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.     

客观评价彩色图像质量的全四元数结构相似度方法

在不损失彩色图像颜色信息的基础上,通过定义一 种全四元数模型 将四元数的3个虚部以及实部全部用于表示彩色图像的结构信息,从而在完整保留颜色信息 的基础上提高了四元数矩阵的信息承载量。为了进一步增加与主观感知的一致性,将彩色图 像的细节信息和颜色分量合并作为四元数的实部和虚部,进而改进传统的图像质 量评价结构相似度(SSIM)方法,采用四元数结构相似度方法 实现了对待测图像的质量评价。实验结 果表明,本文方法既保留了彩色图像的颜色信息,又增强了图像内容中人眼 敏感的细节信息,采用LIVE数据库和IVC数据库验证了本文方法的评价指标,实验结果 表明, 所提指标与人眼主观感知的一致程度要好于传统的图像质量评价方法以及纯四元数SSIM方法。在交叉失真实验中,量化评价结果的Kendall等级相关系数 (KRCC),Spearman等级相关系 数(SRCC)以及均方根误差(RMSE)为0.6929、0.881以及 7.506,均好于实验中采用的其它几种方法。     

基于梯度信息的图像质量评判方法的研究

图像质量客观评判标准广泛应用于图像处理中,基于人眼视觉系统的客观评判方法一直是图像处理领域的研究热点.最近,Zhou Wang等人提出了基于结构信息的评判方法—结构相似度(SSIM),它的理论基础是人眼视觉系统能高度自适应地提取场景中的结构信息.SSIM方法简单、评判性能优于PSNR(或MSE).但随着研究的深入,我们发现SSIM算法存在着一些问题,特别是不能很好地评判模糊失真类的图像.本文提出两种基于梯度信息的图像质量评判方法—基于梯度的结构相似度(GSSIM)和基于边缘的结构相似度(ESSIM).实验结果表明,GSSIM能更好地符合人眼视觉系统特性,而ESSIM对于模糊图像则取得了最好的评判效果.     

小波域结构相似度融合图像质量评价方法

针对融合图像质量评价问题,分析了图像质量评价与融合图像质量评价的关系,给出了融合图像质量评价方法的一般表达公式,指出构造实际并不存在的参考图像是解决融合图像质量评价问题的关键。在此基础上,基于空域结构相似度评价方法,对输入源图像和融合图像分别进行小波分解,利用输入源图像小波分解系数构造参考图像小波系数,然后根据人眼视觉敏感度带通特性对参考图像和融合图像的各小波频带进行加权,从而得到整幅图像的小波域结构相似度评价指标,利用目标可探测性、细节可分辨能力和图像整体舒适性构成主观评价指标分别和交互信息量、基于空域的结构相似度比较。实验结果表明,相比于传统的客观评价方法,提出的方法所得结果与主观评价结果的一致性更好。     

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.     

基于三维特征和结构相似度的图像质量评价方法

分析了人眼视觉特性、双眼视差异信息等三维特征,将立体视觉与图像的结构相似度(SSIM)相结合,提出了一种新的立体图像质量评价方法。该方法考虑了立体图像的亮度、纹理细节和空间位置等因素对人感知立体效果的影响,利用加权平均结构相似性(WMSS)联合统计学方法得到评价初值,用包含三维景物深度信息的双眼视差信息进行修正,作为立体图像质量的评价结果。实验表明,该方法符合人眼视觉特性,与主观评价(MOS)的一致性较好。     

一种基于HWD结构相似的图像质量评价方法

针对传统图像质量评价方法峰值信噪比PSNR和结构相似度SSIM没有充分考虑人眼视觉特性,所得结果有时并不能与人眼的视觉所感知到的实际质量一致的问题,通过对图像结构相似度和人眼视觉系统的研究,文中提出了一种新的基于HWD结构相似的图像质量评价方法。首先对图像进行Hybrid Wavelets and Directional Filter Banks(HWD)分解,提取图像不同频带不同方向上的信息,然后计算各子带结构相似度,最后综合人眼视觉特性的CSF得到图像质量评价值。实验结果表明文中方法相比峰值信噪比PSNR、结构相似度SSIM算法具有更高的准确性和良好的相关性,可以更好的评价图像质量。     

基于结构相似度的自适应图像质量评价

考虑到在结构相似度(SSIM,structural similarity)模型中,亮度、对比度和结构度3个评价因子对不同失真类型图像质量评价(QA)的贡献程度不同,本文提出了根据图像失真类型分析的自适应SSIM(ASSIM)的IQA方法。首先,分析失真图像和参考图像的小波子带能量、傅里叶功率谱和幅度谱的数据特点,据此判定图像失真类型,包括高斯白噪声(WN)、JPEG压缩(JPEM)、高斯模糊(Gblur)及类JP2K4类失真;接着,通过优化算法确定SSIM在评价不同失真类型图像时最佳的评价因子权重;最后,将图像的失真类型判别和评价因子的调整相结合,实现对图像的自适应评价。实验结果表明,由于失真类型的判断和评价因子权值的优化,ASSIM对各类失真图像的评价效果都要优于SSIM,特别是对Gblur失真的图像进行评价时,Pearson系数(CC)值提高了0.05,Spearman等级相关系数(SROCC)值的提高超过0.039。     

