基于视觉显著性与对比度特性的图像质量评价

提出1种用于客观图像质量评价的新方法.分别对参考图像与失真图像进行高斯金字塔分解;对于分解后的每1层图像,采用基于相位谱的视觉显著图来计算2幅图像中每个对应像素点间的相似性,同时采用梯度图表示图像的对比度特性.视觉显著性和对比度特性互为补充,分别反映了人类视觉系统的不同特性,将2者加权相乘可获得单尺度的质量评价值;最后对各层结果进行综合可获得失真图像的客观质量评价值.在LIVE、TID 2008、CSIQ、IVC 4个公开的图像质量评价数据库上进行了大量的实验,结果表明,与其他相关的图像质量评价方法相比,提出的客观质量评价方法与人类主观评价的结果具有更好的一致性.     

一种失真模糊图像的无参考质量评价方法

针对现有的无参考质量评价方法对失真模糊图像不能有效评价这一现象,提出了一种针对失真模糊图像的无参考质量评价方法。该方法将结构相似度(structural Similarity,SSIM)全参考质量评价方法应用到无参考质量评价中,不仅扩宽了SSIM方法的应用范围,也解决了SSIM方法不能合理评价模糊图像质量这一缺陷。首先对失真模糊图像进行低通滤波得到参考图像,计算失真图像与参考图像的结构相似度;然后提取图像的纹理特征,计算失真图像与参考图像的纹理相似度;最后将这两个相似度指标作为输入,LIVE图像数据库提供的主观评价值(different mean objective score,DMOS)作为输出,建立一个[29 1]单隐层BP(back propagation)神经网络预测模型。实验结果表明,方法的预测结果稳定且与人的主观评价分数偏差小,Pearson相关系数(correlation coefficient,CC)和Spearman等级相关系数(rank order correlation coefficient,ROCC)均达到了0.97以上。     

分区域多标准的全参考图像质量评价算法

图像质量评价在图像采集、图像压缩、图像传输等领域有着广泛的应用,一直是图像处理领域的研究热点之一.本文提出了一种模拟人的视觉感知过程中的对不同区域敏感度不同的特点,针对待评图像进行分区域采用不同标准的全参考型图像质量评价算法.该算法首先对图像颜色空间由RGB转换到YIQ,使之更符合人类视觉特性;再对其亮度空间进行数学形态学的膨胀计算预处理,并用边缘检测算子标记出图像中所有的边缘像素点;根据5×5的邻域内是否包含边缘点将图像分为纹理区和平滑区域.针对包含边缘特征的纹理区域的结构参数采用梯度进行描述,参考图像和失真图像在像素点的方差表述像素点失真的敏感性;对于平滑区域的像素点采用对比度作为表征结构信息的变量,并使用基于视觉显著性的综合策略;结合失真和参考图像的视觉显著性矩阵、结构相似性矩阵SCR(x)、色彩饱和度相似性矩阵,可分别得到纹理区和平滑区的图像质量评价分区域结果.取两个分区域结果的均值,可得到最后的全图像质量评价指标SMC-IQA.该算法在CSIQ、TID2008和TID2013等3个通用的图像质量评价数据库上进行了实验.实验结果表明与主流的图像质量评测方法相比较,本文所提出的分区域多标准的全参考图像质量评价算法与主观评价的结果具有更好的一致性,更符合人类视觉系统的特性.     

基于视觉感知特征融合的图像质量评价

在图像压缩,图像恢复和图像传输等领域中真实评价输出图像的视觉质量是一项重要的工作。图像质量评价(IQA)旨在开发一种与人眼视觉感知紧密相关的方法。本文提出一个新的图像质量评价模型VFDP,该模型首先在视觉显著性特征基础上,结合颜色特征和梯度特征来描述局部图像质量。其中,本文采用新的计算梯度特征相似性方法,该方法融合参考图像与对应失真图像的亮度通道,并计算该通道的梯度图与参考/失真图像梯度图之间的相似性。最后采用平均偏差加权的方法对视觉显著特征,颜色特征与改进的梯度特征融合,得到图像质量评价结果。在TID2013、TID2008与LIVE数据库测试,结果表明VFDP所预测的PLCC与SROCC值优于8种主流算法预测的结果,其预测结果与人眼主观评价有较好的一致性。     

基于失真类型预测的图像质量评价方法

目的克服单个图像质量评价方法针对各种失真类型的性能表现不均衡的问题。方法首先从多个角度测量参考与测试图像的视觉相似性(包括人眼视觉系统,低层次视觉处理和本地纹理),接着分别利用粗糙集和支持向量机完成特征简化与图像失真类型预测,并最终根据测试图像所遭受的失真类型选取适当的质量评价算法。结果提出一种基于失真类型预测的图像质量评价算法。结论该算法在整体性能上要优于传统的图像质量评价算法,更好地体现了主客观评价的一致性;针对单个失真类型开发性能优的质量评价方法,可以进一步提升该算法的性能。     

