基于奇异值分解的图像质量评价

分析了传统的基于灰度误差的图像质量评价算法的局限,扩展了图像质量评价的定义.考虑原始图像和畸变图像尺寸不一致的情况,提出了用奇异值分解把图像矩阵转为向量,用奇异值向量之间的夹角作为图像的质量评价指标.实验表明:提出的基于奇异值向量夹角的准则对压缩、噪声和旋转、平移、尺度等几何畸变等都具有好的性质;且适于文中扩展的质量评价的定义.最后对实验结果和人类视觉系统的主观评价进行了比较分析.     

非下采样Contourlet变换耦合锐度制约的遥感图像融合

当前多数遥感图像融合算法主要是依靠比值法选取全色图像或多光谱图像中的其中一个高频子带作为高频融合系数,忽略了另一个高频系数所包含的信息,易导致融合图像出现模糊以及光谱失真等不足.对此,本文提出了基于非下采样Contourlet变换与锐度制约模型的遥感图像融合算法.通过亮度-色调-饱和度(IHS)变换,获取多光谱图像的I,H,S分量,利用非下采样Contourlet变换对多光谱图像的I分量以及全色图像进行多尺度精细分解,得到相应的低频子带与高频子带;利用像素点邻域的像素值之差构造锐度制约模型,完成低频子带的融合.考虑多光谱图像中I分量与全色图像的高频子带特征,构造高频子带融合模型,完成高频子带的融合;将融合后的高频子带与低频子带通过非下采样Contourlet逆变换,输出融合图像的亮度分量珔I,将珔I与H,S分量进行IHS逆变换,形成最终的融合图像.仿真实验显示,与当前遥感图像融合方法相比,所提方法的融合图像具有更高的视觉质量,可保留更多的光谱以及边缘等图像细节信息.     

基于饱和度的多尺度雾天降质图像质量增强算法研究

传统图像质量增强算法只适于薄雾状态下的降质图像,对浓雾状态下图像质量的增强效果较差。为此,提出一种新的基于饱和度的多尺度雾天降质图像质量增强算法,通过混合灰度转换函数子带分解多尺度Retinex算法挑选高、中、低三个尺度,结合雾天降质图像整体阴影区域和高光部分的细节,依次完成对雾天降质图像各个频段的质量增强,获取各个频段的质量增强结果。把获取结果与原图像共同视为一个图像集合,通过图像融合技术完成对所有图像的权重图分配操作,提高增强后图像质量。实验结果表明,所提算法能够有效增强雾天降质图像质量,主观客观评价结果均较优。     

基于剪切波变换与直觉模糊PCNN模型的图像融合方法

针对传统图像融合方法计算复杂度高、运行机制过于机械的问题,提出了一种基于剪切波变换(ST)与直觉模糊-脉冲耦合神经网络(IF-PCNN)模型的新型图像融合方法.利用ST优越的图像信息捕捉性能对源图像进行多尺度多方向分解,对经典PCNN模型进行改进,赋予IF性能形成IF-PCNN新型模型,并对低频子带图像和一系列高频子带图像进行融合,最后采取ST反变换获得最终融合结果图像.仿真结果表明,同现有的几种经典融合方法相比,文中提出的方法在主客观评价过程中均具有显著的优势.     

基于饱和度的多尺度雾天降质图像质量增强算法

传统图像质量增强算法只适于薄雾状态下的降质图像,对浓雾状态下图像质量的增强效果较差。为此,提出一种新的基于饱和度的多尺度雾天降质图像质量增强算法,通过混合灰度转换函数子带分解多尺度Retinex算法,挑选高、中、低三个尺度,结合雾天降质图像整体阴影区域和高光部分的细节,依次完成对雾天降质图像各个频段的质量增强,获取各个频段的质量增强结果。把获取结果与原图像共同视为一个图像集合,通过图像融合技术完成对所有图像的权重图分配操作,提高增强后图像质量。实验结果表明,所提算法能够有效增强雾天降质图像质量,主观客观评价结果均较优。     

