一種無(wú)參考立體圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，尤其是涉及一種無(wú)參考立體圖像質(zhì)量客觀評(píng) 價(jià)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著圖像編碼技術(shù)和立體顯示技術(shù)的迅速發(fā)展，立體圖像技術(shù)受到了越來(lái)越廣泛 的關(guān)注與應(yīng)用，已成為當(dāng)前的一個(gè)研宄熱點(diǎn)。立體圖像技術(shù)利用人眼的雙目視差原理，雙目 各自獨(dú)立地接收來(lái)自同一場(chǎng)景的左視點(diǎn)圖像和右視點(diǎn)圖像，通過大腦融合形成雙目視差， 從而欣賞到具有深度感和逼真感的立體圖像。與單通道圖像相比，立體圖像需要同時(shí)保證 兩個(gè)通道的圖像質(zhì)量，因此對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)具有非常重要的意義。然而，目前對(duì)立體圖像 質(zhì)量缺乏有效的客觀評(píng)價(jià)方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。因此，建立有效的立體圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)模型具 有十分重要的意義。
[0003] 由于影響立體圖像質(zhì)量的因素較多，如左視點(diǎn)和右視點(diǎn)質(zhì)量失真情況、立體感知 情況、觀察者視覺疲勞等，因此如何有效地進(jìn)行無(wú)參考質(zhì)量評(píng)價(jià)是亟需解決的難點(diǎn)問題。目 前的無(wú)參考質(zhì)量評(píng)價(jià)通常采用機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)模型，計(jì)算復(fù)雜度較高，并不適用于實(shí) 際的應(yīng)用場(chǎng)合，存在一定的局限性。因此，如何在評(píng)價(jià)過程中有效地提取圖像特征信息，如 何降低評(píng)價(jià)的計(jì)算復(fù)雜度，如何使客觀評(píng)價(jià)結(jié)果更加感覺符合人類視覺系統(tǒng)，是在對(duì)立體 圖像進(jìn)行無(wú)參考客觀質(zhì)量評(píng)價(jià)過程中需要研宄解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無(wú)參考立體圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)方法，其能 夠有效地提高客觀評(píng)價(jià)結(jié)果與主觀感知之間的相關(guān)性。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種無(wú)參考立體圖像質(zhì)量客觀 評(píng)價(jià)方法，其特征在于包括訓(xùn)練階段和測(cè)試階段兩個(gè)過程，所述的訓(xùn)練階段的具體步驟如 下：
[0006] ①-1、選取N幅失真立體圖像，將N幅失真立體圖像及每幅失真立體圖像 的平均主觀評(píng)分差值構(gòu)成訓(xùn)練樣本集合，記為{SpDMOSill彡i彡N}，其中，Si表示 以，DMOSi 11彡i彡N}中的第i幅失真立體圖像，DMOSi表示{S i，DMOSi 11彡i彡N}中的第 i幅失真立體圖像的平均主觀評(píng)分差值；
[0007] ①_2、采用Gabor濾波器獲取以，DMOSi | 1彡i彡N}中的每幅失真立體圖像的左 視點(diǎn)圖像和右視點(diǎn)圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)在不同中心頻率和不同方向因子下的頻率響應(yīng)，再 根據(jù){Si, DMOSi | K i < N}中的每幅失真立體圖像的左視點(diǎn)圖像和右視點(diǎn)圖像中的每個(gè)像 素點(diǎn)在不同中心頻率和不同方向因子下的頻率響應(yīng)，獲取{SpDMOSill彡i彡N}中的每幅 失真立體圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)在不同中心頻率、不同方向因子和不同相位偏移下的振幅， 將Si中坐標(biāo)位置為（x，y)的像素點(diǎn)在中心頻率為《、方向因子為0和相位偏移為A步下 的振幅記為Ei(x，y ;A !])，《，0)，其中，1彡x彡W，1 <H，W表示寬度，H表示Si 的高度，《表示所采用的Gabor濾波器的中心頻率，0表示所采用的Gabor濾波器的方向 因子，A步表不所米用的Gabor濾波器的相位偏移；
