[发明专利]基于超复数色彩旋转的彩色失真图像评估方法

摘要

本发明属于图像信号处理技术领域，具体为一种基于超复数色彩差异变换的彩色失真图像评估方法。目前对于色彩失真图像的质量评估或者是提取彩色图像的亮度信息，或者是对彩色图像的各分量分别进行处理再取平均值，这样忽略了图像的色彩关联，常常得不到准确的色彩失真评估。本发明把整幅图像分块，对失真图像块进行特定的超复数旋转等处理，从而得到失真图像和原始图像之间的色彩差异，对所有块的色彩差异取平均，来进行整体图像的色彩失真评估。实验证明，对于色彩失真图像，本发明能够得到与主观视觉效果相一致的评估结果，而且简单易行，计算量很小；优于提取彩色图像的亮度信息进行评估的方法，也比对各色彩分量分别进行处理取平均的方法效果好。

主权项

1、一种基于超复数色彩差异变换的彩色失真图像评估方法，其特征在于具体步骤如下：1)对彩色图像进行超复数建模，即把彩色原图f和待评估的彩色失真图像g中每一像素的RGB模型分别表示为纯超复数形式：f(x，y)＝fR(x，y)i+fG(x，y)j+fB(x，y)k和g(x，y)＝gR(x，y)i+gG(x，y)j+gB(x，y)k，这里，i、j、k为虚数单位；fR、fG、fB分别表示彩色图像f的红、绿、蓝三个分量；(x，y)为彩色图像中像素的坐标，即像素所在的矩阵行和列的位置；2)把彩色原图f和失真图像g都分解为8×8的小块，由每一个8×8单位小块中所有像素的红、绿、蓝的均值得到该单位小块的“块色彩矢量”：$f_{\mathrm{BLOCK}}=\frac{\underset{(x,y)\in \mathrm{BLOCK}}{\Sigma }{f}_R(x,y)}{64}i+\frac{\underset{(x,y)\in \mathrm{BLOCK}}{\Sigma }{f}_R(x,y)}{64}j+\frac{\underset{(x,y)\in \mathrm{BLOCK}}{\Sigma }{f}_R(x,y)}{64}k;$ 3)设彩色原图的某一个单位小块的色彩矢量为fBLOCK，待评估的色彩失真图像的对应小块的色彩矢量为gBLOCK，计算：qBLOCK＝fBLOCK+U(π/2)[gBLOCK]U*(π/2)；这里，U*(π/2)表示U(π/2)的共轭，U(π/2)[gBLOCK]U*(π/2)表示超复数空间的色彩旋转变换，即色彩矢量gBLOCK绕μ轴旋转π角，μ是超复数空间的强度图像矢量μ＝(i+j+k)/；4)然后计算出每一个单位小块fBLOCK和gBLOCK的“色彩差异”QBLOCK(f，g)：$Q(f,g)=Q\left(q_{\mathrm{BLOCK}}\right)$ $=[q_R-\left(\frac{q_R+q_G+q_B}{3}\right)]i+[q_G-\left(\frac{q_R+q_G+q_B}{3}\right)]j+[q_B-\left(\frac{q_R+q_G+q_B}{3}\right)]k$ 这里，qR、qG和qB是超复数qBLOCK的三个虚部，分别代表红、绿、蓝三个分量；5)计算所有小块的色彩差异的超复数模值，对于QBLOCK(f，g)＝Qbi+Qcj+Qdk，它的超复数模值的计算公式为：$\left|Q_{\mathrm{BLOCK}}\right|=\sqrt{{Q_b}^2+{Q_c}^2+{Q_d}^2};$ 6)然后对整幅图像的所有小块的色彩差异模值取平均，得到整幅图像的“色彩差异”，作为色彩失真图像质量评估的度量。