[發(fā)明專利]一種水下圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法和系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011411080.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112419300A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玉濤;李秀;魏郭依哲;陳思遙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)深圳國(guó)際研究生院
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06N20/10
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

1.一種水下圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1，提取水下圖像的亮度和色度特征，估計(jì)輸入圖片的亮度和色度；

S2，提取水下圖像的模糊度特征，估計(jì)輸入圖片的模糊程度；

S3，提取水下圖像的對(duì)比度特征，估計(jì)輸入圖片的對(duì)比度；

S4，在訓(xùn)練集上利用支持向量回歸模型學(xué)習(xí)出一個(gè)圖像特征到圖像質(zhì)量的映射模型，來(lái)預(yù)測(cè)水下圖像的質(zhì)量，所述的圖像特征包括步驟S1-S3得到的輸入圖片的亮度、色度、模糊程度和對(duì)比度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于：步驟S1所述的提取水下圖像的亮度和色度特征，估計(jì)輸入圖片的亮度和色度，具體方法如下：

將水下圖像分解為紅、綠、藍(lán)三個(gè)通道，提取紅色通道的均值作為水下圖像的色度特征，估計(jì)水下圖像的色度；將水下圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榛叶葓D像，提取灰度圖像的均值作為水下圖像的亮度特征，估計(jì)水下圖像的亮度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水下圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述步驟S1具體包括：將水下圖像分解為紅、綠、藍(lán)三個(gè)通道，分別表示為R、G、B，然后提取紅色通道的均值作為水下圖像的色度特征：

其中，r表示色度特征，N為圖像的像素?cái)?shù)；然后，將水下圖像轉(zhuǎn)為灰度圖像：

其中，表示水下圖像對(duì)應(yīng)的灰度圖像，然后提取灰度圖像的均值作為水下圖像的亮度特征：

其中，b表示亮度特征。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于：步驟S2所述的提取水下圖像的模糊度特征，估計(jì)輸入圖片的模糊程度，具體方法如下：將水下圖像對(duì)應(yīng)的灰度圖像進(jìn)行小波分解，分解為三層小波子帶，計(jì)算小波系數(shù)的總能量并作為水下圖像的模糊度特征，估計(jì)水下圖像的模糊程度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種水下圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述步驟S2具體包括：首先將水下圖像對(duì)應(yīng)的灰度圖像進(jìn)行小波分解，得到三層子帶小波系數(shù)，記為{LH_l,HL_l,HH_l|l＝1,2,3}，然后計(jì)算每一層小波系數(shù)的能量，計(jì)算方法為：

其中，XY表示子帶LH、HL或HH其中一個(gè)，表示子帶XY_l包含小波系數(shù)的能量，表示子帶XY_l包含小波系數(shù)的個(gè)數(shù)，表示在位置(i,j)處的小波系數(shù)，每一層小波系數(shù)的能量為：

其中，E_l表示l層小波系數(shù)的總能量，λ₁、λ₂和λ₃為參數(shù)；然后將三層小波系數(shù)的能量相加，計(jì)算整幅水下圖像的小波系數(shù)的總能量，表示為：

其中，E_T表示整幅圖像的小波系數(shù)總能量，ω₁、ω₂和ω₃為參數(shù)；利用整幅圖像的小波系數(shù)總能量E_T作為水下圖像的模糊度特征來(lái)估計(jì)水下圖像的模糊程度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于：步驟S3所述的提取水下圖像的對(duì)比度特征，估計(jì)輸入圖片的對(duì)比度，具體方法如下：首先計(jì)算水下圖像的灰度直方圖與均勻分布的Kullback-Leibler差異，然后計(jì)算灰度直方圖與均勻分布的Jensen-Shannon差異，利用Jensen-Shannon差異作為對(duì)比度特征，估計(jì)水下圖像的對(duì)比度。