一种无参考非对称失真立体图像客观质量评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种立体图像客观质量评价方法，尤其是涉及一种无参考非对称失真 立体图像客观质量评价方法。
【背景技术】
[0002] 进入二十一世纪以来，随着立体图像/视频系统处理技术的日趋成熟，以及计算 机网络与通信技术的快速发展，已引起人们对立体图像/视频系统的强烈需求。相比传统 单视点图像/视频系统，立体图像/视频系统由于能够提供深度信息来增强视觉的真实感， 给用户以身临其境的全新视觉体验而越来越受到人们的欢迎，已被认为是下一代媒体主要 发展方向，引发了学术界、产业界的广泛关注。然而，人们为了获得更好的立体临场感和视 觉体验,对立体视觉主观感知质量提出了更高的要求。立体视觉主观感知质量是衡量立体 图像/视频系统性能优劣的一个重要指标。在立体图像/视频系统中，采集、编码、传输、解 码及显示等处理环节都会引入一定失真，这些失真将对立体视觉主观感知质量产生不同程 度的影响，因此如何有效地进行无参考质量评价是亟需解决的难点问题。综上，评价立体图 像质量，并建立与主观质量评价相一致的客观评价模型显得尤为重要。目前，研究人员提出 了不少针对单视点视觉质量的无参考评价方法。然而由于缺乏系统理论深入研究非对称失 真立体视觉感知特性，还没有有效地无参考非对称失真立体图像质量评价方法。相比单视 点视觉质量无参考评价模型，无参考非对称失真立体图像质量评价模型需要考虑不同失真 类型立体掩蔽效应以及与之相关的双目竞争/抑制和双目融合等立体感知因素对视觉质 量的影响。因此，不能简单地把现有的单视点视觉质量无参考评价模型直接扩展到无参考 非对称失真立体图像质量评价方法中。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种无参考非对称失真立体图像客观质量评 价方法，其能够充分考虑到非对称失真的立体视觉特性，能够有效地提高客观评价结果与 主观感知的相关性。
[0004] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种无参考非对称失真立体图像 客观质量评价方法，其特征在于包括以下步骤：
[0005] ①令Sdis表示待评价的非对称失真的立体图像，将S dis的左视点图像记为 ILdis (X，y)}，将Sdis的右视点图像记为{R dis (X，y)}，其中，1彡X彡W，1彡y彡H，W表示Sdis 的宽度，H表示Sdis的高度，Ldis (x，y)表示{Ldis (x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像 素值，Rdis(x，y)表示{Rdis(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值；
[0006] ②采用伽柏滤波器对{Ldis(x，y)}和{Rdis(x，y)}两幅图像分别进行滤波处理， 得到{L dis(x，y)}和{Rdis(x，y)}各自的伽柏滤波图像，将{Ldis(x，y)}的伽柏滤波图像记 为{〇(>(X, j)},将{Rdis(X，y)}的伽柏滤波图像记为(X,_)；)}，其中，巧>〇,_y)表示 (gUw)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值，表示(GUw)I中坐标 位置为（x，y)的像素点的像素值；
[0007] ③采用高斯滤波器对{Ldis(x，y)}和{Rdis(x，y)}两幅图像分别进行滤波处理， 得到！L dis(x，y)}和{Rdis(x，y)}各自的高斯滤波图像，将{Ldis(x，y)}的高斯滤波图像记 为将{Rdis(x，y)}的高斯滤波图像记为(GUw)I，其中，GU&V)表示 中坐标位置为（χ，4的像素点的像素值，（UW)表示中坐标 位置为（x，y)的像素点的像素值；
[0008] ④采用块匹配方法，计算{Ldis(x，y)}与{Rdis(x，y)}之间的视差图像，记为 {(1 [^(1，7)}，其中，(1(^(1，7)表示{(1(^(1，7)}中坐标位置为（1，7)的像素点的像素值 ；
[0009] ⑤根据少)}和吆―-(X，j，)}、{G。(X, 7)}和{g,%.s (X, 7)}、{ddis (X，y) h ^ 算1的左右视点特征融合图像，记为$&〇^)}，将{^〇^)}中坐标位置为〇^)的 像素点的像素值记为Fdis (X，y),
【主权项】
1. 一种无参考非对称失真立体图像客观质量评价方法，其特征在于包括以下步骤： ① 令Sdis表示待评价的非对称失真的立体图像，将S dis的左视点图像记为{L dis (X，y)}， 将Sdis的右视点图像记为{R dis (X，y) }，其中，1彡X彡W，1彡y彡H，W表示SdJ勺宽度，H表 示Sdis的高度，L dis(x，y)表示{Ldis(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值，Rdis(x，y) 表示IR dis (x，yM中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值； ② 采用伽柏滤波器对{Ldis(x，y)}和{Rdis(x，y)}两幅图像分别进行滤波处理，得 到{L dis(x，y)}和{Rdis(x，y)}各自的伽柏滤波图像，将{Ldis(x，y)}的伽柏滤波图像记 为(X, >〇}，将{Rdis (X，y)}的伽柏滤波图像记为(X, >〇}，其中，（5丨。& (X,_y)表不 {(? 