沃尔什哈达玛变换域的无参考图像质量评价

图像失真会改变图像低频成份和图像高频成份的统计信息,基于这种特性,提出了一种新颖的无参考混合失真图像质量评价方法.首先对图像进行局部沃尔什哈达玛变换,将空域图像转换为局部沃尔什哈达玛变换图;然后在局部沃尔什哈达玛变换图上进行特征提取,即分别提取反映图像低频成份的零列率项和反映图像高频成份的非零列率项的旋转不变局部二值模式统计特征;最后利用支持向量回归网络训练特征,获得特征到质量分数的映射关系模型.在两个混合失真数据库(MLIVE数据库和MDID2013数据库)上对所提出的算法进行性能验证,实验结果表明,提出的算法具有很好的主客观评价一致性,性能优于目前现有较优秀的全参考图像质量评价算法和无参考图像质量评价算法.     

采用形状一致性特征的盲图像质量评价方法

针对基于学习的盲图像质量评价方法评估性能易受训练样本库内容和学习策略影响的问题,提出一种无需训练学习的、采用条件直方图形状一致性特征的盲图像质量评价(SCCH)方法。该方法首先计算失真图像中相邻区分归一化变换系数的联合条件直方图,从中提取形状一致性特征;接着依尺度分解特征矢量,并利用公开数据库构造特征属性-主观评分字典;最后将特征子矢量一范数与字典中各特征属性比较排序,对字典中主观得分进行插值以计算失真图像质量评分。在两大公开数据库的实验结果表明,SCCH方法与图像质量主观评分的线性相关系数值大于0.82,稳定保持在较高水平。与传统盲图像质量评价方法相比,SCCH方法无需训练学习,质量评分公式形式简单,质量评价系统容易实现。     

一种奇异值与其向量联合评估图像质量的测度

提出一种新的利用奇异值分解来评估全参考图像质量的测度.该测度联合使用奇异向量和奇异值,试图从能量和一种新的结构来评估图像失真.理论分析表明,该测度不仅能评估图像的局部误差,而且能评价图像的全局误差.仿真实验表明,与传统的算法相比,该测度能更有效地评估失真图像,尤其是噪声图像的质量,且与人眼的主观评价更加一致.     

基于奇异值分解的无参考立体图像质量评价

针对非对称失真立体图像,提出了一种基于奇异值分解的无参考评价算法.该方法首先考虑人眼对空间频率变化敏感的特性和双目融合特性,对立体图像进行Gabor滤波,基于奇异值分解的融合策略生成融合图.然后,采用亮度加权直方图的局部二值模式算法分别对融合图、左右子图像提取特征,并将左右子图像的特征向量融合、采用欧几里得距离和夹角余弦进行向量之间的比较;为度量非对称失真差异,利用图像相似度算法计算左右子图像之间的相似性.最后,将融合图的特征向量、子图像的融合及比较特征向量、子图像的相似度特征向量级联,利用支持向量回归(SVR)算法完成特征到主观质量分数的回归映射.在LIVE3DⅡ、Waterloo-IVCⅠ和Waterloo-IVCⅡ立体图像库上对本算法进行测试.实验结果表明,本算法性能良好,优于目前主流的立体图像质量评价算法.     

基于非均匀五株采样滤波器组的图像阈值除噪

针对传统二维小波缺少多方向特性和传统多方向滤波器组不能进行多尺度分解的缺陷,提出了一种具有多尺度多方向特性的非均匀五株采样滤波器组。该滤波器组每层分解具有一个低频子带和十二个高频子带,并可通过对低频子带的重复分解得到图像的多尺度信息,实现了多方向分解和多尺度分析的统一完成。将提出的非均匀五株采样滤波器组结合统一阈值方法应用于图像除噪。经试验验证,与小波统一阈值除噪相比,所提出的方法对除噪后的图像无论从视觉效果和峰值信噪比(PSNR)上都有较显著提高。     