[0008] ①-3、計(jì)算{Si, DMOSi | 1彡i彡N}中的每幅失真立體圖像中的所有像素點(diǎn)在不同 中心頻率、不同方向因子和不同相位偏移下的振幅的均值、方差和熵，將Si*的所有像素點(diǎn) 在中心頻率為《、方向因子為0和相位偏移為△ it下的振幅的均值、方差和j：商對(duì)應(yīng)記為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種無(wú)參考立體圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)方法，其特征在于包括訓(xùn)練階段和測(cè)試階段兩個(gè) 過程，所述的訓(xùn)練階段的具體步驟如下： ①-1、選取N幅失真立體圖像，將N幅失真立體圖像及每幅失真立體圖像的平均主觀評(píng) 分差值構(gòu)成訓(xùn)練樣本集合，記為以，DMOSi I 1彡i彡N}，其中，Si表示{S i，DMOSi 11彡i彡N} 中的第i幅失真立體圖像，DMOSi表示{S i，DMOSi I K i < N}中的第i幅失真立體圖像的平 均主觀評(píng)分差值； ①-2、采用Gabor濾波器獲?。⊿i, DMOSi 11 < i < N}中的每幅失真立體圖像的左視點(diǎn) 圖像和右視點(diǎn)圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)在不同中心頻率和不同方向因子下的頻率響應(yīng)，再根據(jù) (Si, DMOSi I K i < N}中的每幅失真立體圖像的左視點(diǎn)圖像和右視點(diǎn)圖像中的每個(gè)像素點(diǎn) 在不同中心頻率和不同方向因子下的頻率響應(yīng)，獲取^,DMOS iIl彡i彡N}中的每幅失真 立體圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)在不同中心頻率、不同方向因子和不同相位偏移下的振幅，將S i 中坐標(biāo)位置為（x，y)的像素點(diǎn)在中心頻率為《、方向因子為0和相位偏移為A it下的振 幅記為EiUy; A (6, ?，0)，其中，1彡X彡W，1 <H，W表示寬度，H表示Si的高 度，w表示所采用的Gabor濾波器的中心頻率，0表示所采用的Gabor濾波器的方向因子， A邊表不所米用的Gabor濾波器的相位偏移； ①-3、計(jì)算^,DMOSiIl彡i彡N}中的每幅失真立體圖像中的所有像素點(diǎn)在不同中 心頻率、不同方向因子和不同相位偏移下的振幅的均值、方差和熵，將Si*的所有像素點(diǎn) 在中心頻率為《、方向因子為0和相位偏移為△ it下的振幅的均值、方差和熵對(duì)應(yīng)記為
以2為底的對(duì)數(shù)函數(shù)，InO表示以自然基數(shù)e為底的對(duì)數(shù)函數(shù)，p()表示求概率分布函數(shù)， 符號(hào)"II"為取絕對(duì)值符號(hào)； ①-4、將（SpDMOSiIl < i < N}中的每幅失真立體圖像中的所有像素點(diǎn)在不同 中心頻率、不同方向因子和不同相位偏移下的振幅的均值、方差和熵按順序排列構(gòu)成 (Si, DMOSi 11 < i < N}中的每幅失真立體圖像的特征矢量，將SjA特征矢量記為F i，F(xiàn)iS Si中的所有像素點(diǎn)在不同中心頻率、不同方向因子和不同相位偏移下的振幅的均值、方差 和熵按順序排列構(gòu)成，其中，維數(shù)為NuX N0 XNa^，Nu表示所采用的Gabor濾波器的所 有中心頻率的集合Du中包含的中心頻率的總個(gè)數(shù)，N 0表示所采用的Gabor濾波器的所有 方向因子的集合D 0中包含的方向因子的總個(gè)數(shù)，Na,表示所采用的Gabor濾波器的所有 相位偏移的集合D A ,中包含的相位偏移的總個(gè)數(shù)； ①-5、采用K均值聚類方法對(duì)以，DMOSi 11彡i彡N}中的所有失真立體圖像的特征矢 量進(jìn)行聚類操作，得到以，DMOSi 11彡i彡N}的K個(gè)聚類，將以，DMOSi 11彡i彡N}的第m 個(gè)聚類中心記為gj然后將{Si,DMOSi IKi <N}中屬于同一聚類的所有失真立體圖像構(gòu) 成一個(gè)子集，將成，DMOSiIl < i <N}中屬于第m個(gè)聚類的所有失真立體圖像構(gòu)成的子集 記為{Sj，m，DMOSj，m| 1彡j彡Nm，1彡m彡K};其中，K表示{Si，DMOSi 11彡i彡N}的聚類的總 個(gè)數(shù)，1彡111彡1(<的維數(shù)為^\~\144，111表示{5^，01(^，」1彡」彡1，1彡111彡1(} 中的第j幅失真立體圖像，DMOSlni表示{S」，_"，DMOSj，」1彡j彡N111, 1彡m彡K}中的第j幅 失真立體圖像的平均主觀評(píng)分差值，Nm表示{Si，DMOSi11< i < N}中屬于第m個(gè)聚類的失