中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值表示中坐标位 置为（x，y)的像素点的像素值； ③ 采用高斯滤波器对{Ldis(x，y)}和{Rdis(x，y)}两幅图像分别进行滤波处理，得 到{L dis(x，y)}和{Rdis(x，y)}各自的高斯滤波图像，将{Ldis(x，y)}的高斯滤波图像记 为必(X,_>〇] ，将IRdis (X，y)}的商斯滤波图像记为(X,>〇j，其中，Gf (X,_y)表不 中坐标位置为（X，y)的像素点的像素值，Gf jii(Xj)表示中坐标位 置为（x，y)的像素点的像素值； ④ 采用块匹配方法，计算{Ldis(x，y)}与{Rdis(x，y)}之间的视差图像，记为 {(1 [^(1，7)}，其中，(1(^(1，7)表示{(1(^(1，7)}中坐标位置为（1，7)的像素点的像素值 ； ⑤ 根据{句―也(X，y)}和(X，})}、(X，7)}和也(X, 的左右视点特征融合图像，记为{Fdis(x，y)}，将{Fdis(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点 的像素值记为Fdis (X，y)，
其中，句」,.> + 0,外7)表示{<5^>,);)}中坐标位置为（計'(\4,4的像素点 的像素值，（$」&(.丫 + <&(1,少),少)表示{<^_(&(1,3^中坐标位置为（1+(1 (">，7)，7)的像素点 的像素值； ⑥ 采用局部二值化模式操作对{Fdis(x，y)}进行处理，得到{Fdis(x，y)}的局部二值化 模式结构特征图像，记为ILBP (X，y)}，其中，LBP (X，y)表示{LBP (X，y)}中坐标位置为（X，y) 的像素点的像素值； ⑦ 采用直方图统计方法对{LBP(x，y)}进行统计操作，得到Sdis的直方图统计特征向 量，记为{H(m)}，其中，{H(m)}的维数为lXm'维，H(m)表示{H(m)}中的第m个元素， I ^ m ^ m' , m' = P+2 ； ⑧ 采用η"幅原始的无失真的立体图像，建立其在不同失真类型不同失真程度下的失 真立体图像集合，该失真立体图像集合包括多幅非对称失真立体图像；然后利用主观质量 评价方法分别评价出该失真立体图像集合中的每幅非对称失真立体图像的主观评分，将该 失真立体图像集合中的第j幅非对称失真立体图像的主观评分记为DMOSj;再按照步骤① 至步骤⑦的操作，以相同的方式获取该失真立体图像集合中的每幅非对称失真立体图像的 直方图统计特征向量，将该失真立体图像集合中的第j幅非对称失真立体图像的直方图统 计特征向量记为{HjOn)};其中，η" >1，1彡j彡Ν'，N'表示该失真立体图像集合中包含的 非对称失真立体图像的总幅数，〇 < DMOSjS 100 ; ⑨将该失真立体图像集合中的所有非对称失真立体图像分成两部分，分别构成训练集 和测试集；然后利用支持向量回归对训练集中的所有非对称失真立体图像的主观评分和 直方图统计特征向量进行训练，使得经过训练得到的回归函数值与主观评分之间的误差最 小，拟合得到最优的权值矢量W° pt和最优的偏置项b _;接着利用W _和b °pt构造得到支持向 量回归训练模型；再根据支持向量回归训练模型，对测试集中的每幅非对称失真立体图像 的直方图统计特征向量进行测试，预测得到测试集中的每幅非对称失真立体图像的客观质 量评价预测值，将测试集中的第k'幅非对称失真立体图像的客观质量评价预测值记为Q k，， Qk,= f(xk,)，/(4)=(『〃)>(心)+ 1^ ;其中，1彡k'彡t'，t'表示测试集中包含的非对 称失真立体图像的总幅数，< jx ~'，Ν'表示该失真立体图像集合中包含的非对称失 真立体图像的总幅数，f()为函数表示形式，Qk，是X k，的函数，X k，表示测试集中的第k'幅 非对称失真立体图像的直方图统计特征向量伍11,〇11)}，（1_)1为1_的转置矢量，舛4)为 xk，的线性函数。
2. 根据权利要求1所述的一种无参考非对称失真立体图像客观质量评价方法，其特征 在于所述的步骤②中的伽柏滤波器采用log伽柏滤波器；log伽柏滤波器中的中心频率参 数W tl取值为1，滤波器带宽参数〇 J(值为0.3,滤波器相角带宽参数〇 0取值为0.4。
3. 根据权利要求1或2所述的一种无参考非对称失真立体图像客观质量评价方法，其 特征在于所述的步骤③中的高斯滤波器采用拉普拉斯算子高斯滤波器；拉普拉斯算子高斯 滤波器中的尺度参数σ取值为0.5。
4. 根据权利要求3所述的一种无参考非对称失真立体图像客观质量评价方法，其特征 在于所述的步骤⑥中局部二值化模式操作中的领域参数P取值为8,局部半径参数R取值为 1〇
【专利摘要】本发明公开了一种无参考非对称失真立体图像客观质量评价方法，其先对待评价的非对称失真立体图像的左视点图像和右视点图像分别实施伽柏滤波器滤波和高斯滤波器滤波，得到各自的伽柏滤波图像和高斯滤波图像；接着通过模拟人眼视觉特性建立有效的非对称失真立体视觉感知特征融合的数学模型，根据数学模型得到待评价的非对称失真立体图像的左右视点特征融合图像；然后对左右视点特征融合图像进行局部二值化模式操作，得到局部二值化模式结构特征图像，采用直方图统计方法得到直方图统计特征向量；最后根据直方图统计特征向量，采用支持向量回归预测客观质量评价预测值；优点是能够有效地提高客观评价结果与主观感知的相关性。
【IPC分类】G06T7-00
【公开号】CN104658001
【申请号】CN201510103103
【发明人】周武杰, 王中鹏, 陈寿法, 戴芹, 邱薇薇, 吴茗蔚, 鲁琛, 郑卫红
【申请人】浙江科技学院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月10日