基于結(jié)構(gòu)相似性的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的研究.pdf

1、隨著人類社會(huì)向高度數(shù)字化方向的發(fā)展，數(shù)字圖像、數(shù)字視頻、數(shù)字電視的飛速發(fā)展和普及也將成為必然。在可視信息的采集、顯示、存儲(chǔ)、傳輸?shù)确矫骈_發(fā)和優(yōu)化數(shù)字圖像、數(shù)字視頻系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)今非常重要而且富有挑戰(zhàn)性的工作領(lǐng)域。同時(shí)，隨著數(shù)字通信技術(shù)和無線通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字圖像技術(shù)在通信領(lǐng)域中得到飛速發(fā)展。由于圖像通信的最終信宿是人，而且圖像系統(tǒng)輸出的圖像一般是給人觀察和評(píng)價(jià)的，因而圖像評(píng)價(jià)的研究是圖像信息工程中的重要技術(shù)之一，圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)也成為圖像

2、通信過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 目前，國際公認(rèn)的評(píng)價(jià)一個(gè)圖像或視頻質(zhì)量最可靠的方法是主觀評(píng)價(jià)方法，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)圖像應(yīng)用過程中，人是最終的接受者。但是，這種評(píng)價(jià)方法的自由度大，它受觀察者的知識(shí)背景、觀測(cè)目的、觀測(cè)環(huán)境和條件及人的視覺心理因素等影響。加上評(píng)價(jià)過程繁瑣，人的視覺心理因素很難用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型來表達(dá)，從而導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果不夠精確，且不便于圖像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在工程應(yīng)用中也不便使用。另一方面，人們又從圖像自身出發(fā)，力圖用精確的統(tǒng)計(jì)和數(shù)值

3、計(jì)算來研究圖像的質(zhì)量，這就是所謂的客觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法?？陀^圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法雖然精確嚴(yán)格，簡(jiǎn)單易行，能較好地統(tǒng)計(jì)圖像之間的灰度差別，卻沒有考慮圖像觀測(cè)者的視覺心理因素，而圖像評(píng)價(jià)的主體——人在圖像評(píng)價(jià)時(shí)往往起著很重要的作用，因而客觀評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果有時(shí)并不能與觀察者的主觀視覺評(píng)價(jià)結(jié)果相吻合。因此，人們希望從圖像自身和人類視覺系統(tǒng)兩個(gè)方面來研究圖像質(zhì)量，力圖在圖像內(nèi)容和視覺質(zhì)量之間尋找一種最有效的評(píng)價(jià)方法，并取得了一定的效果。當(dāng)今，使圖

4、像質(zhì)量評(píng)價(jià)即客觀又符合人眼實(shí)際觀測(cè)質(zhì)量，同時(shí)使評(píng)價(jià)過程簡(jiǎn)單易行已成為圖像評(píng)價(jià)的重要課題和研究方向。 本文在前人工作成果基礎(chǔ)上對(duì)基于結(jié)構(gòu)相似性的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了研究，首先對(duì)人類視覺系統(tǒng)和圖像質(zhì)量之間的關(guān)系進(jìn)行了分析，然后對(duì)基于誤差敏感的質(zhì)量評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了分析并總結(jié)了其中所存在的問題及缺陷，最后，從圖像空間、人類視覺和圖像結(jié)構(gòu)等方面對(duì)基于結(jié)構(gòu)相似性方法進(jìn)行了研究。具體說來，主要包括以下幾個(gè)方面： 1.分析了圖像結(jié)構(gòu)空間

5、模型與人類視覺特性所存在的問題，分別從圖像模長、相位等角度分析了其對(duì)圖像質(zhì)量的影響，并分析了原始圖像和誤差圖像之間所存在的直流分量和交流分量的異同對(duì)圖像質(zhì)量的影響。 2.根據(jù)人眼的主要功能是提取圖像的結(jié)構(gòu)性信息理論，研究了圖像結(jié)構(gòu)對(duì)圖像主觀視覺質(zhì)量的重要性，并從實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證和分析了結(jié)構(gòu)相似性圖像評(píng)價(jià)結(jié)果與人眼視覺特性的一致性。 3.從圖像空間角度分析了圖像結(jié)構(gòu)相似性評(píng)價(jià)的有效性，并運(yùn)用梯度搜索方法從圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)比較系統(tǒng)角度