基于图像相关性和结构信息的无参考图像质量评价

分析了非下采样Contourlet变换(NSCT)方向子带亲 戚系数 间和父子系数间的强相关性及其包含的结构信息,并基于图像发生失真会 影响这些系数间的强相关性和结构信息的假设,提出了一种新的无参考图像质量评价(NR-I QA)方法。首先,分别计算 NSCT方向子带亲戚系数间和父子系数间的互信息(MI),以此作为描述这些系数 间相关性的统计特征;其次, 分别计算NSCT方向子带亲戚系数间和父子系数间的结构相似度(SSIM),以此作为描述 图像结构信息的统计特征; 进而,结合这些系数间的MI和SSIM等统计特征,构造了相应的NR-I QA模型和图像 失真类型识别模型;最后,在LIVE及LIVE Multiply Distorted图像质量评价数据库上进行 了大量的实验仿 真。结果表明,本文评价模型的评价结果与人类主观评价具有非常高的相关性,LIVE图 像质量评价数据 库上的斯皮尔曼等级相关系数和皮尔逊线性相关系数均在0.931以上 。无论总体评价效果还是各失真类型 评价效果,与当今主流评价算法相比非常具有竞争性;而且,失真类型识别模型的识别精度 可以达到92.31%,明显高于这些主流算法。     

基于像素失真耦合边缘特征融合的无参考质量评价

为了适应多种类型的模糊图像进行质量评价,提高评价模型对图像模糊和振铃的洞察能力,提出了一种像素失真与边缘特征融合的无参考质量评价算法.首先,根据像素失真理论,计算图像像素的标准差和绝对差分值,提取图像的像素特征;然后,计算图像水平和垂直方向的过零率,并利用边缘保持滤波器对图像边缘信息进行测量,精确提取图像的边缘特征;最后,利用提取的像素特征和边缘特征,定义特征融合函数,并引入粒子群优化(PSO)对融合函数参数进行优化,提高对图像模糊和振铃的洞察能力,根据融合特征构建图像质量评价模型.与当前无参考质量评价算法比较,所提算法能够有效地对JPEG(Joint Photographic Experts Group)、JPEG2000(Joint Photographic Experts Group 2000)、模糊等失真图像进行质量评价,评价指标CC(Correlation Coefficient)与SROCC(Spearman Rank-order Correlation Coefficient)达0.9477和0.9153.该算法与主观评价方法具有较好的一致性,能够较好地适用于多种类型的失真图像评价.     

基于空间分布分析的混合失真无参考图像质量评价

针对难以准确有效地提取混合失真图像质量特征的问题,该文提出一种基于空间分布分析的图像质量评价方法。首先将图像进行亮度系数归一化处理,然后将图像进行分块,利用卷积神经网络(CNN)进行端对端的深度学习,采用多层次卷积核堆叠的方法获取图像的质量感知特征,并通过全连接层将特征映射到图像块的质量分数。再将块质量分数汇总获取质量池,通过对质量池中局部质量的空间分布情况进行分析,提取能够表征其空间分布情况的特征,然后采用神经网络建立局部质量到整体质量的映射模型,将图像的局部质量进行汇总。最后在MLIVE, MDID2013, MDID2016混合失真图像库中进行性能测试以及与相关的对比算法进行比较,验证了该算法的有效性。     

基于人眼失真敏感度的图像质量评价算法研究

人眼作为图像的最终观测者,对图像失真的敏感度会随着图像纹理的变化而变化。根据人眼视觉系统的这一特性,将图像的纹理信息引入到图像质量计算中,提出了一种基于人眼失真敏感度的结构相似度算法(DS-SSIM)。通过对LIVE DATABASE中5种失真类型共779张失真图像的仿真实验得出,相比PSNR,SSIM,ESSIM等算法,DS-SSIM算法的评价结果与人为主观评分具有更高的一致性,更加符合人眼视觉特性。     

基于正则化方向失真的压缩图像质量评价

图像质量评价是图像和视频处理系统中的基本算法。该文在分析人眼视觉系统对图像感知特点的基础上,结合二维图像的几何本征特征研究,提出了一种新型的基于图像正则化方向失真的完全参考质量评价算法。该方法计算简单,物理意义明确。仿真试验结果表明,该方法符合人眼视觉系统特性,所得到的图像质量客观评价结果与主观评价结果之间具有更好的一致性。     

