模拟视觉感知系统的无参考模糊图像质量评价

为了获得与人类视觉感知一致的图像质量评价方法, 本文提出一种模拟视觉感知系统的无参考模糊图像质量评价方法. 该方法通过比较不同模糊程度的图像特征的相似度来度量图像质量. 首先, 通过对待测图像进行人工模糊, 获得不同模糊程度的图像. 然后, 通过视网膜模型提取图像的细节信息. 接着, 采用奇异值分解用来获得图像的内部结构信息. 之后, 将待测图像与其它不同模糊度图像之间的细节相似度和奇异值相似度作为度量图像模糊度的特征向量. 最后, 将这些度量特征向量输入支持向量回归模型(SVR)进行训练, 获得最终的图像质量评估模型.在常用数据库上的实验结果表明, 该方法与人眼主观视觉感知的一致性优于比较方法.     

基于结构失真分析的立体图像质量客观评价模型

在立体图像?视频系统编码、传输、解码等环节中,立体图像质量评价是图像失真的一个重要评判准则.考虑到图像结构特性能较好地反映立体图像质量变化,提出一种基于结构失真的立体图像质量客观评价模型,该模型包括左右视点图像质量和深度感知质量评价两部分.首先根据人眼对图像中不同区域的敏感度存在差异且自然图像具有一定方向奇异性的特性,得到左右视点图像质量评价值;然后利用左右视点的绝对差值图像,采用奇异值向量差异和均值偏差率来描述立体图像深度感的畸变;最后融合前面两部分的评价值得到最终的立体图像质量评价值.实验结果表明,文中模型与主观感知存在较好的一致性,对于高斯模糊、高斯白噪声、JPEG压缩、JP2000压缩以及H.264编码,其评价结果与主观感知之间的相关系数高于0.93,Spearman秩相关系数高于0.92,均方误差低于6.6.     

基于GAP-RBF神经网络的JPEG编码图像质量评价

为评价JPEG编码图像的质量,提出一种基于生长-剪枝径向基函数神经网络的无参考图像质量客观评价方法.该神经网络是一种串行学习算法的网络.当有新数据输入时,不需对已训练过的数据重复学习,具有训练时间少以及所需存储空间小的优点.文章设计了符合人眼视觉感知特性的图像特征提取方法.将图像分成8×8的方块,并通过分块离散余弦变换把8×8方块划分为纹理区或平滑区两类.平滑区的边缘即为块效应失真所产生的边缘.将平滑区边缘的统计信息作为图像特征.利用神经网络建立图像特征与图像质量主观评分之间的映射模型,进而预测图像的客观评分.实验结果表明,客观质量评分与主观评分具有较好的一致性.     

基于概率矩阵分解的多失真图像质量评估算法

图像质量评价(Image Quality Assessment, IQA)是视觉感知模型研究的重要分支,使用IQA算法自动化地评估图像质量有广阔的应用前景。基于概率矩阵分解(Probability Matrix Factorization)提出一种多失真图像质量评价算法,主要贡献有:提出一种图像质量评价的新思路,即利用PMF方法从失真图像估计参考图像,把失真图像和估计参考图像之间的信息损失作为图像质量的度量;构建新颖的特征向量描述这种信息损失;使用支持向量回归(Support Vector Regression, SVR)完成图像质量模型的训练。提出的算法在多个公开的图像质量评价数据库上超过了经典方法,实验结果证明该方法与人的主观质量评价具有更好的一致性。     

基于几何结构失真模型的图像质量评价研究

客观图像质量评价研究的目的是设计一种和视觉感知保持一致,且适用于各种失真模型的质量评价方法. 传统的结构相似度量质量评价方法忽视了自然图像本身的特点,不能很好地评判某些失真类型图像. 本文根据人眼视觉系统(Human visual system, HVS)在感知图像质量过程中的特点,探索自然图像的本征几何结构特征, 考虑像素点的方向失真、幅度失真和方差失真,提出了一种新型的基于图像几何结构失真模型的完全参考质量评价方法. 在标准数据库上的实验结果表明,本文方法适用于所有失真模型图像数据的质量评价, 计算复杂度相对较低,得到的图像客观评价结果和主观评价方法具有更好的一致性, 能够很好地反映人眼对图像质量的主观感受.     

一种图像感知质量评价模型

在观察者观看和评价图像质量的过程中,提取对主观质量评价有重要影响的信息,并构建了一种图像感知质量评价模型.首先在主观评价过程中提取感知亮度、频率以及边缘3种重要信息;然后构造人眼视觉系统对3种信息的响应函数,并通过线性回归分析将函数拟合成为所需的图像感知质量评价模型;最后,分析了模型的预测值与主观质量评价方法给出的质量分数之间的 Pearson 相关系数和 Spearman 等级相关系数,分别为 0.966 和 0.949.与其他一些有代表性的客观图像质量评价方法相比较,该模型具有明显的优越性.     