基于边缘信息的图像质量评价研究

针对传统客观图像质量评价方法没有考虑人眼的视觉信息这一问题,本文提出了一种基于边缘信息的图像质量评价方法。该方法考虑到人眼对图像的边缘信息敏感,运用Prewitt算子提取参考图像与失真图像的边缘信息,对两图像的边缘信息做均方误差,来衡量失真图像的质量,实验结果表明,该方法比传统评价方法更接近于图像的实际质量。     

一种失真模糊图像的质量评价方法

目前的图像质量评价方法很难有效地评价失真模糊图像,其评价结果往往不符合人眼主观评价.为了寻求评价准确的方法,设计一种改进的结构相似度评价方法.考虑到小波分解能够模拟对比敏感度特性,利用不同空间频带的小波系数进行CSF特性加权,分别对待测试图像和参考图像提取出人眼感兴趣的中高频信息,然后进行结构相似度对比,以克服SSIM方法不能对失真图像有效评价的缺陷.经实验验证,该方法的评价结果比传统方法更符合主观评价.     

基于Gabor滤波的辐射状模糊图像质量评价方法

针对相向运动成像的辐射状模糊图像,提出了基于Gabor滤波的图像对比度相似度图像质量评价方法.该方法利用对数极坐标Gabor滤波器模拟人眼视觉系统处理图像的方式,实现对图像频率和方位角同时滤波的功能.结果表明,该方法的评价结果与主观评价结果的相关系数达到0.95,是一种评价辐射状模糊图像质量的有效方法.     

基于深度网络和视觉特性的无参考图像质量评价方法

图像质量评价是图像处理和计算机视觉领域的基础性问题,对于视觉信息的采集、处理和分析系统性能的评判具有重要的意义.现有的无参考型图像质量评价方法都是基于自然统计规律的,或者构建单一网络模型,并未考虑视觉感知特性,使得最终的评价结果与主观感受间存在较大差异.为此,本文提出一种结合多种网络特性和最差视觉感知特性的无参考型图像质量评价方法.首先,提取图像的去均值对比度归一化特征,将特征图进行重叠分块;然后,构建VGG与Inception相结合的深度网络,对图像块提取深度感知特征;最后,将分块图像的质量分数集合进行排序,利用视觉感知最差情况加权策略对序列进行加权求和,得到最终的图像质量分数.在国际公开的质量评价数据库CSIQ、LIVE和TID2013上的实验结果表明,本文方法取得了优于现有方法的主客观一致性性能.     

基于深度学习模型的图像质量评价方法

为了有效提取与视觉感知质量高度相关的图像特征,改进图像质量评价方法,在深度学习的框架下,提出一个全新的卷积神经网络IQF-CNN结构,能自动学习判别性更强的图像质量特征,并利用学习的特征进行图像质量评价.同时,该算法采用局部亮度系数归一化、dropout等技术进一步提高网络学习能力.实验结果表明:该算法能较准确地评估五种常用的图像失真,尤其在JPEG压缩、JPEG2000压缩和高斯模糊图像失真上与人眼主观感知质量具有很高的一致性,整体性能比较优于其他经典评价方法.     

基于稀疏表示特征差异性的屏幕图像质量评估

目前的屏幕图像质量评估方法大都是以单一级别的方式来评估图像的质量,这并不符合人类视觉系统的多层次特性。为此,提出了一种基于稀疏表示下梯度图像差异性的屏幕图像质量评估方法。将RGB图转为灰度图从而计算出梯度图后,学习参考图像字典,提取参考图像和失真图像的字典使用比重差异、长短差异、重叠率等特征,最后通过权重融合得到最终的屏幕图像质量评估结果。屏幕图像数据库(SIQAD)实验结果表明,该方法与人类主观分数有较高的一致性,在各类型失真图像的质量评估上也有优秀的表现。     

基于小波高频奇异值分解的无参考模糊图像质量评价

针对传统无参考模糊图像质量评价方法通常需要进行学习训练或构造参考图像再进行质量评价从而导致算法较复杂且计算量大的问题,文中提出一种简捷有效的图像高频奇异值分解的无参考模糊图像质量评价方法。该方法根据自然图像同尺度不同方向高频子带小波系数相关性随模糊程度加深而降低的特性,利用奇异值分解获取图像高频子带结构特征,计算同尺度不同方向高频子带结构特征向量夹角作为质量评价指标。通过LIVE2,CSIQ和TID2013图像数据库实验表明,提出的方法与主观评价具有较好的一致性,而且算法无需训练或构造参考图像,较传统评价算法运行更为简便,实用性更强。     

