基于近似离散余弦变换的无参考图像质量评估

摘要

在图像信息技术被广泛接受的环境中，如何快速、准确地评判图像质量已成为一个基本问题。随着小型设备中多媒体技术的迅速发展应用，对信号处理的低功耗和快速处理的需求已急剧增加，而离散余弦变换(DCT)是许多视频图像处理标准的关键组成部分。鉴于此，通过对DCT做近似使得在一定精度损失允许的情况下完成变换所使用浮点数乘积减少，从而达到减少运算量、降低复杂度的目的,并将近似DCT用于图像质量评估。与原始变换相比，可以在保证近似精度的同时，完成8点一维DCT只需要8次乘法运算。在给出的近似变换基础上本文提出了两个无参考图像客观评估算法。　　针对模糊图片，给出了基于图像近似DCT域能量与梯度特征结合的评估方法。该算法先将图像做近似DCT变换，然后对变换系数重组得到三尺度重组矩阵，计算出重组系数每个尺度的对数能量并结合多个尺度的结果作为评估清晰度的特征，在此基础上，结合反映图像结构信息的梯度最大值来共同描述图像清晰度，将两个特征进行非线性结合即可得出图像的总体清晰度。该算法实现简单，不需要训练回归模型，具有很好的普适性。　　针对单失真图像，提出基于近似DCT域的无参考图像质量评估。利用灰度共生矩阵统计失真图像重组交流系数子带的特性并提取出特征，然后通过随机森林的训练学习建立了无参考图像质量评估。在LIVE、CSIQ和TID2013上的实验仿真结果可知，本方法在评价单失真图像时表现出良好的一致性。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 图像质量评估研究现状

1.2.1 主观评估

1.2.2 客观评估

1.3.1 主要工作

1.3.2 论文组织结构

第二章 相关理论基础

2.1 离散余弦变换

2.1.1 一维DCT变换

2.1.2 二维DCT变换

2.1.3 奇偶分解法

2.1.4 W.H.Chen算法

2.1.5 Loeffler算法

2.2 图像质量评估数据库

2.3.1 主观评估标准

2.3.2 客观评估标准

2.4 本章小结

第三章 近似DCT及其快速变换结构

3.1 近似变换实现形式

3.2 近似原理

3.3 构造方式

3.3.1 近似精度

3.3.2 计算代价

3.3.3 综合评估

3.4 构造矩阵的快速变换方案

3.5 近似离散余弦变换的精度计算与分析

3.6 本章小结

第四章 基于能量与梯度特征结合的图像清晰度评估

4.1 变换域特征提取

4.1.1 重组离散余弦变换系数

4.1.2 全局清晰度计算

4.1.3 局部清晰度计算

4.2 梯度特征提取

4.3 质量评估

4.4 实验与结果分析

4.4.1 图像清晰度评估数据库

4.4.2 参数设置

4.4.3 一致性分析

4.5 本章小结

第五章 基于近似DCT子带纹理的无参考图像质量评估

5.1 算法主要框架

5.2 特征提取方法

5.3 实验与结果分析

5.3.1 一致性分析

5.3.2 鲁棒性分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 工作总结

6.2 未来展望

致谢

参考文献