一種無參考非對稱失真立體圖像客觀質(zhì)量評價方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種立體圖像客觀質(zhì)量評價方法，尤其是涉及一種無參考非對稱失真 立體圖像客觀質(zhì)量評價方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 進入二十一世紀(jì)以來，隨著立體圖像/視頻系統(tǒng)處理技術(shù)的日趨成熟，以及計算 機網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的快速發(fā)展，已引起人們對立體圖像/視頻系統(tǒng)的強烈需求。相比傳統(tǒng) 單視點圖像/視頻系統(tǒng)，立體圖像/視頻系統(tǒng)由于能夠提供深度信息來增強視覺的真實感， 給用戶以身臨其境的全新視覺體驗而越來越受到人們的歡迎，已被認(rèn)為是下一代媒體主要 發(fā)展方向，引發(fā)了學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。然而，人們?yōu)榱双@得更好的立體臨場感和視 覺體驗,對立體視覺主觀感知質(zhì)量提出了更高的要求。立體視覺主觀感知質(zhì)量是衡量立體 圖像/視頻系統(tǒng)性能優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)。在立體圖像/視頻系統(tǒng)中，采集、編碼、傳輸、解 碼及顯示等處理環(huán)節(jié)都會引入一定失真，這些失真將對立體視覺主觀感知質(zhì)量產(chǎn)生不同程 度的影響，因此如何有效地進行無參考質(zhì)量評價是亟需解決的難點問題。綜上，評價立體圖 像質(zhì)量，并建立與主觀質(zhì)量評價相一致的客觀評價模型顯得尤為重要。目前，研究人員提出 了不少針對單視點視覺質(zhì)量的無參考評價方法。然而由于缺乏系統(tǒng)理論深入研究非對稱失 真立體視覺感知特性，還沒有有效地?zé)o參考非對稱失真立體圖像質(zhì)量評價方法。相比單視 點視覺質(zhì)量無參考評價模型，無參考非對稱失真立體圖像質(zhì)量評價模型需要考慮不同失真 類型立體掩蔽效應(yīng)以及與之相關(guān)的雙目競爭/抑制和雙目融合等立體感知因素對視覺質(zhì) 量的影響。因此，不能簡單地把現(xiàn)有的單視點視覺質(zhì)量無參考評價模型直接擴展到無參考 非對稱失真立體圖像質(zhì)量評價方法中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無參考非對稱失真立體圖像客觀質(zhì)量評 價方法，其能夠充分考慮到非對稱失真的立體視覺特性，能夠有效地提高客觀評價結(jié)果與 主觀感知的相關(guān)性。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種無參考非對稱失真立體圖像 客觀質(zhì)量評價方法，其特征在于包括以下步驟：
[0005] ①令Sdis表示待評價的非對稱失真的立體圖像，將S dis的左視點圖像記為 ILdis (X，y)}，將Sdis的右視點圖像記為{R dis (X，y)}，其中，1彡X彡W，1彡y彡H，W表示Sdis 的寬度，H表示Sdis的高度，Ldis (x，y)表示{Ldis (x，y)}中坐標(biāo)位置為（x，y)的像素點的像 素值，Rdis(x，y)表示{Rdis(x，y)}中坐標(biāo)位置為（x，y)的像素點的像素值；
[0006] ②采用伽柏濾波器對{Ldis(x，y)}和{Rdis(x，y)}兩幅圖像分別進行濾波處理， 得到{L dis(x，y)}和{Rdis(x，y)}各自的伽柏濾波圖像，將{Ldis(x，y)}的伽柏濾波圖像記 為{〇(>(X, j)},將{Rdis(X，y)}的伽柏濾波圖像記為(X,_)；)}，其中，巧>〇,_y)表示 (gUw)}中坐標(biāo)位置為（x，y)的像素點的像素值，表示(GUw)I中坐標(biāo) 位置為（x，y)的像素點的像素值；
