[发明专利]一种基于梯度变化的无参考JPEG图像质量评价方法

说明书

本发明属于无参考图像质量评价领域，具体提供一种基于梯度变化的无参考JPEG图像质量评价方法，用以进行单一JPEG图像的质量分数的有效评价。本发明提出了基于JPEG图像的水平、垂直、45度斜、135度斜四个方向的一阶梯度块效应，二阶梯度块效应，频域AC系数三个图像特征来评价其客观质量分数的无参考质量评价方法；在提取图像的三个特征后，使用多项式模型将其组合构成质量评价模型；最后在四个公开的质量评价数据库上进行性能验证，试验结果表明，本发明在预测JPEG压缩图像质量方面明显优于现有的无参考方法。综上所述，本发明通过引入有效的图像特征后，能够显著的提升JPEG图像的质量评价准确度，进而有效评价图像质量。

技术领域

本发明属于无参考图像质量评价领域，具体提供一种基于梯度变化的无参考JPEG图像质量评价方法。

背景技术

现代生活和工作离不开数字图像，数字图像已成为信息传递的重要媒介，其质量影响着人类和机器对图像信息获取的完整性和准确性。数字图像的获取是通过摄像工具，如摄像机、手机、相机等获得，图像获取过程中的采光、模数转换、压缩、处理等过程存在不同的失真，并且这些失真难以避免，影响着图像的质量，准确合理地评价图像质量十分必要。

目前为止，图像质量的评价方法分为主观评价方法和客观评价方法两大类，其中，主观评价方法为通过专业人员的视觉观察直接判断图像质量的好坏，而客观评价方法是利用数学模型对图像质量进行评价，通过计算得到的数值反映出图像质量的高低。图像质量评估方法的目的是预测图像质量，以尽可能接近我们的主观感知；图像质量客观评价方法可以分为三类：全参考方法、半参考方法和无参考方法，全参考方法和半参考方法需要来自无失真原始图像的信息，而无参考方法则可以在不参考任何无失真原始图像的情况下评估图像质量。在现实中，很难找到待评价图像的无失真原始图像，因此，无参考方法得到了更广泛的应用和需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于梯度变化的无参考JPEG图像质量评价方法，用以有效评价图像质量。为实现该目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于梯度变化的无参考JPEG图像质量评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.计算待评价JPEG图像的一阶梯度块效应特征；

步骤1.1计算待评价JPEG图像的一阶梯度矩阵：

G_h(i,j)＝|I(i,j+1)-I(i,j)|

G_v(i,j)＝|I(i+1,j)-I(i,j)|

其中，I(i,j)表示图像像素(i,j)处的灰度值，G_h(i,j)、G_v(i,j)分别表示像素(i,j)处的水平、垂直梯度；

步骤1.2基于待评价JPEG图像构建若干个图像块T；

以8×8块为单元，按照窗口尺寸为3×3、滑动步长为1的滑窗操作遍历整个图像，构建得到若干个图像块T；

步骤1.3计算待评价JPEG图像的一阶梯度块效应横竖特征；

步骤1.3.1计算每一个图像块T的一阶梯度块效应水平特征；

针对每一个图像块T，取其第9～16行构成一个8×24(像素点为单元)的图像块，进一步取该8×24图像块的第4～21列像素点构成一个8×18的子图像块t₁，即取图像块T第9～16行、第4～21列像素点构成一个8×18的子图像块t₁；子图像块t₁包含3个单元块的水平相邻边界，能够同时计算两个相邻块的边界梯度值；基于子图像块t₁对应的8×17水平梯度矩阵计算当前图像块T的块效应水平特征；