專利名稱：一種基于相位的立體圖像質(zhì)量客觀評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像質(zhì)量評價方法，尤其是涉及一種基于相位的立體圖像質(zhì)量客觀評價方法。
背景技術(shù)：
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)受到了越來越廣泛的關(guān)注與應(yīng)用，已成為當前的一個研究熱點。立體圖像技術(shù)利用人眼的雙目視差原理，雙目各自獨立地接收來自同一場景的左右視點圖像，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。由于受采集系統(tǒng)、存儲壓縮及傳輸設(shè)備的影響，立體圖像會不可避免地引入一系列的失真，而與單通道圖像相比，立體圖像需要同時保證兩個通道的圖像質(zhì)量，因此對立體圖像進行質(zhì)量評價具有非常重要的意義。然而，目前缺乏有效的客觀評價方法對立體圖像質(zhì)量進行評價。因此，建立有效的立體圖像質(zhì)量客觀評價模型具有 十分重要的意義。相位信息能夠很好地描述圖像中某個局部點的結(jié)構(gòu)信息，而結(jié)構(gòu)信息已廣泛應(yīng)用于平面圖像質(zhì)量評價，如經(jīng)典的結(jié)構(gòu)相似性準則(Structural Similarity Index, SSIM),而將相位信息應(yīng)用于立體圖像質(zhì)量評價，需要解決以下幾個關(guān)鍵問題1)并不是所有的像素點都具有強烈的相位信息，如何提取穩(wěn)定的相位信息應(yīng)用于質(zhì)量評價，是立體圖像質(zhì)量客觀評價中需要解決的難點問題；2)立體感知評價主要通過圖像的結(jié)構(gòu)信息來反映，如何將相位描述方法與其他圖像結(jié)構(gòu)描述方法(如奇異值分解)進行結(jié)合，以真實地表征立體感知特征，也是立體圖像質(zhì)量客觀評價中需要解決的難點問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有效提高客觀評價結(jié)果與主觀感知的相關(guān)性的基于相位的立體圖像質(zhì)量客觀評價方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種基于相位的立體圖像質(zhì)量客觀評價方法，其特征在于包括以下步驟①令Sots為原始的無失真的立體圖像，令Sdis為待評價的失真的立體圖像，將Sots的左視點圖像記為{LOTg(x, y)}，將SOTg的右視點圖像記為{ROTg(x, y)}，將Sdis的左視點圖像記為ILdis (χ, y)},將Sdis的右視點圖像記為{Rdis(χ, y)}，其中，(x, y)表示左視點圖像和右視點圖像中的像素點的坐標位直，l^x^W, l^y^H, W表不左視點圖像和右視點圖像的寬度，H表不左視點圖像和右視點圖像的聞度，LOTg(x，y)表不{Lorg (x, y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的像素值，Rorg(x, y)表示{ROTg(x，y)}中坐標位置為(x, y)的像素點的像素值，Ldis(x，y)表示ILdis(x，y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的像素值，Rdis(x，y)表示{Rdis(x, y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的像素值；②分別計算{LOTg(x，y)}、{Rorg(x,y)} > {Ldis(x, y)}和{Rdis(x，y)}中的每個像素點的局部相位特征，將{LOTg(x，y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的局部相位特征記為將{Rorg(x, y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的局部相位特征記為{Ldis (x，y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的局部相位特征記為，將{Rdis (x, y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的局部相位特征記為i/f (U);③根據(jù){LOTg(x, y)}、{Rorg (x, y)}、{Ldis (χ, y)}和{Rdis (x, y)}中的每個像素點的局部相位特征，計算Sdis的用于反映圖像質(zhì)量的客觀評價度量值，記為Qimage,