基于视觉感知高度相关的图像质量评价

评估并监控图像质量是数字图像处理技术的基础工作。客观图像质量评价(IQA)旨在通过计算机开发与人眼视觉感知密切相关的算法。本文充分模拟人眼视觉系统(HVS)和大脑机制,提出了一种新的基于机器学习的全参考型图像质量评价模型CGDR。该模型融合了图像的色度特征、梯度特征、对比敏感度函数(CSF)特征以及Gauss差分(DOG)频带特征。其中,改进后的梯度算法不仅包含更丰富的相邻信息和多方向边缘信息,同时强调了参考图像和失真图像的边缘相关性。在三个基准图像数据库上的实验结果表明,CGDR的预测性能优于八种主流方法,跨数据库测试体现出其强大的鲁棒性,预测结果能够与人眼主观感知保持高度一致性。     

一种基于高阶统计量的图像质量客观评价方法

提出一种新的图像质量的客观评价方法,该方法用平均高阶细节累积量作为衡量图像质量的指标,无需原始图像作参考,特别适合于多媒体图像通信及无法得到原始图的像的场合对图像质量进行评价,且很容易去除高斯噪声对图像质量评价的影响,仿真实验结果表明,该方法所得结果大多数情况下与峰值对数信噪比指标相符合,并且在峰值对数信噪比不能很好的反映图像质量的情况下,该方法所用的指标也能比较准确地反映图像的质量,符合人眼的视觉特征。     

基于小波域数字水印的图像质量评价方法

为了进一步提高部分参考型图像质量评价方法的准确性和水印隐藏性,提出了一种基于小波域数字水印的图像质量评价方法.首先结合人类视觉系统的特性检测原始图像的纹理丰富区域,获得水印嵌入指示图;然后将原始图像进行3层小波分解,根据水印嵌入指示图,在每个小波系数块内嵌入自定义水印,运用量化参数自动调节系统确保数字水印的隐藏性;最后通过失真图像的水印复原率实现对图像的客观质量评价.与传统的图像客观质量评价方法(PSNR)和部分参考型图像质量评价方法(RRIQA)的对比实验表明,文中提出的方法在预测精确性上分别高出8.5%和4.4%,单调性上分别高出5.4%和2.2%,一致性上分别高出5.7%和3.4%.     

基于初级视皮层视觉特性的图像质量评价方法

针对现有的图像质量评价方法多从特征提取角度考虑图像的失真,忽视初级视皮层是视觉信息处理和认知推理的前提的问题,受人类视觉系统特性的启发,提出一种基于初级视皮层视觉特性的图像质量评价算法;该方法基于对初级视皮层视觉特性的学习,利用初级视皮层中感受野对视觉感知信息的稀疏编码特性,提取模拟初级视皮层感受野特性的基函数,结合独立成分分析和结构相似度算法构建一种初级视觉相似性测度法,并在LIVE图像数据库中进行实验。结果表明,该模型的预测结果与主观质量评价有很好的一致性,并优于已有的结构相似度算法。     

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。     

基于稀疏表示与分解残差的全参考混合失真图像质量评价

基于稀疏表示的图像质量评价算法主要针对单失真类型,未考虑不同类型失真对图像不同成分造成的影响,也忽略了失真对稀疏分解残差的影响以及残差对稀疏系数的辅助作用.针对以上问题,将图像分解为纹理与卡通两部分,计算纹理与卡通稀疏系数,并考虑失真对局部残差与全局残差的影响,提出了一种适用于评价混合失真图像的全参考图像质量评价方法.在两个混合失真数据库(MDID2013和MLIVE)中的实验结果表明,该方法的评价结果与主观评分有较好的一致性.     

小波域结构相似度图像质量评价

针对结构相似度模型在模糊图像以及低位率压缩降质图像评价中存在的不足,提出一种基于小波域结构相似度的图像质量评价(WDSSIM)算法. 该算法将整幅图像划分成具有不同尺度和频率特征的子带图像,比较原始图像和失真图像的子带图像之间的结构相似度,并依据视觉系统对于不同频率特征失真敏感程度进行加权. 实验结果分析表明,WDSSIM算法对于更广泛一类的图像评价与主观感受保持较好的一致性.     

一种基于S-CIELAB的图像质量评价模型

在图像质量评价中加入人眼视觉系统特性能够提高其评价性能。S—CIELAB是一个在考虑了人眼视觉系统的空间模糊特性基础上计算彩色图像色差的模型。文章研究了采用S—CIELAB模型来评价图像质量的方法，对JPEG2000压缩图像与原图像失真度的预测结果与视觉评价基本一致。