结合全局与局部变化的图像质量评价

图像所包含的信息是通过灰度值在空域的变化呈现的. 梯度是度量变化的基本工具, 这使得梯度成为了目前大多数图像质量评价算法的重要组成部分. 但是梯度只能度量局部变化, 而当人类视觉系统(Human visual system, HVS)感知一幅图像时, 既能感知到局部变化, 也能感知到全局变化. 基于HVS的这一特性, 本文提出了一种结合全局与局部变化的图像质量评价算法(Global and local variation similarity, GLV-SIM). 该算法利用Grünwald-Letnikov分数阶导数来度量图像的全局变化, 利用梯度模来度量图像的局部变化. 然后结合二者计算参考图像和退化图像之间的相似度谱(Similarity map), 进而得到图像的客观评分. 在TID2013、TID2008、CSIQ与LIVE四个数据库上的仿真实验表明, 较之单一度量局部变化的方法, 本文算法能更准确地模拟HVS对图像质量的感知过程, 给出的客观评分与主观评分具有较好的一致性.     

基于边缘相似度的全参考图像质量评价算法

客观图像质量评价(IQA)方法旨在利用计算模型自动实现与主观感知一致的图像质量评估,是当前计算机视觉领域和图像处理领域的研究热点.由于图像的边缘信息对理解图像语义信息至关重要,提出一种基于边缘信息的图像质量客观评价方法.通过比较参考图像和失真图像的多方向边缘强度、边缘强度对比度及亮度信息等特征的相似性,实现图像质量的客观评价.利用国外的LIVE2、TID2008及CSIQ等多个图形数据库计算结果证明,本算法能实现对多种失真类型的图像的质量预测,并且在预测准确性、鲁棒性和主观评价一致性方面与当前大多数方法相比都有明显优势.     

基于小波变换的无参考立体图像质量评价

立体图像质量评价是图像处理领域中一项重要技术,现有的2D图像质量评价方法并不能很好地应用于立体图像。为了更好地评价立体图像质量,提出了一种基于小波变换提取左右图像及其合成图像特征的无参考立体图像质量评价方法。该方法首先通过对失真的立体左右图像计算合成图像;再通过小波分解提取左右图像及其合成图像的小波系数,获取小波子带能量作为立体图像质量感知特征;最后通过支持向量回归建立立体图像特征与主观得分的关系模型,来预测和得到立体图像质量的客观评价得分。实验结果表明,与现有无参考立体图像质量评价方法相比较,该客观评价模型可以获得更好的主观感知一致性,更加符合人眼视觉系统。     

一种改进的卷积神经网络的无参考JPEG2000图像质量评价方法

现有的图像质量评价模型对JPEG2000压缩图像的失真情况评价都不是很理想。针对这一问题,提出一种基于卷积神经网络的JPEG2000压缩图像质量评价方法。该模型由一层包含20个卷积核的卷积层,一层包含最大池、中值池和最小池的次采样层、一层采用1200个ReLU激活单元的全链接层和一个输出节点构成。采用最大、中值、最小三池联合的方法,可以有效提取图像的质量感知特征。在LIVE图像质量评价库JPEG2000压缩图像上的实验结果表明,该方法得到了比相关文献方法更好的主观感知一致性。     

Quality assessment of false‐colored fused displays

Abstract— The problem of assessing the quality of fused images (composites created from inputs of differing modalities, such as infrared and visible light radiation) is an important and growing area of research. Recent work has shown that the process of assessing fused images should not rely entirely on subjective quality methods, with objective tasks and computational metrics having important contributions to the assessment procedure. The current paper extends previous findings, applying a psychophysical selection task, metric evaluation, and subjective quality judgments to a range of fused surveillance images. Fusion schemes included the contrast pyramid and shift invariant discrete wavelet transform (Experiment 1), the complex wavelet transform (Experiments 1 & 2), and two false‐coloring methods (Experiment 2). In addition, JPEG2000 compression was applied at two levels, as well as an uncompressed control. Reaction time results showed the contrast pyramid to lead to slowest performance in the objective task, whilst the presence of color greatly reduced reaction times. These results differed from both the subjective and metric results. The findings support the view that subjective quality ratings should be used with caution, especially if not accompanied by some task.     

Multiresolution HVS and statistically based image coding scheme

In this paper a novel multiresolution human visual system and statistically based image coding scheme is presented. It decorrelates the input image into a number of subbands using a lifting based wavelet transform. The codec employs a novel statistical encoding algorithm to code the coefficients in the detail subbands. Perceptual weights are applied to regulate the threshold value of each detail subband that is required in the statistical encoding process. The baseband coefficients are losslessly coded. An extension of the codec to the progressive transmission of images is also developed. To evaluate the performance of the coding scheme, it was applied to a number of test images and its performance with and without perceptual weights is evaluated. The results indicate significant improvement in both subjective and objective quality of the reconstructed images when perceptual weights are employed. The performance of the proposed technique was also compared to JPEG and JPEG2000. The results show that the proposed coding scheme outperforms both coding standards at low compression ratios, while offering satisfactory performance at higher compression ratios.     