所述的測(cè)試階段的具體步驟如下： ②-1、對(duì)于任意一副失真測(cè)試立體圖像Stest，按照訓(xùn)練階段中的步驟①-2至 步驟①-4的過程，以相同的操作獲取Stest的特征矢量，記為Ftest;然后計(jì)算S test與 (SpDMOSiIl彡i彡N}中屬于不同聚類的每副失真立體圖像之間的距離，將S test與{Sj: DMOSjJ 1彡j彡N111, 1彡m彡K}中的第j幅失真立體圖像Sj^之間的距離記為dC^111 = I Ftest_Fj，m I |2;再計(jì)算Stest與{S DDMOSiIl彡i彡N}的每個(gè)聚類中心之間的距離，將Stest與 (Si, DMOSi 11彡i彡N}的第m個(gè)聚類中心gm之間的距離記為c m，Cm= I |F test-gm| |2;其中， 符號(hào)" I I I |2"為求取矩陣的2-范數(shù)符號(hào)，F(xiàn)j，m表示{S j，m，DMOSj 1彡j彡Nm，1彡m彡K}中 的第j幅失真立體圖像的特征矢量； ②-2、計(jì)算SteJl于不同聚類時(shí)的圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)值，將Stest屬于第m個(gè)聚類
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)參考立體圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述的 步驟①-2中Si中坐標(biāo)位置為（x，y)的像素點(diǎn)在中心頻率為《、方向因子為0和相位偏移 為A it下的振幅Ei(X，y;A it，《，0 )的獲取過程為： ①-2a、采用Gabor濾波器對(duì)Si的左視點(diǎn)圖像進(jìn)行濾波處理，得到S ^勺左視點(diǎn)圖像中 的每個(gè)像素點(diǎn)在不同中心頻率和不同方向因子下的頻率響應(yīng)，將Si的左視點(diǎn)圖像中坐標(biāo)位 置為（x，y)的像素點(diǎn)在中心頻率為《和方向因子為0下的頻率響應(yīng)記為G/ (.v，.v;w,(9)， Gj (x,y\co,8) = c'(,\\y,co,0) + i〇l (x,yi(〇,0)； 同樣，采用Gabor濾波器對(duì)Si的右視點(diǎn)圖像進(jìn)行濾波處理，得到S i的右視點(diǎn)圖像中的 每個(gè)像素點(diǎn)在不同中心頻率和不同方向因子下的頻率響應(yīng)，將Si的右視點(diǎn)圖像中坐標(biāo)位 置為（x，y)的像素點(diǎn)在中心頻率為《和方向因子為0下的頻率響應(yīng)記為Gf(x,j;?，6*)， (x, v;+ /V/(.v, ； 上述，I彡X彡W，1彡y彡H，W表示寬度，H表示高度，《表示所采用的 Gabor 濾波器的中心頻率，w G Du，Du= {1.74, 2. 47, 3. 49, 4. 93, 6. 98}，0 表示所采用
(?產(chǎn)〇,3；;<?,6|)的實(shí)部，〇/：(1，3/;<?，6 |)為6!/￡(1，_)；;(?，6|)的虛部，￡^〇,3；;〇,(9)為<^〇,3；;?,6 |)的 實(shí)部，of ，的為Gf(XjifflW)的虛部，j為虛數(shù)單位； ①-2b、根據(jù)Si的左視點(diǎn)圖像和右視點(diǎn)圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)在不同中心頻率和不同 方向因子下的頻率響應(yīng)，計(jì)算Si中的每個(gè)像素點(diǎn)在不同中心頻率、不同方向因子和不同 相位偏移下的振幅，S i中坐標(biāo)位置為（x，y)的像素點(diǎn)在中心頻率為《、方向因子為0
號(hào)，e表示自然基數(shù)，j為虛數(shù)單位。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無(wú)參考立體圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)方法，其在訓(xùn)練階段選擇多幅失真立體圖像構(gòu)成訓(xùn)練樣本集合，采用Gabor濾波器獲取失真立體圖像中的每個(gè)像素點(diǎn)在不同中心頻率、不同方向因子和不同相位偏移下的振幅，通過計(jì)算失真立體圖像中的所有像素點(diǎn)在不同中心頻率、不同方向因子和不同相位偏移下的振幅的均值、方差和熵獲得特征矢量，再采用K均值聚類方法得到訓(xùn)練樣本集合的聚類中心；在測(cè)試階段通過計(jì)算失真測(cè)試立體圖像與訓(xùn)練樣本集合中屬于不同聚類的每副失真立體圖像之間的距離及與每個(gè)聚類中心之間的距離，對(duì)每幅失真立體圖像的平均主觀評(píng)分差值進(jìn)行加權(quán)得到圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)值；優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算復(fù)雜度低，客觀評(píng)價(jià)結(jié)果與主觀感知的相關(guān)性好。
【IPC分類】G06T7-00
【公開號(hào)】CN104820988
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510227674
【發(fā)明人】邵楓, 李福翠
【申請(qǐng)人】寧波大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年5月6日