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.     

基于小波包分解的无参考立体图像质量评价

立体图像质量评价在立体图像处理领域中应用广泛.基于小波包分解的精细分辨率,提出了一种全新的无参考立体图像质量评价算法.选取合值图和差值图作为融合图来评估立体图像,首先,对立体图像对进行小波包分解,基于双眼竞争和双眼抑制原理,将分解后的左右视图进行融合得到合值图和差值图.然后,分别在融合图上提取自然场景统计(NSS)特征和信息熵;另外,考虑到左右视图之间的内在相关联系,提取结构相似度特征.最后,运用支持向量回归(SVR)来建立感知特征和主观分数模型并预测得到客观评价分数.采用该算法在LIVE 3D立体图像数据库上进行测试,实验结果表明,该算法与人眼主观评价结果一致性较高,优于当前主流的立体图像质量评价算法,符合人眼视觉感知特性.     

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.     

基于稀疏字典学习的立体图像质量评价

本文提出了一种基于稀疏字典学习的双通道立体图像质量评价方法.其中,一个通道结合视觉注意机制得到初始立体显著图,用中央偏移和中心凹特性对其进行优化得到最终的显著图,然后,对其进行稀疏字典训练获得显著字典;另一个通道将参考立体图像对进行SIFT特征变换,然后,对其进行稀疏字典训练获得SIFT字典.在测试阶段,利用已训练字典对参考图像和失真图像进行稀疏编码获得稀疏系数,并定义稀疏系数相似度指标以衡量参考图像和失真图像之间的信息差异;最后将两个通道的质量分数进行加权得到立体图像质量的客观分数.实验在两个公开LIVE库上进行测试,实验结果表明,本文算法的评价结果与主观评分具有更好的一致性,更加符合人类视觉系统的感知.     

基于卷积神经网络的立体图像质量评价

随着立体图像的广泛应用,迫切需要一个具有通用性的工具来评估立体图像的视觉质量,因此提出一种基于卷积神经网络的无参考立体图像质量评价算法。首先使用平面图像数据集对算法框架的主体结构质量图生成网络进行训练;然后使用训练好的网络预测立体图像融合视点图像的质量;最后使用一种加权融合方法得到最终的立体图像质量分数。试验结果表明,算法框架具有相对较好的准确性和鲁棒性。     

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.     

一种小波加权局部对比度的医学图像融合方法

针对利用小波变换进行医学图像融合存在的问题,提出一种基于小波变换的加权局部对比度的医学图像融合方法,该方法在低频子带采用区域标准方差的融合规则.由于人类视觉系统对局部对比度比较敏感,高频子带根据小波变换的方向特性采用加权局部对比度的融合规则,结合人眼视觉特性给出了加权局部对比度的系数选择方案,该规则更加符合生理视觉的特性.实验结果表明:该方法与传统融合方法相比,得到具有更好视觉效果和更优量化指标的融合图像.     

可见光与红外灰度融合图像感知对比度客观评价

如何客观有效地评价融合图像质量,是融合技术发展与装备应用面临的一个关键问题.图像对比度是衡量双波段灰度融合质量的一项重要的评价指标.针对目前的图像对比度客观计算模型没有充分反映人眼视觉特性,从而影响模型计算结果与人眼视觉感受的一致性的问题.在各向同性局部对比度计算模型基础上,引入人眼视觉的亮度掩盖特性,提出图像感知对比度客观评价模型.使用模拟灰度图像以及人眼主观评价实验得到的15组不同真实场景融合图像的对比度评价数据来验证客观计算模型.结果表明,相比于4种经典的对比度客观评价模型,建立的图像感知对比度模型评价结果更符合人眼视觉感受,可以有效实现双波段灰度融合图像感知对比度的客观评价.      

基于加权结构相似度的图像融合质量评价

利用结构信息理论,提出了基于加权结构相似度的图像融合质量评价方法.该方法充分考虑了图像的结构信息和人眼的视觉特性,无需标准参考图像,可以为不同场合下选择不同的算法提供依据.不同融合算法的质量评价结果表明该方法是有效的.     

基于投影权值归一化的立体图像质量评价方法

本文基于深度卷积神经网络和融合图像提出了一种引入投影权值归一化的立体图像质量评价方法.首先基于人眼双目竞争现象,提出对经过Gabor滤波后的左右视点图像进行彩色融合,从而得到单幅融合图像.卷积神经网络的输入即为预处理后的融合图像,通过卷积层自主对图像特征进行提取,采用池化层对特征信息降维,保留显著特征且减小网络计算复杂度;采用Re LU非线性激活函数缓解梯度消失,有效缓解了网络过拟合问题;网络引入数据批量归一化来规范各层输入数据的分布,引入投影权值归一化来保证权值参数的量级相同,有效地提升了算法的性能.本文在公开的立体图像库LIVE-Ⅰ和LIVE-Ⅱ上进行了实验.实验结果表明,本文方法在对称失真与非对称失真的立体图像质量评价上均具有较好的性能.     

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。     

基于立体图像显著区域的舒适亮度定量研究

研究立体图像观看舒适度的影响因素已成为立体显示领域的关键技术之一.本文首次结合视觉注意机制定量研究了亮度因素对立体图像观看舒适度的影响.首先,采用视差图和平面图像显著图相结合的方法获得显著立体图像;然后采用改进的逐级逼近法进行主观实验,得到显著立体图像的舒适亮度匹配图和差异图.本文所得亮度范围能够更好地反映立体图像的舒适度,为立体图像舒适度评价及立体显示技术的改进提供了新的依据.此外,论文采用眼动仪验证了所得立体图像显著区域的正确性.     

立体压缩图像的客观质量评价方法

针对立体图像的客观质量评价问题,提出了一种适合于立体压缩图像的质量评价方法．该方法基于平面图像的人类视觉系统评价模型,考虑了人类视觉系统的多通道特性和对比度敏感度特性,使用Contourlet变换实现多通道分解,将立体图像对的差值信号进行评价．实验结果表明,该方法得到的质量评价结果符合人眼视觉特性,与主观质量评价方法的一致性较好,能够客观反映压缩立体图像的质量．     

基于人眼视觉系统的运动图像视觉感知模拟

讨论了人眼在观看平板显示屏上运动图像时视觉失真的产生原因,并通过视觉感知实验对已有的视觉感知模型进行了修正,提出了将空间积分的影响加入到视觉感知模型中的改进方法.本文还利用该模型对一些显示屏上运动图像的视觉感知过程进行了模拟,结果表明,采用本文提出的模型获得的运动图像的视觉感知效果图更加接近人眼实际所观测到的图像.本文提出的视觉感知模型以及相关的软件模拟结果为进一步优化显示器件的驱动方法提供了评估手段.     

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。     

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．     

NSCT域梯度加权的红外与可见光图像融合

提出了一种非下采样轮廓波变换(NSCT)域梯度加权的红外与可见光图像融合方法.在多尺度变换图像融合框架下,先对多源传感图像进行非下采样轮廓波变换,然后对变换得到的图像低通成分进行梯度域加权融合,对高通成分进行绝对值最大选择融合,最后通过非下采样轮廓波逆变换得到融合图像.利用梯度加权融合生成融合图像的低通系数,更好地保留了各源图像低通成分包含的有用信息.大量实验结果表明:该方法能有效提升图像融合性能,明显增强融合图像的对比度,融合图像表现出更好的视觉质量和可观测性.