基于JPEG2000的静态医学图像压缩设计方案

针对静态医学图像压缩，介绍了两种压缩标准JPEG与JPEG2000，通过对它们的比较，突出JPEG2000的优势，诠释了JPEG2000的基本结构与编码、解码技术，描述了基于DSP的图像压缩设计方案。系统采用CCD采集数字图像，用16位定点DSP进行小波压缩，主要为了减小传输费用，试验结果表明JPEG2000对图像重现与压缩比率效果较优。     

基于JPEG2000的高动态范围图象压缩

高动态范围图象对真实场景的色阶和动态范围进行编码,如辐射度图。通过对JPEG2000编码器进行扩展,提出了一个高动态范围静态图象的压缩方法。该方法基于应用于高动态范围图象显示的色调映射技术,通过可变基底的对数映射函数对图象像素的32位浮点格式的辐射度值进行变换,然后将数据输入到JPEG2000编码器,并依据HVS模型的对比灵敏度特性对小波系数进行加权处理。实验显示,该方法对图象有较大压缩率的同时还保持较好的主观质量。     

JPEG2000中多分辨率小波变换的参数研究

JPEG2000编码标准以多分辨率小波变换为基础,其编码参数的取值对图像压缩的性能和质量有重要的影响,同时也关系到实时编解码器的复杂性及其架构设计.图像压缩的参数研究,对于实时图像编码软硬件系统的开发,有着重要的指导意义和工程应用价值.在分析小波变换的多分辨率特性与提升方案的基础上,实验研究其参数取值对编码性能和图像质量的影响,提出不同码率下主要编码参数的适宜取值范围,为特定应用环境下实时编码系统的构建与参数选择提供依据.     

Piecewise-linear subband coding scheme for fast image decomposition

Transform coding methods play a very important role in the development of diverse multimedia technologies. The discrete cosine and wavelet transforms are frequently used in the field of image processing and set up a basis for contemporary image compression standards (JPEG, MPEG). In this paper a novel two-channel piecewise-linear subband coding scheme (PL-SBC) is introduced. Its most important advantage are exceptionally fast and easy for implementation computational algorithms combined with good reconstruction quality. The proposed PL-SBC system is based on the dual filter bank consisting of a single filter at the decomposition stage and a single one at the reconstruction stage. For the presented PL-SBC scheme, the conditions of perfect reconstruction and the piecewise-linear approximation filter bank have been defined. The compression properties of a new subband coding scheme have been analysed for different categories of images and in comparison with well-known signal transforms, such as cosine, piecewise-linear, piecewise-constant and wavelet transforms. The research includes a comparison of the reconstruction error both in objective as well as subjective approach.     

第二代小波在JPEG2000中的应用

JPEG2000是最新的静态图像压缩标准，其核心算法是小波变换。本文详细介绍了第二代小波的构造方法一基于因式分解的提升格式，然后以Daubechies（9，7）小波和Le Gall（5；3）小波为例探讨了第二代小波在JHEG2000标准中的应用。     

基于多分辨率小波的JPEG2000图像质量的研究

JPEG2000编码标准以多分辨率小波变换为基础,其编码参数的取值对图像压缩的性能和质量有重要的影响。在分析小波变换的多分辨率特性与提升方案的基础上,实验研究其多分辨率小波变换参数的选取对编码性能和图像质量的影响,提出不同的压缩比下主要编码参数的适宜取值范围,得到适合的图像。     

Unified feature analysis in JPEG and JPEG 2000-compressed domains

Retrieving images compressed by different algorithms typically involves a pre-processing operation to decompress them onto the spatial domain from which features are extracted for further analysis. Our objective is to investigate common features that can be found in JPEG-compressed and JPEG 2000-compressed images so that image indexing can be done directly in their respective compressed domains. A fundamental difference between JPEG and JPEG 2000 is their transforms; the former uses a block-based discrete cosine transform (BDCT) while the latter uses a wavelet transform (WT). Direct comparison on BDCT blocks and WT subbands cannot reveal their relationship. By employing our proposed subband-filtering model, the BDCT coefficients can be concatenated to form structures similar to WT subbands. Our theoretical studies show that the concatenated BDCT and WT filters share common characteristics in terms of passband regions, magnitude and energy spectra. In particular, their low-pass filters are identical for Haar wavelets and highly similar for other wavelet kernels. Despite the fact that compression can affect features that can be extracted, our experimental results confirm that common features can always be extracted from JPEG- and JPEG 2000-compressed domains irrespective of the values of the compression ratio and the types of WT kernels used. As a result, similar JPEG-compressed and JPEG 2000-compressed images can be retrieved from one another without requiring a full decompression.     

一种新的无损小波图像压缩算法

基于Daubechies 5-3旋转小波，本文提出了一种无损图像压缩新算法，这一工作证实了小波压缩的如下问题，小波压缩具有与JPEG那样快的运行速度，在不改变变换系数的条件下，采用序贯处理方法能急剧地减小存储器的需要量，能用小波实现图像的无损压缩，对比实验表明，这种快速，有效的无损图像压缩技术比标准的JBIG和无损的JPEG性能要优越。