[0007] ③采用高斯濾波器對{Ldis(x，y)}和{Rdis(x，y)}兩幅圖像分別進行濾波處理， 得到！L dis(x，y)}和{Rdis(x，y)}各自的高斯濾波圖像，將{Ldis(x，y)}的高斯濾波圖像記 為將{Rdis(x，y)}的高斯濾波圖像記為(GUw)I，其中，GU&V)表示 中坐標(biāo)位置為（χ，4的像素點的像素值，（UW)表示中坐標(biāo) 位置為（x，y)的像素點的像素值；
[0008] ④采用塊匹配方法，計算{Ldis(x，y)}與{Rdis(x，y)}之間的視差圖像，記為 {(1 [^(1，7)}，其中，(1(^(1，7)表示{(1(^(1，7)}中坐標(biāo)位置為（1，7)的像素點的像素值 ；
[0009] ⑤根據(jù)少)}和吆―-(X，j，)}、{G。(X, 7)}和{g,%.s (X, 7)}、{ddis (X，y) h ^ 算1的左右視點特征融合圖像，記為$&〇^)}，將{^〇^)}中坐標(biāo)位置為〇^)的 像素點的像素值記為Fdis (X，y),
【主權(quán)項】
1. 一種無參考非對稱失真立體圖像客觀質(zhì)量評價方法，其特征在于包括以下步驟： ① 令Sdis表示待評價的非對稱失真的立體圖像，將S dis的左視點圖像記為{L dis (X，y)}， 將Sdis的右視點圖像記為{R dis (X，y) }，其中，1彡X彡W，1彡y彡H，W表示SdJ勺寬度，H表 示Sdis的高度，L dis(x，y)表示{Ldis(x，y)}中坐標(biāo)位置為（x，y)的像素點的像素值，Rdis(x，y) 表示IR dis (x，yM中坐標(biāo)位置為（x，y)的像素點的像素值； ② 采用伽柏濾波器對{Ldis(x，y)}和{Rdis(x，y)}兩幅圖像分別進行濾波處理，得 到{L dis(x，y)}和{Rdis(x，y)}各自的伽柏濾波圖像，將{Ldis(x，y)}的伽柏濾波圖像記 為(X, >〇}，將{Rdis (X，y)}的伽柏濾波圖像記為(X, >〇}，其中，（5丨。& (X,_y)表不 {(? 中坐標(biāo)位置為（x，y)的像素點的像素值表示中坐標(biāo)位 置為（x，y)的像素點的像素值； ③ 采用高斯濾波器對{Ldis(x，y)}和{Rdis(x，y)}兩幅圖像分別進行濾波處理，得 到{L dis(x，y)}和{Rdis(x，y)}各自的高斯濾波圖像，將{Ldis(x，y)}的高斯濾波圖像記 為必(X,_>〇] ，將IRdis (X，y)}的商斯濾波圖像記為(X,>〇j，其中，Gf (X,_y)表不 中坐標(biāo)位置為（X，y)的像素點的像素值，Gf jii(Xj)表示中坐標(biāo)位 置為（x，y)的像素點的像素值； ④ 采用塊匹配方法，計算{Ldis(x，y)}與{Rdis(x，y)}之間的視差圖像，記為 {(1 [^(1，7)}，其中，(1(^(1，7)表示{(1(^(1，7)}中坐標(biāo)位置為（1，7)的像素點的像素值 ； ⑤ 根據(jù){句―也(X，y)}和(X，})}、(X，7)}和也(X, 的左右視點特征融合圖像，記為{Fdis(x，y)}，將{Fdis(x，y)}中坐標(biāo)位置為（x，y)的像素點 的像素值記為Fdis (X，y)，
其中，句」,.> + 0,外7)表示{<5^>,);)}中坐標(biāo)位置為（計'(\4,4的像素點 的像素值，（$」&(.丫 + <&(1,少),少)表示{<^_(&(1,3^中坐標(biāo)位置為（1+(1 (">，7)，7)的像素點 的像素值； ⑥ 采用局部二值化模式操作對{Fdis(x，y)}進行處理，得到{Fdis(x，y)}的局部二值化 模式結(jié)構(gòu)特征圖像，記為ILBP (X，y)}，其中，LBP (X，y)表示{LBP (X，y)}中坐標(biāo)位置為（X，y) 的像素點的像素值； ⑦ 采用直方圖統(tǒng)計方法對{LBP(x，y)}進行統(tǒng)計操作，得到Sdis的直方圖統(tǒng)計特征向 量，記為{H(m)}，其中，{H(m)}的維數(shù)為lXm'維，H(m)表示{H(m)}中的第m個元素， I ^ m ^ m' , m' = P+2 ； ⑧ 采用η"幅原始的無失真的立體圖像，建立其在不同失真類型不同失真程度下的失 真立體圖像集合，該失真立體圖像集合包括多幅非對稱失真立體圖像；然后利用主觀質(zhì)量 評價方法分別評價出該失真立體圖像集合中的每幅非對稱失真立體圖像的主觀評分，將該 失真立體圖像集合中的第j幅非對稱失真立體圖像的主觀評分記為DMOSj;再按照步驟① 