基于非下采样contourlet变换的纹理图像检索算法

提出一种应用非下采样contourlet变换(nonsubsampled contourlet transform,NSCT)进行图像检索的算法,以获取一种兼顾纹理图像概貌和细节信息的特征,从而提高图像检索的性能.该算法利用NSCT对图像进行多尺度、多方向分解,获得子带系数矩阵;对低频子带系数提取能量和方差作为全局纹理特征,并对高频子带系数分别提取尺度间和尺度内纹理信息;通过非高斯双变量模型拟合子带系数,利用信息熵描述尺度间特征;尺度内特征通过对同一层子带图像按主方向排序,获得直方图图像,计算其加权信息熵作为特征向量.对Brodatz标准纹理库的检索实验结果表明,与同类算法相比,该文方法具有更高的检索性能.     

基于FFT配准和多尺度融合的声纳图像拼接算法

针对声纳图像视野窄,无法一次性反映大体积目标或同时呈现若干目标完整视觉信息的问题,提出一种声纳图像拼接算法.该算法主要步骤分为:声纳图像配准和声纳图像融合.根据声纳图像高噪声和低分辨率的特点,采用FFT图像配准方法配准声纳图像.对于准确配准后的声纳图像,提出一种基于NSCT多尺度分解的声纳图像融合算法.首先,对源图像进行NSCT多尺度分解,得到一系列不同尺度和不同方向上子带分解系数;然后,根据声纳图像特殊性,构建声纳图像融合规则:分别对低频子带采用门限判别法,高频子带计算局部区域对比度指导融合规则,产生融合图像在相应尺度和方向的融合系数.最后,对融合系数进行NSCT多尺度逆变换,生成融合后的拼接图像.通过声纳图像拼接实验验证提出方法有效性.     

ASIFT与SVD相结合的Contourlet域的抗几何攻击视频双水印算法

为平衡数字水印技术中的鲁棒性与透明性,提出基于仿射尺度不变特征变换(ASIFT)与奇异值分解(SVD)结合的Contourlet域视频双水印算法。首先,利用卡尔曼滤波器将视频帧内的运动物体进行分离获取运动宏块,对运动宏块进行Contourlet变换;其次,利用奇异值分解对图像的信号攻击存在较高的稳定性和低频子带系数直方图在旋转、缩放等几何攻击具有较强的鲁棒性,自适应地将混沌水印序列分别嵌入到高频子带奇异值矩阵和低频子带系数中;最后,以ASIFT的尺度和方向不变性作为触发器,用于判断嵌有水印的视频遭受的攻击类型。本文算法能保证嵌入水印的视频帧的峰值信噪比值(PSNR)在70 dB以上,水印的嵌入量达到240×360 bit。实验结果表明本文的算法能够保证水印的不可见性的同时针对几何攻击和信号攻击都具有较强的鲁棒性。     

一种无参考监控视频图像清晰度评价方法

监控视频调焦时容易出现镜头离焦,导致输出图像模糊。为了降低人工检测成本,提出了一种基于结构相似度的无参考图像清晰度评价算法,用于评价监控安防设备视频图像的清晰度。在无参考的情况下,首先利用Sobel算子和高斯滤波器对待评价图像构造参考图,在此基础上计算分块后的图像结构相似度SSIM,为了更好地与人眼习惯吻合,利用权值加成各子块SSIM值,最后根据计算值评价图像的清晰度。实验结果表明:本文方法对图像模糊敏感度高,检测准确性优于传统检测方法,可以应用于实时的监控视频图像诊断。     

云计算环境下大数据视频图像的尺度空间融合算法研究

针对传统算法融合图像质量差、清晰度低、损失图像包含信息的弊端,提出一种新的云计算环境下大数据视频图像的尺度空间融合算法,介绍了尺度空间理论。通过具有平移不变性特征的提升静态小波变换算法对云计算环境下大数据视频图像进行尺度空间融合,对待融合图像进行提升小波变换分解处理,获取不同尺度空间下的低频子带系数与高频子带系数。针对低频子带系数与高频子带系数给出各自的融合方案,获取融合图像的提升静态小波变换系数。通过提升静态小波逆变换获取最终的融合图像。从主观和客观两个方面对所提算法的融合效果进行测试。结果表明,所提算法主观融合效果好,通过客观评价指标对融合图像进行评价,发现所提算法得到的融合图像清晰度、质量佳,不会损失图像包含信息。     

