Неэталонная оценка качества изображений

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова

Ярославль 2011

Критерии оценки качества изображений

Критерии оценки качества

субъективные объективные

Средняя экспертная

оценка

эталонные неэталонные

ПОСШ КСП УИК ?

2

Типы искажений

1. JPEG 2. JPEG2000 3. Белый шум 4. Размытие

3

4

Неэталонный индекс качества

Вычисление функцийd (m, n) = x(m, n+ ) - x(m, n)d (m, n) = x(m+ ,n) - x(m, n)

11

h

v

Средняя разница между блоками 8х8 пикселей:

значения и B B h

Отклонение разности на границе блоков

от ее среднего значения по всему изображению:

значения и А Аh v

Среднее число переходов через ноль:

значения и Z Z h v

Полученные величины усредняютсязначения , и

: А B Z

Вычисление оценки для изображения

x(m, n)

064,0

016,0

024,0

262

246

3

2

1

321НИКγ

Zγ

Aγ

βBα

5

Неэталонный индекс качества

Средняя разница между блоками размером 8х8:

M

i

N

j

hh jidNM

B1

18/

1

)8,()18/(

1

h

M

i

N

j

hh BjidNM

A1

1

1

),()1(

8

7

1

M

i

N

j

hh nmzNM

Z1

2

1

),()2(

1

Отклонение средней абсолютной разности на границе

блоков от той же величины, вычисленной для всего

изображения:

Число переходов через ноль:

База изображений LIVE

6

Двухэтапный метод

7

Изображение

1. Определение типов искажений

2. Вычисление индекса качества для каждого

искажения

𝑝𝑖 , {𝑖 = 1,… , 4}

Вычисление взвешенного индекса

качества

𝑞𝑖 , {𝑖 = 1,… , 4}

𝐵𝐼𝑄𝐼 = 𝑝𝑖 ∙ 𝑞𝑖

4

𝑖=1

8

Корреляция алгоритмов со средними экспертными оценками

JPEG2000 JPEG БШ Размытие Все

ПОСШ 0,8558 0,8762 0,9388 0,7292 0,8535

BIQI 0,7995 0,8914 0,9510 0,8463 0,8192

9

Гибридный индекс качества изображений

10

Базисы преобразваний

11

Курвлет-преобразование

ntt

klj ttttfklj21 ,0

21,,21 ,,,,

klj

pdfITxh

j

jjj

,,

log10

Probability distribution function (pdf) - функция распределения вероятности

12

Функция распределения вероятности

13

Анализ максимумов функций распределений вероятности

Зеленый – размытие

Синий – JPEG2000

Красный – шум

Фиолетовый – исходные изображения

14

Модификация классификатора

15

Гибридный индекс качества изображений

Шум Размытие JPEG2000

#1 JPEG2000

#2 JPEG

#1 JPEG

#2 Все

ГИКИ 0,948/0,980

0,926/ 0,950

0,952 0,893 0,879 0,780 0,921

ПОСШ 0,986 0,783 0,933 0,874 0,886 0,917 0,871

КСП 0,974 0,949 0,970 0,971 0,970 0,988 0,940

16

Литература

• Саутов Евгений “Разработка и анализ неэталонных алгоритмов оценки качества изображений”, диссертационная работа

• Michele A. Saad, Alan C. Bovik, Christophe Charrier “A DCT Statistics-Based Blind Image Quality Index”, IEEE SIGNAL PROCESSING LETTERS, VOL. 17, NO. 6, JUNE 2010, P. 583-586

• Ji Shen, Qin Li, and Gordon Erlebacher “Hybrid No-Reference Natural Image Quality Assessment of Noisy, Blurry, JPEG2000, and JPEG Images”, IEEE TRANSACTIONS ON IMAGE PROCESSING, VOL. 20, NO. 8, AUGUST 2011, P. 2089-2098

17