基于视觉注意的图像质量评价方法的研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:accessw2009
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图像质量评价在图像视频处理及计算机视觉应用等领域越来越重要。人类作为图像信息的最终接收者,作出的评价是唯一“正确”的,但是主观评价不能被嵌入到系统中。故研究的目标是设计能够自动预测图像的感知质量的指标。在本文中,两种基于视觉注意的图像质量评价方法被提出。  心理物理学实验表明,在给定场景中,人眼只是关注其中一部分区域并非所有区域,我们称被关注区域为显著区域。于是,本文基于显著区域的质量主宰整幅图像的质量这一假设,提出了一种基于显著性的评价方法。该方法主要包括三个步骤。第一,根据场景中物体的结构独立于亮度和对比度这一事实,分别定义了亮度、对比度和结构比较函数,计算参考图像和失真图像的亮度质量图、对比度质量图和结构失真质量图。第二,根据参考图像计算其显著图。由于自然图像的对数频谱具有局部线性的特性,在统计上的奇异性被认为是图像的奇特部分,即通过对参考图像在对数频域的冗余来计算显著图。为了使获得的显著图更适合作为权值,我们通过阈值的方法将显著图处理为二值图像。第三,将显著图作为亮度、对比度和结构三个质量图的权值进行融合,计算失真图像的最终质量分数。人眼高度关注场景中物体的结构,结构质量主宰整幅图像质量,因此在融合过程中结构失真的权值被放大。最后,通过在 LIVE图像库上进行实验,结果证明所提出的方法相对其他评价模型更接近主观评价。  在观察待评图像初期,图像中含有重要内容的区域通常吸引视觉注意力,此外,质量差的区域也会相继改变或者吸引视觉的注意。假设这两种区域同等程度吸引视觉注意力,本文相继提出了第二种基于视觉注意的评价方法。首先,我们提出一个新的视觉注意模型。根据参考图像的内容利用上述显著模型计算显著区域,采用百分比的策略,即将质量图排序然后选取最差的一部分,得到因图像质量引起视觉注意的区域,最后通过对这两部分区域进行线性运算计算最终的视觉注意区域,得到视觉注意模型。其次,将提出的视觉注意模型引入到质量评价方法中,在多个尺度上进行计算失真图像的质量。最后,在LIVE图像库和TID2008数据库上进行实验,结果证明该方法相对目前最新的评价方法仍有一定提升。
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