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.     

双通道立体图像质量评价方法的研究

针对立体图像质量评价问题,基于人眼观测图像的感知特性,提出一种双通道立体图像质量评价算法。首先,获取双目视图的拉普拉斯金字塔序列构建融合图,采用并行域分解多权重化策略提取双目局部质量感知特征;然后,结合视觉平衡特性引入语义特征通道提取双目高层次语义特征;最后,在支持向量回归的基础上得到双通道主客观图像质量评价值的关系映射。双通道网络集成了包含视差信息的多局部细节特征与全局语义特征,在LIVE 3D 立体图像库进行性能测试,结果表明,算法所得预测值与主观评价值间具有良好的一致性。     

基于视觉感知的立体图像零水印算法研究

人眼感知立体图像,主要是对图像内容和深度信息的感知,而视点之间的差异是形成立体图像深度感知的一个重要原因。本文基于人眼视觉感知特性,提出了视点零水印和视差零水印算法,视点零水印将视点图像的亮度Y分量分块做DCT变换,并根据DCT域中低频系数的大小关系来构造视点零水印,提高了水印的鲁棒性和不可见性;视差零水印通过求取左右视图的视差值,搜索得到左右视图的匹配区域,根据匹配区域内左右图像块的DC系数大小关系来构造视差零水印。统计两类零水印恢复率,达到对立体图像质量和立体感知质量客观评价的目的。实验结果表明,该水印算法具有良好的鲁棒性和不可见性,通过水印恢复率客观评价图像质量和立体感知质量,与人眼主观评价具有一致性。     

基于视差图指导的无参考立体图像质量评价

考虑到视差图在立体成像中的重要性,设计了一种双通道的卷积神经网络来实现无参考立体图像质量评价.首先,建立一个以密集连接网络为主体的卷积神经网络结构,用于提取特征.其次,基于人类视觉系统的双目融合和双目竞争的特性,将左右视图进行R、G、B三通道融合得到彩色融合图像,并将此融合图像作为卷积神经网络的一个通道的输入;另一通道的输入为视差图,视差图起到了特征补偿的作用.然后,通过改进挤压和激励模块来实现视差图对融合图像的加权指导.这种加权策略加强了融合图像的重要信息的比重,减轻了非重要信息的比重.最后,在卷积神经网络的末端,将视差图的特征和加权校正过的融合图像的特征进行融合得到总体特征,将总体特征与主观评价方法得分进行回归分析,得到待测立体图像的质量分数.在两个公开的LIVE立体数据库上进行实验验证.结果表明:所提出的无参考立体图像质量评价方法能够有效地应对对称和非对称失真类型的立体图像,并与主观评测方法保持高度一致.     

基于网格与韦泊统计特性的立体图像质量评价

针对立体图像失真会改变图像对比度、边缘和结构等信息的特性,提出一种无参考立体图像质量评价方法.首先,利用韦泊分布的尺度参数β和形状参数η分别描述合成图、左右视图及视差图的梯度图像特征;然后用网格强度及其规律性分别描述合成图、左右视图及视差图的网格图像特征;最后,将所得特征输入支持向量回归(SVR)网络中训练模型,获得特征到质量分数之间映射关系的模型,从而预测立体图像质量.通过利用LIVE-3D I数据库和LIVE-3DⅡ数据库进行性能测试,证明了本文提出的方法与人眼视觉特性具有很高的一致性,且性能优于目前主流的图像质量评价算法.     