權(quán)利要求
1.一種基于相位的立體圖像質(zhì)量客觀評價方法，其特征在于包括以下步驟 ①令Sots為原始的無失真的立體圖像，令Sdis為待評價的失真的立體圖像，將Sots的左視點圖像記為{LOTg(x, y)}，將SOTg的右視點圖像記為{ROTg(x, y)}，將Sdis的左視點圖像記為ILdis(X，y)}，將Sdis的右視點圖像記為{Rdis(X，y)}，其中，(x, y)表不左視點圖像和右視點圖像中的像素點的坐標位直，l^x^W, l^y^H, W表不左視點圖像和右視點圖像的寬度，H表不左視點圖像和右視點圖像的聞度，LOTg(x，y)表不{Lorg (x, y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的像素值，Rorg(x, y)表示{ROTg(x，y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的像素值，Ldis(x, y)表示ILdis(x，y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的像素值，Rdis(x, y)表示{Rdis(x, y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的像素值； ②分別計算{LOTg(x，y)}、{Rorg(x,y)} > {Ldis(x, y)}和{Rdis(x，y)}中的每個像素點的局部相位特征，將{LOTg(x，y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的局部相位特征記為 ，將{Rorg(x, y)}中坐標位置為U，y)的像素點的局部相位特征記為Wr(H)，將ILdisU，y)}中坐標位置為U，y)的像素點的局部相位特征記為，將{Rdis(x，y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的局部相位特征記為/if(AW; ③根據(jù){LOTg(x，y)}、{Rorg(x,y)} > {Ldis (x, y)}和{Rdis(x，y)}中的每個像素點的局部相位特征，計算Sdis的用于反映圖像質(zhì)量的客觀評價度量值，記為Qimage,......、 2XUfs(χ,j>)XLP;k(χ,γ) + T1β—.. =, (Μ>/-χ込{Λ%}；) + Μ*χ込(χ，y)) *1 ’+/./fs(.r,.v)3+7； ’Q^y) =，其中，Ω表示像素域范圍， 表示(x，y)}的權(quán)值比重，Wk表示{Rdis(x, y)}的權(quán)值比重，WL+WE=1, T1為控制參數(shù)； ④計算{LOTg(x，y)}與{ROTg(x，y)}的絕對差值圖像，記為{DOTg(x，y)},Dorg(x, y) = ILorg(x, y)-Rorg(x, y) I ,計算{Ldis(x，y)}與{Rdis(x，y)}的絕對差值圖像,記為{Ddis(x，y)},Ddis (χ. y)= I Ldis (x, y) -Rdis (χ, y) I ,其中，DOTg (χ, y)表示{DOTg(x，y)}中坐標位置為(x, y)的像素點的像素值，Ddis(x, y)表示{Ddis(x，y)}中坐標位置為(x，y)的像素點的像素值，“I I”為求絕對值符號； ⑤分別對{LOTg(x，y)}與{R g(x，y)}的絕對差值圖像{DOTg(x，y)}對應(yīng)的向量DOTg和ILdis(X，y)}與{Rdis(x, y)}的絕對差值圖像{Ddis(x, y)}對應(yīng)的向量Ddis實施奇異值分解，得到Dorg的重建向量§_和Ddis的重建向量,然后分別計算和;中的每個元素的局部相位特征，再根據(jù)和§<fa.