结合结构信息和亮度统计的无参考图像质量评价

基于非下采样Contourlet变换(Nonsubsampled Contourlet Transform,NSCT)子带系数间的结构相关性,本文提出了一种通用的无参考图像质量评价方法.首先,利用互信息分析NSCT子带系数间的相关性,确定出相关性比较强的子带系数;其次,分别计算这些子带系数间的结构信息比较算子,以此作为描述图像结构相关性的统计特征;进而,结合空间域亮度均值减损对比归一化(Mean Subtracted Contrast Normalized,MSCN)系数及其邻域系数的统计特征,分别构造相应的无参考图像质量评价模型和图像失真类型识别模型;最后,在LIVE等图像质量评价数据库上进行了大量的实验仿真.仿真结果表明,评价模型的评价结果与人类主观评价具有非常高的相关性,与当今主流评价算法相比非常具有竞争性.     

基于掩盖效应和梯度信息的无参考噪声图像质量评价改进算法

针对目前大多数噪声图像质量评价算法借助域变换或机器学习所带来的运算量大、训练过程繁复等弊端,以及依赖人工设置固定阈值存在普适性不佳的问题,该文改进了一种基于掩盖效应的空域噪声图像质量评价算法。首先依据Hosaka原理提出层递进的分块规则,将图像分成与其内容频率分布高低相符的不同尺寸的子块并赋予相应的掩盖权值;然后通过提取像素点梯度信息,经两步检噪实现子块噪点甄别;再使用掩盖权值对子块噪声污染指标加权得到初步质量评价结果;最终修正和归一化后为整图质量评价结果——改进的无参考峰值信噪比(MNRPSNR)。应用该算法在LIVE和TID2008图像质量评价数据库上对多种噪声类型图像进行实验,结果显示其较目前主流评价算法保有很强竞争力,对传统算法改进效果显著,与人眼主观感受一致性高,普适于多种噪声类型。

     

基于RFB和超网络的跨尺度多层次真实失真图像质量评价方法

为了能在真实失真图像质量领域实现高效的跨尺度学习,提出一种双分支特征提取方法。首先,利用对比学习方法自监督地提取跨尺度、跨颜色空间的图像内容感知特征;随后,采用基于扩张感受野和超网络的策略,将多层次特征信息与跨尺度信息进行循环交互融合,以获取更贴近人类感知的图像质量特征。基于公开真实失真数据库的实验结果表明,所提算法在真实失真图像质量评价上取得了优越性能,而且,通过两个尺度的实验结果展示了该算法实现了更高效的跨尺度学习,从而为图像多尺度深度网络的应用提供了较好基础。     

基于局部信息失真建模的图像质量评价方法

针对传统的基于像素差值统计的方法以及结构相似度方法不能很好地反映主观评价结果的情况,提出了一种利用图像局部信息失真建模的质量评价方法。该方法通过考虑人眼视觉系统的特点,对像素灰度失真、局部对比度失真和局部结构失真进行建模,并利用局部方差作为权重,得到了最终的图像质量评价测度。其物理意义明确,而且计算相对简单。在LIVE图像数据库上的实验表明,本文方法对于jp2k,jpeg,gblur和fastfading失真的质量预测准确性和一致性都很高,均优于结构相似度方法,对于wn失真也有较好的预测结果。与几种公认较好的方法相比,本文方法表现出了很好的预测性能,得到了与人眼主观感知更加一致的结果。     

基于人眼视觉的小波域结构相似性图像质量客观评价方法

针对空域结构相似性评价方法在几何失真图像及噪声污染图像的质量评价中存在的不足,在考虑人眼视觉特性前提下,研究了一种基于人眼视觉的小波域结构相似度的图像质量评价方法(WDSSIM),该方法首先将参考图像和失真图像进行小波变换,以获取不同尺度和频带的子带图像,并根据人眼视觉JND模型,获取人眼视觉对参考图像的带间敏感度和各子带的带内敏感度;然后,以带内敏感度因子为权值分别求取参考图像和失真图像同一尺度和频带的子带图像之间的结构相似度;最后,以带间敏感度因子为权值对各子带对的结构相似度进行加权归一化,获得整幅图像的结构相似度.     

基于平滑特性的压缩图像质量盲评估

根据压缩图像中图像块平滑特性的不同,提出了一种基于平滑因子的压缩图像质量盲评估方法.通过统计图像中为零的一维DCT交流系数的比例,构造了压缩程度因子以及质量评估体系,可有效区分图像的压缩程度.实验表明该方法对压缩图像有较好的评价效果,同时在对低通滤波图像的质量评估中性能优于利用块边缘像素差异的方法.     

