一种图像质量的评估方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及图像处理领域，特别是指一种图像质量的评估方法和装置。
【背景技术】
[0002] 数字图像作为信息传递的媒介，在获取、编码、传输、处理及显示等过程中均有可 能产生一定程度的失真。为了满足各类系统的应用需求，例如召开视频会议系统，必须对所 传输数字图像的质量进行有效评价。
[0003] 目前，主流的图像质量评估方法包括主观图像质量评估方法和客观图像质量评估 方法。相对于客观图像质量评估方法，主观图像质量评估方法能够较为准确地反映人的视 觉感知。但是，在该方法中，需要大量测试人员的参与，不同测试人员会受到主观因素的影 响，例如身体状况、屯、理情绪等，导致主观图像质量评估方法较难实施。
[0004] 客观图像质量评估方法通过建立相关数学模型，然后对测试图像进行运算，得到 相关数字评价结果，在一定程度上可W代替主观图像质量评估方法，并被广泛应用于图像 处理的各个领域。
[0005] 根据对原始图像的参考程度，客观图像质量评估方法可分为全参考、半参考和无 参考=种类型。全参考客观图像质量评估方法是W原始图像作为依据，通过不同数学模型 计算失真图像与原始图像之间的差异，并通过不同的客观评价指标来衡量该种差异。基于 结构相似度的算法（struc化ral Similarity, SSIM)是一种基于结构失真的图像质量评估 方法，其理论基础是人类视觉系统能够高度自适应地提取出图像中的结构信息，取得了较 好地图像质量评价结果。基于对信息论的理解，现有技术中有信息保真度准则和视觉信息 保真度两种方法，其计算依据主要是原始图像与失真图像之间的交互信息。但是，在现有方 法中，对于图像中所存在的噪声考虑不足。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是，提供一种图像质量的评估方法和装置，提高图像质 量评估的准确度。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种图像质量的评估方法，包括：
[000引对原始图像进行双边滤波处理，生成第一滤波图像；
[0009] 对所述原始图像对应的待评估图像进行双边滤波处理，生成第二滤波图像；
[0010] 将所述第一滤波图像与所述第二滤波图像进行相减运算，获得残差图像；并计算 所述残差图像的滴；
[0011] 计算所述原始图像对应的第一噪声边缘图像和计算所述待评估图像对应的第二 噪声边缘图像；
[0012] 计算所述第一噪声边缘图像和第二噪声边缘图像之间的差异，生成峰值信噪比；
[0013] 根据所述残差图像的滴和所述峰值信噪比，对所述待评估图像的质量进行评估， 生成评估值，并输出。
[0014] 另一方面，提供一种图像质量的评估装置，包括：
[0015] 第一滤波单元，对原始图像进行双边滤波处理，生成第一滤波图像；
[0016] 第二滤波单元，对所述原始图像对应的待评估图像进行双边滤波处理，生成第二 滤波图像；
[0017] 第一计算单元，将所述第一滤波图像与所述第二滤波图像进行相减运算，获得残 差图像；并计算所述残差图像的滴；
[0018] 第二计算单元，计算所述原始图像对应的第一噪声边缘图像和计算所述待评估图 像对应的第二噪声边缘图像；
[0019] 第=计算单元，计算所述第一噪声边缘图像和第二噪声边缘图像之间的差异，生 成峰值信噪比；
[0020] 评估单元，根据所述残差图像的滴和所述峰值信噪比，对所述待评估图像的质量 进行评估，生成评估值，并输出。
[0021] 所述第一滤波单元具体为：
[0022]
【主权项】
1. 一种图像质量的评估方法，其特征在于，包括： 对原始图像进行双边滤波处理，生成第一滤波图像； 对所述原始图像对应的待评估图像进行双边滤波处理，生成第二滤波图像； 将所述第一滤波图像与所述第二滤波图像进行相减运算，获得残差图像；并计算所述 残差图像的熵； 计算所述原始图像对应的第一噪声边缘图像和计算所述待评估图像对应的第二噪声 边缘图像； 计算所述第一噪声边缘图像和第二噪声边缘图像之间的差异，生成峰值信噪比； 根据所述残差图像的熵和所述峰值信噪比，对所述待评估图像的质量进行评估，生成 评估值，并输出。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对原始图像进行双边滤波处理，生成 第一滤波图像的步骤具体为：
其中，（i，j)为所述原始图像中像素点的坐标值； g(i，j)为所述原始图像中坐标值为（i，j)处的像素点在双边滤波后对应的第一滤波 图像的像素点的像素灰度值； (k，1)为所述原始图像的像素点在双边滤波模板下对应的第一滤波图像的像素点的坐 标值； f(k，l)为所述原始图像中坐标值为（k，l)处的像素点对应的第一滤波图像的像素点 的像素灰度值； w(i，j，k，l)为所述原始图像中坐标值为（i，j)处的像素点在双边滤波模板下对应的 第一滤波图像的坐标值为（k，l)处的像素点的权重系数。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述权重系数w(i，j，k，1)为定义域核与 值域核之间的乘积； 定义域核根据以下公式计算生成：