中的每個元素的局部相位特征計算Sdis的用于反映深度感知的客觀評價度量值，記為Qdepth ； ⑥對Sdis的用于反映圖像質(zhì)量的客觀評價度量值Qiniage和Sdis的用于反映深度感知的客觀評價度量值Qdepth進行融合，得到Sdis的圖像質(zhì)量客觀評價預(yù)測值，記為Q，Q=QimageX (U P，其中，P為權(quán)重系數(shù)； ⑦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失真的立體圖像，利用主觀質(zhì)量評價方法分別獲取失真立體圖像集合中每幅失真的立體圖像的平均主觀評分差值，記為DMOS，DM0S=100-M0S，其中，MOS 表示主觀評分均值，DMOS e [O, 100]，η 彡 I ; ⑧按照步驟①至步驟⑥計算Sdis的圖像質(zhì)量客觀評價預(yù)測值的操作，分別計算失真立體圖像集合中每幅失真的立體圖像的圖像質(zhì)量客觀評價預(yù)測值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于相位的立體圖像質(zhì)量客觀評價方法，其特征在于所述的步驟②的具體過程為 ②-I、對{LOTg(x，y)}進行濾波，得到{LOTg(x，y)}中的每個像素點在不同尺度和方向的偶對稱頻率響應(yīng)和奇對稱頻率響應(yīng)，將{LOTg(x，y)}中坐標位置為(x，y)的像素點在不同尺度和方向的偶對稱頻率響應(yīng)記為ea，0 (χ, y),將{LOTg(x，y)}中坐標位置為(x, y)的像素點 在不同尺度和方向的奇對稱頻率響應(yīng)記為oa，e(x，y)，其中，a表示濾波所采用的濾波器的尺度因子，I < a <4，Θ表示濾波所采用的濾波器的方向因子，I < θ^4； ②-2、根據(jù){LOTg(x，y)}中的每個像素點在不同尺度和方向的偶對稱頻率響應(yīng)和奇對稱頻率響應(yīng)，計算{LOTg(x，y)}中的每個像素點在不同方向的相位一致性特征，將{LOTg(x，y)}中坐標位置為(x，y)的像素點在不同方向的相位一致性特征記
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于相位的立體圖像質(zhì)量客觀評價方法，其特征在于所述的步驟②-I中對{LOTg(x，y)}進行濾波采用Iog-Garbor濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的一種基于相位的立體圖像質(zhì)量客觀評價方法，其特征在于所述的步驟⑤的具體過程為 ⑤-I、將{LOTg(x，y)}與{ROTg(x，y)}的絕對差值圖像{DOTg(x，y)}以向量形式表示為D g，對Dots實施奇異值分解，Dorg=UorgXSorgX (VOTg)τ，其中，Uorg為Dots的左奇異向量，Vorg為Dots的右奇異向量，SOTg為Dots的奇異值向量，SOTg對角線上的元素為奇異值，且其值按照從大到小的順序進行排列，(Vots)tS Vots的轉(zhuǎn)置向量；⑤-2、根據(jù)Uorg、Vorg和單位向量AOTg，計算Dots的重建向量，記為，，其中，對角線上的元素的值均為！；⑤-3、將ILdis(x，y)}與{Rdis(x，y)}的絕對差值圖像{Ddis(x，y)}以向量形式表示為Ddis，對Ddis實施奇異值分解，Ddis=UdisXSdisX (Vdis)T，其中，Udis為Ddis的左奇異向量，Vdis為Ddis的右奇異向量，Sdis為Ddis的奇異值向量，Sdis對角線上的元素為奇異值，且其值按照從大到小的順序進行排列，(Vdis)T為Vdis的轉(zhuǎn)置向量；⑤_4、根據(jù)Udis、Vdis和單位向量Adis,計算Ddis的重建向量，記為,I =Udto XAifc4X^f,其中，Adis對角線上的元素的值均為I ; ⑤_5、分別計算i胃和:i-中的每個元素的局部相位特征，將§胃中坐標位置為(X1, Y1)的元素的局部相位特征記為,.V1)，將中坐標位置為(Xl，Y1)的元素的局部相位特征記為 Wf (Ul)，其中，I ^ X1 ^ W, I ^ Y1 ^ H ； ⑤-6、計算Sdis的用于反映深度感知的客觀評價度量值，記為Qdepth, 0 = T 2x￡/r(x ,.F1)x^f(.y1；v1)+/； 一 U tf+/dr, f + T1 ·