云计算环境下大数据视频图像的尺度空间融合算法

针对传统算法融合图像质量差、清晰度低、损失图像包含信息的弊端,提出一种新的云计算环境下大数据视频图像的尺度空间融合算法,介绍了尺度空间理论。通过具有平移不变性特征的提升静态小波变换算法对云计算环境下大数据视频图像进行尺度空间融合,对待融合图像进行提升小波变换分解处理,获取不同尺度空间下的低频子带系数与高频子带系数。针对低频子带系数与高频子带系数给出各自的融合方案,获取融合图像的提升静态小波变换系数。通过提升静态小波逆变换获取最终的融合图像。从主观和客观两个方面对所提算法的融合效果进行测试。结果表明,所提算法主观融合效果好,通过客观评价指标对融合图像进行评价,发现所提算法得到的融合图像清晰度、质量佳,不会损失图像包含信息。     

SSIM框架下基于SVD的灰度图像质量评价算法研究

图像质量评价算法是图像处理研究中的基本问题.深入讨论图像奇异值分解的性质及基于结构相似性的图像质量评价框架,从理论和实验两方面指出两类算法存在错误评价的问题,并从结构相似的观点出发解释了基于奇异值分解的图像质量评价算法,提出了改进算法的思路.     

基于小波变换的一种红外图像增强算法

图像增强处理是红外图像预处理的必要和关键环节,但目标物体信号弱造成红外图像的对比度差,外界噪声干扰严重造成图像质量差。基于此,提出了一种基于小波变换与奇异值分解和阈值滤波相结合的增强算法。本文用小波分解将红外图像的高频与低频系数分开,低频域用奇异值分解处理方法来增强对比度和图像质量,高频域用阈值滤波处理来消除噪声突出细节;最后,经过小波逆变换和小波重构得到最终的增强图像。实验结果表明：此方法对比传统的红外增强算法,可以将红外图像的对比度提高,增强红外图像细节,在直观上更符合人的感官感应,是一种有效的红外图像增强方法。     

一种新的结构特征全参考图像质量评价方法

提出一种基于单演信号理论提取结构特征的全参考图像质量评价方法。方法首先利用单演信号理论将图像分解为幅值、方向和相位3个特征分量,构造单演相位一致映射图和特征分量相似度比较函数;然后对相位一致映射图进行Riesz变换,其变换后的一阶、二阶系数作为结构特征相似度比较函数,最后将单演信号的特征分量和结构特征相似度比较函数归一化加权计算得出最终的图像质量评价值。实验结果表明,由于单演相位一致具有较好的抗噪声能力,特征分量和结构特征相似度更加全面考虑到对于人眼感知图像结构的重要性,因此评价结果与图像主观质量评价具有较好的一致性。     

结合稀疏表示与神经网络的医学图像融合

临床辅助诊断对医学图像视觉效果提出了较高的要求,但非下采样轮廓波变换(NSCT)分解获得的低频子带系数不具有稀疏性,不利于保持源图像的细节信息。针对上述问题,提出了一种结合稀疏表示与脉冲耦合神经网络(PCNN)的医学图像融合算法。首先,通过NSCT将源图像分解成低、高频子带系数;其次,利用K奇异值分解(K-SVD)法训练低频子带系数获取过完备字典D,利用正交匹配追踪(OMP)算法稀疏编码低频子带系数,完成低频子带稀疏系数的融合。然后,利用高频子带的空间频率激励脉冲耦合神经网络,根据点火次数选择高频子带的融合系数。最后,将融合的低、高频子带系数通过NSCT逆变换重构出融合的医学图像。实验结果表明:对于边缘信息传递因子Q~(AB/F)指标,该算法灰度和彩色图像融合结果相比于对比算法约提升了34%和10%,且融合结果综合性能优于现有算法。