至步驟⑦的操作，以相同的方式獲取該失真立體圖像集合中的每幅非對稱失真立體圖像的 直方圖統(tǒng)計特征向量，將該失真立體圖像集合中的第j幅非對稱失真立體圖像的直方圖統(tǒng) 計特征向量記為{HjOn)};其中，η" >1，1彡j彡Ν'，N'表示該失真立體圖像集合中包含的 非對稱失真立體圖像的總幅數(shù)，〇 < DMOSjS 100 ; ⑨將該失真立體圖像集合中的所有非對稱失真立體圖像分成兩部分，分別構(gòu)成訓(xùn)練集 和測試集；然后利用支持向量回歸對訓(xùn)練集中的所有非對稱失真立體圖像的主觀評分和 直方圖統(tǒng)計特征向量進行訓(xùn)練，使得經(jīng)過訓(xùn)練得到的回歸函數(shù)值與主觀評分之間的誤差最 小，擬合得到最優(yōu)的權(quán)值矢量W° pt和最優(yōu)的偏置項b _;接著利用W _和b °pt構(gòu)造得到支持向 量回歸訓(xùn)練模型；再根據(jù)支持向量回歸訓(xùn)練模型，對測試集中的每幅非對稱失真立體圖像 的直方圖統(tǒng)計特征向量進行測試，預(yù)測得到測試集中的每幅非對稱失真立體圖像的客觀質(zhì) 量評價預(yù)測值，將測試集中的第k'幅非對稱失真立體圖像的客觀質(zhì)量評價預(yù)測值記為Q k，， Qk,= f(xk,)，/(4)=(『〃)>(心)+ 1^ ;其中，1彡k'彡t'，t'表示測試集中包含的非對 稱失真立體圖像的總幅數(shù)，< jx ~'，Ν'表示該失真立體圖像集合中包含的非對稱失 真立體圖像的總幅數(shù)，f()為函數(shù)表示形式，Qk，是X k，的函數(shù)，X k，表示測試集中的第k'幅 非對稱失真立體圖像的直方圖統(tǒng)計特征向量伍11,〇11)}，（1_)1為1_的轉(zhuǎn)置矢量，舛4)為 xk，的線性函數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無參考非對稱失真立體圖像客觀質(zhì)量評價方法，其特征 在于所述的步驟②中的伽柏濾波器采用log伽柏濾波器；log伽柏濾波器中的中心頻率參 數(shù)W tl取值為1，濾波器帶寬參數(shù)〇 J(值為0.3,濾波器相角帶寬參數(shù)〇 0取值為0.4。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種無參考非對稱失真立體圖像客觀質(zhì)量評價方法，其 特征在于所述的步驟③中的高斯濾波器采用拉普拉斯算子高斯濾波器；拉普拉斯算子高斯 濾波器中的尺度參數(shù)σ取值為0.5。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無參考非對稱失真立體圖像客觀質(zhì)量評價方法，其特征 在于所述的步驟⑥中局部二值化模式操作中的領(lǐng)域參數(shù)P取值為8,局部半徑參數(shù)R取值為 1〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無參考非對稱失真立體圖像客觀質(zhì)量評價方法，其先對待評價的非對稱失真立體圖像的左視點圖像和右視點圖像分別實施伽柏濾波器濾波和高斯濾波器濾波，得到各自的伽柏濾波圖像和高斯濾波圖像；接著通過模擬人眼視覺特性建立有效的非對稱失真立體視覺感知特征融合的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)數(shù)學(xué)模型得到待評價的非對稱失真立體圖像的左右視點特征融合圖像；然后對左右視點特征融合圖像進行局部二值化模式操作，得到局部二值化模式結(jié)構(gòu)特征圖像，采用直方圖統(tǒng)計方法得到直方圖統(tǒng)計特征向量；最后根據(jù)直方圖統(tǒng)計特征向量，采用支持向量回歸預(yù)測客觀質(zhì)量評價預(yù)測值；優(yōu)點是能夠有效地提高客觀評價結(jié)果與主觀感知的相關(guān)性。
【IPC分類】G06T7-00
【公開號】CN104658001
【申請?zhí)枴緾N201510103103
【發(fā)明人】周武杰, 王中鵬, 陳壽法, 戴芹, 邱薇薇, 吳茗蔚, 魯琛, 鄭衛(wèi)紅
【申請人】浙江科技學(xué)院
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年3月10日