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于相位的立體圖像質(zhì)量客觀評價方法，其特征在于所述的步驟⑤-5的具體過程為 ⑤-5a、對進行濾波，得到§_中的每個元素在不同尺度和方向的偶對稱頻率響應(yīng)和奇對稱頻率響應(yīng)，將中坐標位置為(Xpy1)的元素在不同尺度和方向的偶對稱頻率響應(yīng)記為將δ胃中坐標位置為(X1, Yi)的元素在不同尺度和方向的奇對稱頻率響應(yīng)記為之其中，α表示濾波所采用的濾波器的尺度因子，I彡α彡4，Θ表示濾波所采用的濾波器的方向因子，I彡θ^4；⑤_5b、根據(jù)0-中的每個元素在不同尺度和方向的偶對稱頻率響應(yīng)和奇對稱頻率響應(yīng)，計算§胃中的每個元素在不同方向的相位一致性特征，將中坐標位置為(Χ ) Yl) Pr (Y V %= Ag(jfI，少i)的元素在不同方向的相位一致性特征記為PC0 (Xl，yi)， ' ir 其 Zei Ux" Ji) Cf-I中，=， ^(λ. ^n) = ^(X1J丨)-+ Hft(Xl7yi)2 ,/:;M’)=Zdwl) ·片 J λ-,)=2Χ.,“-γ” 只); a Ia I⑤-5c、根據(jù)中的每個元素的最大相位一致性特征對應(yīng)的方向，計算i胃中的每個元素的局部相位特征，對于中坐標位置為(Xpy1)的元素，首先找出其在不同方向的相位一致性特征PC0 (x1； Y1)中的最大相位一致性特征，其次找出該最大相位一致性特征對應(yīng)的方向，記為θπ’，再次根據(jù)θπ’計算中坐標位置為(Xl，yi)的元素的局部相位特征，記為 /,.C(X13Jzi)，11T (χι' >'i ) = arctan ( > -rI ^ ^ >!*))，其中，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于相位的立體圖像質(zhì)量客觀評價方法，其特征在于所述的步驟③中控制參數(shù)T1=O. 85。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于相位的立體圖像質(zhì)量客觀評價方法，其特征在于所述的步驟③中^和％的具體值根據(jù)待評價的失真的立體圖像的失真類型調(diào)節(jié)，如果待評價的失真的立體圖像的失真類型為JPEG壓縮失真，則取Wl=O. 50, We=O. 50 ;如果待評價的失真的立體圖像的失真類型為JPEG2000壓縮失真，則取Wl=O. 15, we=0. 85 ;如果待評價的失真的立體圖像的失真類型為高斯模糊失真，則取Wl=O. 10，wE=0. 90 ;如果待評價的失真的立體圖像的失真類型為白噪聲失真，則取Wl=O. 20，wE=0. 80 ;如果待評價的失真的立體圖像的失真類型為H. 264編碼失真，則取wL=0. 10，wE=0. 90。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于相位的立體圖像質(zhì)量客觀評價方法，其首先計算無失真和失真的左右視點圖像中的每個像素點的局部相位特征，并根據(jù)局部相位特征獲取失真的立體圖像的用于反映圖像質(zhì)量的客觀評價度量值；然后對無失真和失真的左右視點圖像的絕對差值圖像進行奇異值分解，通過計算絕對差值圖像的剝除奇異值信息的構(gòu)建圖像的局部相位特征，得到失真的立體圖像的用于反映深度感知的客觀評價度量值；再對反映圖像質(zhì)量和深度感知的客觀評價度量值進行融合，得到最終的客觀評價預(yù)測值，優(yōu)點在于獲得的反映圖像質(zhì)量和深度感知的相位特征信息具有較強的穩(wěn)定性且能夠較好地反映立體圖像的質(zhì)量變化情況，從而提高了客觀評價結(jié)果與主觀感知的相關(guān)性。
文檔編號H04N13/00GK102843572SQ201210227710
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者邵楓, 胡朝正, 蔣剛毅, 郁梅, 李福翠 申請人:寧波大學