[發(fā)明專利]基于腦電信號和記憶特性的圖像質(zhì)量評價方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210604898.8
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN114998252A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何立火;鐘斌;徐海鵬;柯俊杰;高新波;王笛;李潔;路文
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;A61B5/00;A61B5/369;A61B5/372
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

本發(fā)明提出了一種基于腦電信號和記憶特性的圖像質(zhì)量評價方法，實現(xiàn)步驟為：獲取每張彩色圖像的可記憶特征值；生成記憶性強弱不同的彩色失真圖像；采集受試者在觀看記憶性強弱不同的彩色失真圖像時的腦電信號；截取每位受試者在感知到圖像失真時的腦電信號片段；利用腦電信號片段生成訓(xùn)練集；構(gòu)建深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；訓(xùn)練深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；采用訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)對強記憶性圖像和弱記憶性圖像進行質(zhì)量評價。本發(fā)明在圖像質(zhì)量評價過程中，通過采用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對強記憶性圖像和弱記憶性圖像所誘發(fā)的腦電信號進行分類，解決了現(xiàn)有技術(shù)中未考慮圖像的記憶特性對失真感知影響的問題和無法有效提取腦電信號的深層特征的問題，提高了圖像質(zhì)量評價的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，更進一步涉及圖像質(zhì)量評價技術(shù)領(lǐng)域中的一種基于腦電信號和記憶特性的圖像質(zhì)量評價方法。本發(fā)明可用于對彩色圖像質(zhì)量進行評價。

背景技術(shù)

在對彩色圖像的采集、處理、壓縮、傳輸?shù)冗^程中，會在不同程度上產(chǎn)生各種類型的失真造成彩色圖像質(zhì)量下降的問題，這對彩色圖像中視覺信息的分析、理解和應(yīng)用帶來了一定的困難。因此，為了獲得令人滿意的彩色圖像質(zhì)量，對于彩色圖像質(zhì)量評價方法的研究逐漸成為一個廣泛而基本的問題。其中，彩色圖像的視覺掩蓋特性，目標(biāo)顯著特性和記憶特性等特性會影響人類視覺系統(tǒng)對彩色圖像的感知，針對彩色圖像特性的彩色圖像質(zhì)量評價方法的研究是彩色圖像質(zhì)量評價方法的研究中的重點。

彩色圖像質(zhì)量評價方法分為主觀彩色圖像質(zhì)量評價方法和客觀彩色圖像質(zhì)量評價方法。主觀視彩色圖像質(zhì)量評價方法通過人眼直接觀看，對彩色圖像的質(zhì)量進行主觀打分，其評價結(jié)果因觀察者的主觀感受而存在差異，且具有耗時較長，成本較高等缺點。客觀彩色圖像質(zhì)量評價方法依靠算法或數(shù)學(xué)模型進行評價，雖然具有評價效率高，評價時長短，成本低廉等優(yōu)點，然而仍然存在一些爭議，即由于人眼感知的復(fù)雜性，通過數(shù)學(xué)模型得到的彩色圖像質(zhì)量結(jié)果是否能代表真實情況下人觀看彩色圖像所得到的感知質(zhì)量。因此，基于腦電信號的彩色圖像質(zhì)量評價方法應(yīng)運而生，通過采集受試者觀看彩色圖像時的腦電信號對彩色圖像質(zhì)量進行評價，相比于客觀方法能夠直接反應(yīng)觀察者的真實感受，同時也克服了主觀方法耗時長、成本高等缺點。

清華大學(xué)在其申請的專利文獻“基于腦電特征的圖像質(zhì)量評價方法及裝置”(專利申請?zhí)枺篊N202110700519.0，申請公布號：CN 113554597 A)中公開了一種基于腦電特征的圖像質(zhì)量評價方法。該方法的實現(xiàn)步驟為，首先獲取待評價彩色圖像，將所述待評價彩色圖像輸入分數(shù)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)，獲得由所述分數(shù)預(yù)測網(wǎng)絡(luò)輸出的彩色圖像質(zhì)量分數(shù)。該方法存在的不足之處在于，由于彩色圖像的顯著目標(biāo)特性、記憶特性等特性在感知失真時，對人類視覺心理的期望、策略會產(chǎn)生影響，并且大量的視覺心理實驗也驗證了圖像特性對失真感知有重大影響。因此，該方法在進行圖像質(zhì)量評價時，未考慮人類視覺系統(tǒng)在感知彩色圖像的失真時，受到彩色圖像顯著目標(biāo)特性、記憶特性等圖像特性的影響因素，導(dǎo)致在評價圖像特性不同的彩色圖像的質(zhì)量評價結(jié)果相似，而與實際質(zhì)量評價結(jié)果差異較大的問題。

西安電子科技大學(xué)在其申請的專利文獻“基于腦電信號和目標(biāo)顯著特性的視頻質(zhì)量評價方法”(專利申請?zhí)枺篊N202110601075.5，申請公布號：CN113255786A)中公開了一種基于腦電信號和目標(biāo)顯著特性的視頻質(zhì)量評價方法。該方法的實現(xiàn)步驟為，1、對顯著目標(biāo)視頻和非顯著目標(biāo)視頻進行失真處理；2、采集受試者觀看顯著目標(biāo)視頻和非顯著目標(biāo)視頻的腦電信號和眼動數(shù)據(jù)，并計算受試者主觀評價的檢測率；3、對腦電信號進行分段，并采用線性判別分析對分段后的腦電信號進行分類，計算腦電信號的分類準(zhǔn)確率；4、通過主觀評價的檢測率和腦電信號的分類準(zhǔn)確率的映射曲線評價顯著目標(biāo)視頻和非顯著目標(biāo)視頻的質(zhì)量。該方法存在的不足之處在于，采用線性判別分析進行分類時，由于線性判別分析作為傳統(tǒng)機器學(xué)習(xí)方法無法學(xué)習(xí)到受試者的腦電信號的深層特征，線性判別分析的分類準(zhǔn)確率較低，因此該方法在進行質(zhì)量評價時，受到線性判別分析的分類準(zhǔn)確率的影響，導(dǎo)致質(zhì)量評價結(jié)果不準(zhǔn)確的問題。

發(fā)明內(nèi)容