基于结构信息提取的图像质量评价

结构相似性理论是一种关于图像质量评价的新思想.与自底向上地模拟人眼视觉系统(HVS)低阶的组成结构不同,结构相似性理论自顶向下地模拟HVS的整体功能.作为结构相似性理论的一个实现,结构相似度(SSIM)指数有着简单高效的优点,但SSIM在交叉失真类型和失真严重时的准确性不够好.本文将结构信息重新解释为图像中能量足够大的中高频成分,从新的角度将SSIM理解为一种更好的局部误差度量方式.提出一种基于结构信息提取(SIExt)的图像质量评价方法,将图像中的结构信息分离出来给予较大的权重,并用SSIM作为误差度量估计局部失真.实验结果表明,SIExt比PSNR和SSIM等方法有更好的准确性.     

视频质量客观评价技术研究

针对无线网络上的视频质量客观评价的应用,从客观评价技术所属的"体系"、所基的"方法"和所用的"算法"层面,对当前繁多的客观评价算法进行分类,重点探讨各算法的分类依据、方法思路、优缺点和技术演进趋势.     

数字图像客观质量评价方法研究

文中重点探讨了数字图像客观质量评价方法.首先指出目前通用的均方误差和峰值信噪比方法存在缺陷;然后对目前研究的较为成熟的全参考和弱参考质量评价进行归纳总结,将新的图像质量客观评价研究分为三类:基于人类视觉系统的质量评价、基于质量相关因素的质量评价和基于结构失真的质量评价,并对每一类的主要模型进行了性能分析;最后指出了图像质量评价的研究方向.     

三维网格客观质量评价

随着三维网格在数字游戏、影视动画、虚拟现实等领域的广泛应用,针对三维网格的处理方法也越来越多,包括压缩、简化、嵌入水印和去噪等,这些处理技术均不可避免地导致三维网格的失真.如何更好地评估三维网格的视觉质量成为目前亟需解决的问题.回顾了近20年来发展起来的三维网格的客观质量评价方法.介绍了这一领域常用评价方法的技术指标以...     

基于像素连通特征的一种快速图像匹配算法

针对基于灰度相关的图像匹配方法速度慢的特点,提出了一种基于像素连通特征的快速图像匹配算法。算法先利用一定的像素分类原则,将所有像素分为5类,再按照一定的连接原则按列统计每个模板列长度的连通分量个数。用模板各列的连通分量个数与待搜索图的各统计值进行串模式匹配。分析及实验结果表明,算法在保持较高匹配精度的同时,运算速度显著提高。     

基于支持向量回归的立体图像客观质量评价模型

立体图像质量评价是评价立体视频系统性能的有效途径,而如何利用人类视觉特性对立体图像质量进行有效评价是目前的研究难点。该文根据图像奇异值有较强稳定性的特点,结合立体图像的主观视觉特性,提出了一种基于支持向量回归(Support Vector Regression, SVR)的立体图像客观质量评价模型。该模型通过分析立体图像的视觉特性,提取左右图像的奇异值作为立体图像的特征信息,然后根据立体图像的不同失真类型情况对其特征进行融合,通过SVR预测得到立体图像质量的客观评价值。实验结果表明,采用该文提出的客观评价模型对立体数据测试库进行评价,Pearson线性相关系数值在0.93以上,Spearman等级相关系数值在0.94以上,均方根误差值接近6,异常值比率值为0.00%,符合人眼视觉特性,能够很好地预测人眼对立体图像的主观感知。     

Gaussian Process-based Feature-Enriched Blind Image Quality Assessment

The objective of blind-image quality assessment (BIQA) research is the prediction of perceptual quality of images, without reference information. The human’s perceptual assessment of quality of an image is the backbone of BIQA research. Therefore, human-provided, mean opinion score (perceptual quality) has been analyzed in detail, and it has been observed to follow the Gaussian distribution and thus can be ideally modeled by the same. In this paper, we have proposed an integrated two-stage Gaussian process-based hybrid-feature selection algorithm for the BIQA problem. Moreover, a new consolidated feature set (obtained from the proposed algorithm), consisting of momentous Natural Scene Statistics (NSS)-based features is used in combination with the Gaussian process regression algorithm for the design of a new blind-image quality evaluator, referred to as GPR-BIQA. The proposed evaluator is tested on eight IQA legacy databases, and it is found that the proposed evaluator proficiently correlate with the human opinion, and outperformed a substantial number of existing approaches.