基于融合图像的无参考立体图像质量评价

长时间观看立体图像会导致视觉疲劳、恶心、头痛等不适感,如何结合人类的视觉特性对立体图像质量进行评价是近年来立体成像领域的研究热点.为此,本文提出了一种基于融合图像的无参考立体图像质量评价方法.为了更好地模拟人脑处理立体图像的过程,提出了一种先将左、右视图融合然后进行处理的融合图像算法.首先针对左、右视图分别在RGB 3个通道上进行Gabor滤波以模拟人眼的视觉多通道特性,获取其不同尺度和方向的结构特征,随后通过对比敏感度函数滤除图像的不重要频率信息,然后通过增益控制原理进行加权获得融合图像.相比之前无参考立体图像质量评价方法局限于提取手工裁剪的特征,本文采用直接将原始图像进行切块后,送入网络进行训练,让卷积神经网络自动地提取图像的特征,并且采用重叠切块的方法,相比于非重叠切块,重叠切块可以更好地保留相邻像素之间的关系,并且增加了训练的数据集.然而,与拥有几百万张图像组成的Imagenet数据库相比,立体图像数据库仅有几百张,而且构成图像的基向量是普适的,所以本文对在Imagenet数据库上训练好的Alexnet网络进行迁移学习,建立输入图像和输出质量值之间端到端的映射.迁移学习网络模型较传统卷积神经网络收敛快,而且具有更好的初始权重.最后,鉴于人眼在观看图像时总是倾向于从图像的中心开始寻找视觉注视点,然后其注意力由中央向四周递减,本文利用显著特性对图像小块的输出进行加权以更好地模拟人眼的视觉显著特性.在公开的LIVE3Dphase-Ⅰ、LIVE3Dphase-Ⅱ数据库上进行测试,结果表明本文所提方法在对称和非对称立体图像数据库上较其他方法均取得了较好的结果,能够与人类的主观感知保持良好的一致性.     

基于图像内容和双目特性的立体图像质量评价

为提高图像质量客观评价与主观评价的相关性,提出了一种基于图像内容和双目特性的立体图像质量评价方法。首先,分别对参考和失真图像的频域信息加权,提取感兴趣区域作为权重进行融合计算,得到基于图像内容的评价值;然后,利用拉普拉斯金字塔和双目加权模型实现对左右视点图像的逐层分解、融合,并重构合成图,得到基于双目特性的评价值;最后,结合两者得到立体图像质量评价值。以LIVE3D图像库为样本,将该方法与主观评价值作相关性分析。在相同条件下,对于五种失真类型的立体图像,其Spearman等级相关系数总体优于现有算法。结果表明,该评价方法对立体图像质量的预测结果与主观评价值具有较高的一致性。     

基于双目融合网络的立体图像质量评价

立体图像质量评价为3D技术的发展与应用提供了技术支撑.如何根据立体图像特点,构建更加符合立体视觉认知机制的立体图像质量评价模型,已成为该领域的关键问题之一.现有的立体图像质量评价方法要么先分别处理左右视图,然后结合左右视图质量得到立体图像质量分数;要么先对左右视图进行融合得到融合视图,然后评价平面的融合视图得到立体图像质量分数.事实上,大脑对立体视觉信号的处理是一个长期的复杂融合与处理的过程,并最终在视觉皮层完成对视觉信号的认知与判断.受大脑立体视觉认知机制的启发,本文提出一种基于双目融合网络的立体图像质量评价模型,实现了双目信息的多次融合与处理,模拟了大脑对双目信息进行处理和判决的视觉传导通路.所提出的双目融合网络包含左视图通道、右视图通道和融合通道,模拟立体视觉信息在视觉通路中的逐层并行处理过程;左右视图通道在网络中多次交互,模拟视觉通路中双目信息的多次融合与处理;网络末端的3个全连接层,模拟视觉信息经过视觉通路处理后复杂的质量判断过程.本文实验在两个公开立体图像库LIVE3D Phase Ⅰ和LIVE 3D Phase Ⅱ上进行,实验结果表明,该方法在对称与非对称失真立体图像上均能取得更好的结果,且较其他方法具有更强的普适性.     

基于小波包分解的虹膜图像质量评价算法

在虹膜识别系统中,虹膜图像的质量是影响识别效果的重要因素。为了保证识别的准确性,必须选择满足识别算法需要的图像来进行特征提取和模式识别。在对现有虹膜图像质量评价算法分析的基础上,该文提出了一种新的基于小波包分解的算法,根据虹膜纹理的特点确定小波包的分解方式,选取纹理高频分量分布最集中的子频带作为特征子频带,以其能量作为判别图像质量的准则。对比实验结果表明,该方法可以快速、准确地判断虹膜图像的质量,实现了对图像的实时处理,结果合乎人眼的主观度量,且区分不同质量图像的效果优于其它评价算法。     

局部和全局特征融合的色调映射图像质量评价

人类视觉系统首先粗略地感知全局区域,然后精细地感知局部区域的图像质量.针对色调映射图像的质量评价问题,考虑人眼视觉机制的特性,提出一种融合局部和全局特征的无参考图像质量评价算法.首先从全局特征出发,考虑了颜色矩、全局熵和欠曝光/过曝光条件下的明暗分布特性,得到相应的全局特征;然后结合局部对比度、局部熵和分块小波能量,得到相应的局部特征;最后,融合全局特征和局部特征,使用支持向量回归进行特征训练,建立图像特征空间与感观质量分数的关系,得到图像质量评价模型.在公开的ESPL-LIVE HDR数据库上验证,实验结果表明,提出的方法与主观评分有较高的一致性,并且性能优于目前较优秀的无参考图像质量评价算法.     

