圖像上對應(yīng)p_r處像素的結(jié)構(gòu)相似性；C₀是一個接近0的正整數(shù)；I_r(p_r)表示待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像中p_r處像素；

步驟S24：使用I_o和I_r中的對應(yīng)像素坐標(biāo)對組成P_o和P_r兩個對應(yīng)坐標(biāo)集，并建立一個坐標(biāo)映射函數(shù)M_c，對于P_o中的原始圖像像素坐標(biāo)p_o(p_o∈Ρ_o)，其在P_r中相應(yīng)的像素坐標(biāo)即為p_r＝M_c(p_o)，對于不在P_o中的原始圖像像素坐標(biāo)稱為無匹配的像素的坐標(biāo)；將無匹配的像素位置的置信度值定義為I_SSIM的平均值；根據(jù)坐標(biāo)映射函數(shù)，遍歷I_o中的所有像素坐標(biāo)，根據(jù)計算I_SSIM得到與原始圖像具有相同尺寸的配準(zhǔn)置信度圖RCM，其公式定義如下：

式中，RCM(p_o)表示原始圖像I_o上p_o處像素的置信度值；h_r和w_r分別表示待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像的高度和寬度；

所述計算待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像的塊級圖像相似度量具體為：

步驟S31：將原始圖像I_o劃分為N×N的圖像塊，總塊數(shù)為n；同時，將I_o對應(yīng)的顯著性圖做與原始圖像I_o相同的劃分；構(gòu)造一張和原始圖像尺寸相同的分塊標(biāo)號圖，圖中每個像素的值對應(yīng)它的分塊標(biāo)號，標(biāo)號從1到n；然后建立顯示適應(yīng)結(jié)果圖像中每個像素對應(yīng)的分塊標(biāo)號圖，其計算公式如下：

式中，p_r為顯示適應(yīng)結(jié)果圖像I_r上的像素坐標(biāo)；對應(yīng)原始圖像I_o上的像素坐標(biāo)；ID_o表示與原始圖像尺寸相同的分塊標(biāo)號圖；表示分塊標(biāo)號圖上對應(yīng)括號內(nèi)坐標(biāo)處的標(biāo)號；ID_r表示顯示適應(yīng)結(jié)果圖像的分塊標(biāo)號圖，ID_r(p_r)表示顯示適應(yīng)結(jié)果圖像的分塊標(biāo)號圖中坐標(biāo)p_r處的標(biāo)號；計算與原始圖像塊對應(yīng)的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像塊的寬高比相似度，其計算公式如下：

式中，k表示原始圖像中局部圖像塊的索引，寬度和高度的變化比分別為r_w(k)＝w^*(k)/N和r_h(k)＝h^*(k)/N，w^*(k)和h^*(k)表示待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像中的局部待評估圖像塊水平和豎直方向上最大的寬度和高度；λ表示視覺失真的懲罰因子；

步驟S32：計算待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像中的局部塊的面積相似度：

式中，r_a(k)＝a^*(k)/N²為局部塊的面積變化率，a^*(k)為第k個待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像的局部塊面積，η是一個大于零的常數(shù)；

步驟S33：將第k對原始圖像和其對應(yīng)的待評估的顯示適應(yīng)結(jié)果圖像的圖像塊的輪廓分別表示為C_o(k)和C_r(k)；每個輪廓中的像素采用八連通Freeman鏈碼表示，然后計算該輪廓的鏈碼直方圖；第k對輪廓C_o(k)和C_r(k)的鏈碼直方圖分別表示為和具體計算公式如下：

式中，和分別表示第k對輪廓C_o(k)和C_r(k)的鏈碼直方圖中鏈碼值為j的直方圖的值；和分別表示為第k對輪廓C_o(k)和C_r(k)的鏈碼直方圖中鏈碼值為j的數(shù)量，n^o(k)和n^r(k)分別表示第k對輪廓C_o(k)和C_r(k)的鏈碼長度；

步驟S34：使用余弦相似度來計算第k對圖像塊輪廓的鏈碼直方圖的相似度h(k)：

步驟S35：采用高斯函數(shù)計算第k對圖像塊輪廓的形狀相似度如下：

式中，β是一個大于0的常數(shù)，用于調(diào)整形狀相似度在圖像保真度度量中的權(quán)重，S_H(k)即為局部塊級圖像相似度量；

所述利用配準(zhǔn)置信度量對塊級圖像相似度量進行校正，得到塊級保真度量具體為：將寬高比相似度、面積相似度和局部塊級圖像相似度量與配準(zhǔn)置信度量相結(jié)合，計算第k對圖像塊的局部保真度：

式中，F(xiàn)(k)表示第k個局部塊的保真度分?jǐn)?shù)，是一個大于0的參數(shù)，用以控制RCM(k)的權(quán)重，RCM(k)表示第k個局部圖像塊內(nèi)置信度的均值。