基于MATLAB的可视化图像质量评价系统研究

摘要

随着互联网技术的飞速发展，数字图像被广泛的应用在人类生活中的众多领域，而图像的质量好坏将直接影响到人类对信息获取的准确度。所以，对图像进行质量评价则成为了一个基本的问题。从20世纪80年代至今，人们对图像质量评价的研究从未间断，从必需有原始图像的完整信息作为参考的全参考评价，到只需有部分原始图像信息作为参考的部分参考评价，再到不需任何原始图像信息作为参考的无参考评价研究过程，有大量的图像质量评价算法被提出。每个算法都有自己独特的思路以及特征提取方式。因此，如何从大量的图像质量评价算法中快速且直观的找出适合某类失真图像的最优图像质量评价算法具有很大的研究价值。
　　MATLAB具有强大的矩阵运算能力、丰富的函数库、便捷的工具箱，以及可视化GUI界面平台等特点。处理图像比较方便，故非常受研究者的青睐。因此，为了对比分析大量图像质量评价算法的优缺点以及其适用失真类型范围，本文以MATLAB中提供的可视化GUI界面平台来设计一个图像质量评价系统。具体内容如下：
　　（1）首先深入探讨基于MATLAB的可视化图像质量评价系统研究的背景和意义；然后再分析介绍了国内外当前可视化图像质量评价系统、质量评价算法性能评估和图像质量评价的研究进展和成果，并主要介绍了研究广泛的全参考和无参考图像质量评价算法。
　　（2）介绍基于MATLAB GUI可视化平台设计的理论和相关技术，为系统的可视化界面设计提供基础，同时也为系统界面的编程实现提供了技术支持。
　　（3）介绍图像质量评价分类中的全参考和无参考中部分经典算法的实现方法，为图像质量评价算法(IQA)的编程实现提供了清晰的思路，并且在系统的实现中有具体的描述。
　　（4）编写系统功能的实现函数，对每个功能模块进行测试，并根据评价算法对比分析模块的测试结果进行分析。
　　本系统主要实现了图像质量评价算法的封装、对比分析和性能评估，并为系统的二次开发留下了接口。该系统支持文件格式为：.BMP、.JPEG、.GIF、.PNG等图像的显示、读取和质量的评价，同时支持彩色图像和灰度图像的质量评价。除此之外，该系统还具有若干其它功能，比如：图片处理模块对图像进行加入失真因素处理，包括加噪，灰度化，模糊和JPEG压缩。打开模块包括对图像进行图像(文件)的打开以及存储。评价算法库模块包括系统二次开发接口（也即添加新评价算法），修改评价算法，删除评价算法，选择评价算法。算法评价模块主要是对评价算法进行性能的评估。评价算法分析模块主要包括全参考评价算法对比分析和无参考评价算法对比分析。其它模块主要包括的是MATLAB和Excel数据库的读取，系统的简单维护等。本文在实验部分主要用到的对比算法有：SSIM，MSSIM，MSE，PSNR和Universal五种全参考评价算法对比分析；改进SVD，改进SSIM，改进PSNR，JPEG，NIQE和DIIVINE六种无参考评价算法对比分析。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 研究现状

1.3 图像质量评价算法评价指标和常用数据库

1.4 论文研究内容和组织结构

1.5 本章小结

第二章 相关技术与理论基础

2.1 系统的运行环境

2.2 MATLAB GUI的相关理论和技术

2.3 MATLAB GUI图像质量评价系统的设计重点

2.4 MATLAB与数据库的连接

2.5 本章小结

第三章 图像质量评价算法

3.1 全参考图像质量评价算法

3.2 无参考图像质量评价算法

3.3 本章小结

第四章 基于MATLAB可视化图像质量评价系统研究与实现

4.1 系统设计的基本原则

4.2 系统设计的主要步骤

4.3 系统主要模块的设计

4.4 可视化的界面实现

4.5 各个模块的实现

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 研究工作展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