基于权重组合学习的无参考立体图像质量评价

深度学习被广泛应用于2D 图像的质量评价(2D-IQA) 研究中,而在3D 图像质量评价(3D-IQA) 中还没有展开深入研究.针对对齐失真立体图像,本文提出了一种基于权重组合学习的无参考立体图像质量评价模型.通过有效融合两支独立的单视图质量评价深度网络模型,将左右眼视图作为整体对象进行评估; 再根据双目竞争原理,又设计了一种权重深度网络用以估计左右眼的不同能量分布; 最后,这两个子网络组合成端到端的权重组合学习深度质量网络.实验结果证明: 该模型对于对称失真的立体图像质量评价有显著提升.     

影响立体图像舒适度的饱和度范围测定

针对立体成像领域的视觉舒适度问题,结合人眼视觉系统的特性定量研究了饱和度因素对观看双目立体图像舒适度的影响．采用三级步长逼近法,通过大量主观实验定义了双目立体图像舒适饱和度匹配图和舒适饱和度差异图,得到了立体图像饱和度匹配范围,并进一步验证了两图的普适性,根据两图判定立体图像是否舒适的准确率达到92％．实验结果能够为立体图像舒适度的主客观评价提供依据．     

视频会议系统中基于图像拼合的中间视合成

中间视合成是实现立体交互式显示的关键技术,即在观察者改变观看位置时,可以通过系统合成的虚拟视点获得环视的效果.该文提出一种基于图像拼合的中间视合成算法,利用图像插值和变形技术,生成虚拟视点图像.首先对立体图像对进行亮度均匀化处理,以消除左右图像间的平均亮度差异;然后根据左右视所含信息的不对称性,利用视差信息判断可靠区域,生成过渡中间视;最后采用图像拼合变形的方法进行中间视插值合成.实验表明,生成的虚拟中间视图像效果良好,基于对象的处理方式使得本算法具有速度上的优势,可用于头肩型视频会议场景的立体交互显示.     

基于人眼视觉特征的立体图像质量客观评价方法

在充分利用人类视觉特性的基础上,模拟人眼感知立体图像的方式,提出了一种立体图像质量客观评价方法。该方法考虑了对比度敏感度、多通道结构和掩盖特性等多种人眼视觉特性．在处理HVS模型的多通道中,将图像的空间频率按视觉系统的掩盖效应特点分成5个带分别进行滤波,以改变原始图像的空间频率实验结果表明,所提出的方法与主观评价结果基本一致,能够反映图像质量以及立体感的优劣．     

应用人类视觉特性的立体图像质量评价方法

提出了一种适合立体图像的质量评价方法,该方法基于平面图像的加权平均结构相似性评价规则,考虑了心理立体视觉的物理线索,联合了心理、生理立体视觉特性,最终给出了2种不同复杂度的实现方法．实验结果表明,2种复杂度不同的方法均能很好地用于立体图像的质量评价,且评价结果与主观评价结果相关性很强．     

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。     

基于立体图像水印算法的研究

提出了一种基于全局视差和左右视图图像块间对应关系的立体图像水印算法,来解决立体图像的版权保护和内容认证的问题。首先根据立体图像的左右视图求出立体图像的全局视差,然后找到左右视图的相似区域,最后相似区域内基于左右图像的对应关系完成水印的嵌入。由于DC系数是块能量的集中区域,其左右图像块间的对应关系比较稳定,所以本文选择左右图像Y分量DC系数进行水印的嵌入,这样可以提高水印的鲁棒性。仿真实验结果表明,水印具有很好的不可见性和较高的鲁棒性,能够抵抗高强度jpeg压缩、高斯和SBS编码攻击。