其中，d(i，j，k，1)为定义域核；sd为定义域核的方差； 值域核根据以下公式计算生成：
其中，r(i，j，k，1)为值域核；S^3值域核的方差； f(i，j)为所述原始图像的坐标值为（i，j)处的像素点对应的第一滤波图像的像素点 的像素灰度值； f(k，l)为所述原始图像的坐标值为（k，l)处的像素点对应的第一滤波图像的像素点 的像素灰度值。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述残差图像的熵的步骤具体 为：
其中，H为所述残差图像的熵； e为所述残差图像中一像素灰度值在所述残差图像中所有像素灰度值中的序号； E为所述残差图像中所有像素点的所有不同数值的像素灰度值的总数目；re为所述残差图像的序号为e的像素灰度值，其范围是[-255,255]; 为所述残差图像中像素灰度值为^的像素点数量与所述残差图像中所有像素 点的总数目之间的比值。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述第一噪声边缘图像和第二 噪声边缘图像之间的差异，生成峰值信噪比的步骤具体为：
其中，PSNR为峰值信噪比； i为所述第一噪声边缘图像和所述第二噪声边缘图像的行数；j为所述第一噪声边缘图像和所述第二噪声边缘图像的列数； f(x，y)为所述第一噪声边缘图像在（x，y)处的的像素点； 为所述第二噪声边缘图像在（x，y)处的的像素点。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述原始图像对应的第一噪声 边缘图像的步骤包括： 将所述原始图像与所述第一滤波图像进行相减运算，生成第一噪声图像； 对所述第一噪声图像进行下采样，对下采样后的所述第一噪声图像进行梯度运算，生 成第一噪声边缘图像。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对下采样后的所述第一噪声图像进 行梯度运算，生成第一噪声边缘图像的步骤具体为：
其中，gradx(x，y)根据以下公式计算：gradx(x，y) =I(x，y+l)_I(x，y);grady(x，y)根据以下公式计算：grady(x，y) =I(x+l，y)_I(x，y); 其中，grad(x，y)为所述第一噪声边缘图像在（x，y)处的像素点的像素灰度值； I(x，y)为下采样后的所述第一噪声图像在（x，y)处的像素点的像素灰度值。
8. 如权利要求1所述的方法，所述根据所述残差图像的熵和所述峰值信噪比，对所述 待评估图像的质量进行评估，生成评估值的步骤具体为： IQA=kiH+k2PSNR; 其中，IQA为评估值； H为所述残差图像的熵； PSNR为峰值信噪比；kl为残差图像的熵的权重； k2为峰值信噪比的权重。
9. 一种图像质量的评估装置，其特征在于，包括： 第一滤波单元，对原始图像进行双边滤波处理，生成第一滤波图像； 第二滤波单元，对所述原始图像对应的待评估图像进行双边滤波处理，生成第二滤波 图像； 第一计算单元，将所述第一滤波图像与所述第二滤波图像进行相减运算，获得残差图 像；并计算所述残差图像的熵； 第二计算单元，计算所述原始图像对应的第一噪声边缘图像和计算所述待评估图像对 应的第二噪声边缘图像； 第三计算单元，计算所述第一噪声边缘图像和第二噪声边缘图像之间的差异，生成峰 值信噪比； 评估单元，根据所述残差图像的熵和所述峰值信噪比，对所述待评估图像的质量进行 评估，生成评估值，并输出。
10. 枏椐权刹要求9所沭的装詈，其特征在于，所述第一滤波单元具体为：
其中，（i，j)为所述原始图像中像素点的坐标值； g(i，j)为所述原始图像中坐标值为（i，j)处的像素点在双边滤波后对应的第一滤波 图像的像素点的像素灰度值； (k，1)为所述原始图像的像素点在双边滤波模板下对应的第一滤波图像的像素点的坐 标值； f(k，l)为所述原始图像中坐标值为（k，l)处的像素点对应的第一滤波图像的像素点 的像素灰度值； w(i，j，k，l)为所述原始图像中坐标值为（i，j)处的像素点在双边滤波模板下对应的 第一滤波图像的坐标值为（k，l)处的像素点的权重系数。
【专利摘要】本发明提供一种图像质量的评估方法和装置。所述方法包括：对原始图像进行双边滤波处理，生成第一滤波图像；对所述原始图像对应的待评估图像进行双边滤波处理，生成第二滤波图像；将所述第一滤波图像与所述第二滤波图像进行相减运算，获得残差图像；并计算所述残差图像的熵；计算所述原始图像对应的第一噪声边缘图像和计算所述待评估图像对应的第二噪声边缘图像；计算所述第一噪声边缘图像和第二噪声边缘图像之间的差异，生成峰值信噪比；根据所述残差图像的熵和所述峰值信噪比，对所述待评估图像的质量进行评估，生成评估值，并输出。本发明能够提高图像评估的准确性。
【IPC分类】G06T5-00, G06T7-00
【公开号】CN104616310
【申请号】CN201510077180
【发明人】周正, 田昕, 肖治华, 叶露, 冯伟东, 王俊曦, 贺易, 张勇, 周城, 董亮
【申请人】国家电网公司, 国网湖北省电力公司信息通信公司, 田昕, 中南民族大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月12日