[发明专利]一种全参考图像质量评价方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，特别是指一种全参考图像质量评价方法和装置。

背景技术

目前，图像质量评价在很多图像和视频处理领域中得到了大量的应用，例如压缩、存储、融合、增强、恢复等。客观图像质量评价的目标是开发出量化的评价方法去预测失真图像的质量，使预测值能够和主观评价保持一致。传统的客观图像质量评价方法包括峰值信噪比(peak signal to noise，PSNR)和均方误差(mean squared error，MSE)，这两种方法被大量使用。尽管这两种方法有清晰的物理意义，并且计算简单，但是其计算结果经常和主观评价不一致，因为它们仅仅计算了参考图像和失真图像像素之间的差别，没有考虑到人类视觉系统的特性。

Sheikh等人提出了自然场景分析的信息保真度准则方法(Visual Information Fidelity，VIF)(Hamid Rahim Sheikh,Alan C.Bovik,“Image information and visual quality Sheikh”,IEEE Trans.Image Process.,2006,15(2),pp.430-444)，此方法把信息理论应用在图像保真度测量中，通过评测参考图像和失真图像共同信息的多少来评价失真图像的质量。WangZhou提出了结构相似度方法(structural similarity，SSIM)(Zhou Wang,Alan Conrad Bovik,Hamid Rahim Sheikh,Eero P.Simoncelli，“Image quality assessment:from error visibility to structural similarity”，IEEE Trans.Image Process.,2004,13(4),pp.600-612)。SSIM方法假设人类视觉系统高度自适应地提取场景的结构信息，此方法受到很大的关注，但是此方法不能够正确评价模糊图像的质量，而且没有结合人眼的视觉特性。基于SSIM方法，Chun-Ling Yang提出了小波变换域的结构相似度方法(discrete wavelet transform-based structural similarity，DWT-SSIM)(Chun-Ling Yang，Wen-RuiGao，Lai-Man Po，“discrete wavelet transform-based structural similarity for image quality assessment”，Proc.Int.Conf.Image Process.ICIP,San Diego,United states,October 2008)。但是小波变换仅仅能够最优地表示一维奇异点数据，不能最优地表示二维的图像数据。Wang-Q Lim提出了离散不可分离剪切波变换(discrete nonseparableshearlet transform，DNST)(Wang-Q Lim，“Nonseparableshearlet transform”,IEEE Trans.Image Process.,2013,22(5),pp.2056-2065)。离散不可分离剪切波变换在各个尺度和方向上形成局部化波形的紧框架，能够最稀疏地表示图像，克服了小波变换的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种全参考图像质量评价方法和装置，能够解决现有技术中对图像质量评价不全面、准确性不高的问题。

基于上述目的本发明提供全参考图像质量评价方法，包括：

分别对参考图像和失真图像进行离散不可分离剪切波变换，得到不同尺度下不同方向的剪切波子带系数；

计算每个尺度中每个方向离散不可分离剪切波变换子带每个块的结构相似度；

根据所述每个块的结构相似度，计算每个尺度中每个方向离散不可分离剪切波变换子带系数的结构相似度；

通过计算离散不可分离剪切波变换每个尺度的结构相似度，计算整体图像的结构相似度，作为失真图像的质量评价值。

在本发明中，所述得到不同尺度下不同方向的剪切波子带系数，包括：X_mn和Y_mn分别表示参考图像和失真图像离散不可分离剪切波变换第m级尺度下第n个方向的子带系数；

在剪切波变换中，使用仿射系统理论；对于二维系统，复合膨胀仿射系统的公式：