一种基于局部方差和结构相似度的图像质量评价方法

针对结构相似度(SSIM)方法对图像不同失真类型的敏感程度不同的问题,提出了一种基于局部方差和结构相似度的图像质量评价方法.计算并比较了两图像整体局部方差的分布,分析了度量结果所表征的图像特征.局部方差较好地体现了图像的细节信息,因此对于模糊等失真类型较为敏感,但是对于噪声污染等失真类型的敏感程度较低.因此,本文提出的评价方法将局部方差与结构相似度方法相结合,平衡了二者对造成图像失真各种因素的不同敏感偏向,从而使评价结果更加接近人眼对图像质量的主观感觉.实验结果表明,该方法充分考虑了图像中人跟比较敏感的细节信息的完整程度对图像质量的影响,评价结果优于SSIM方法,与人的主观感觉的一致性较好.     

基于小波域加权结构相似度的SAR干扰效果评估

本文根据结构相似度指标以及人眼视觉系统(HVS)特性,提出了一种合成孔径雷达(SAR)干扰效果评估方法.该方法在小波域内计算每个子频带的结构相似度(SSIM),并且根据HVS的对比敏感度函数(CSF),对各个子频带的结构相似度进行加权,最终获得小波域加权的结构相似度(WWSSIM)评估指标.通过计算机仿真证明:该评估指标不仅能够衡鼍干扰对图像的扰动量,而且比传统的能更好地反映人眼对图像质量的主观感受,还能反映干扰能量在图像不同位置分布时图像的信息损失量.     

一种基于Contourlet变换的图像质量评价算法

由于基于Contourlet变换的图像处理已经成为多尺度、多方向图像处理领域的重要组成部分,所以能对嵌入Contourlet变换域图像处理系统中的图像质量进行评估的算法就成为重要的评估方法。通过对Contourlet变换域图像结构特性的研究,提出了Contourlet结构相似度(CSSIM)的图像质量评价方法。在LIVE图库上的实验结果表明CSSIM比SSIM和DWTSSIM(基于小波的SSIM)更加符合人眼的视觉特性,可以更好地评判图像质量。因此该算法可应用于基于Contourlet变换的图像处理系统中。     

图像质量评价方法研究进展

图像质量评价是图像处理领域的研究热点。该文综合论述了图像质量的主观和客观评价方法,重点阐述了单视点图像质量的客观评价方法。对目前比较常用的峰值信噪比和均方误差全参考评价算法进行了分析并指出其存在的问题。然后,对基于误差敏感度和基于结构相似度的评价算法进行了论述和分析,并对质降和无参考评价方法进行了综述。根据视点的个数,图像质量评价可分为对传统单视点图像和立体图像的评价。该文还对立体图像质量评价算法进行了分析讨论。最后,就图像质量评价算法的进一步发展提出了若干技术与研究方向的展望。     

基于人眼视觉特性的彩色图像质量评价

图像处理系统的性能优劣的评判往往需要一个合理迅速的图像质量评价算法作为支撑.传统的图像质量评价算法由于没有充分考虑人眼的视觉特性,使得质量评价结果与实际图像的人眼感知质量不符.根据人眼对图像边缘信息非常敏感这一人眼视觉特性,提出一种综合图像边缘和背录相似度的算法(EBS)来评价彩色图像质量,即通过比较失真彩色图像与原始参考图像的边缘以及除边缘之外的背景相似程度最终确定失真图像的质量.应用于由779幅包含五种类型失真的图像质量评价库的实验结果表明,该算法的评价结果相比PSNR,MSSIM,IFC以及基于像素域的VIF等算法与图像的主观评价结果(由DMOS值表示--将背景不同的一组观察者对失真图像的评分进行统计平均后所得到的评价结果)更一致,也即该算法的评价结果更接近图像的实际视觉感知质量.     

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.     

基于内在生成机制的多尺度结构相似性图像质量评价

该文针对多尺度结构相似性(Multiple-scale Structural SIMilarity, MSSIM)图像质量评价算法对图像信息不确定部分度量能力的不足,结合人类视觉系统(HVS),提出基于内在生成机制(internal generative mechanism)的iMSSIM算法。首先采用基于逐段式自回归(Piecewise AutoRegressive, PAR)模型的内在生成机制将失真图像和原始图像分解成采用MSSIM算法评分的图像内容预测部分和采用PSNR评分的图像信息不确定部分;然后采用均方误差(MSE)进行加权来联合这两部分评分获得最终结果。在基准数据库上完成的对比实验表明：该算法不仅在不同失真类型上性能最好,且在6个公开数据库上的性能优于现有算法。     

一种基于小波分析的部分参考型图像质量评价方法

部分参考型图像质量客观评价方法已经成为图像质量评价领域研究的热点之一。该文利用视觉感知特性,通过统计图像经小波分解后视觉感知系数在各子带中的变化情况,提出了一种基于小波分解的部分参考型图像质量评价方法。该方法与经典的RR-WISM(Reduced-Reference image quality assessment using Wavelet-domain natural Image Statistic Model)方法相比,主观感知的相关系数平均提高3%,主观感知的离出率平均降低6%,传输数据量减少50%,计算代价大大降低。实验结果表明提出的方法与主观感知有很好的一致性。