基于顯著分析的立體圖像視覺舒適度及質(zhì)量評價(jià)研究.pdf

1、立體視頻憑借其逼真的深度感以及全新的交互式體驗(yàn)正在變得越來越受到人們的關(guān)注。為了保證提供高視覺體驗(yàn)質(zhì)量的立體視頻服務(wù)，迫切需要建立符合人眼主觀感知的立體圖像視覺舒適度和質(zhì)量評價(jià)模型，為立體視頻系統(tǒng)各處理環(huán)節(jié)的優(yōu)化提供指導(dǎo)。視覺注意機(jī)制作為最重要的人眼視覺特性之一，是人類視覺系統(tǒng)能夠智能處理海量視覺信息的生理基礎(chǔ)。本學(xué)位論文通過分析各種視覺特征（包括低層次視覺特征，深度感知特征等）對人類視覺注意力分布的影響，建立能夠反映人眼視覺注意機(jī)制的

2、立體視覺顯著計(jì)算模型，并探索其在立體圖像視覺舒適度和感知質(zhì)量評價(jià)領(lǐng)域中的應(yīng)用。主要從以下三個(gè)方面展開研究：
　　1)針對目前圖像/視頻視覺顯著性檢測研究領(lǐng)域主要集中在二維圖像/視頻這一問題，本學(xué)位論文綜合考慮各種低層次視覺特征和深度感知特征，提出了一種基于監(jiān)督學(xué)習(xí)的立體圖像視覺顯著計(jì)算模型。首先從二維圖像入手，針對二維圖像視覺顯著對象的檢測問題展開研究，提出了一種基于超像素顏色對比和相似性分布的視覺顯著對象提取方法。本辦法定義潛在

3、的視覺顯著對象應(yīng)該同時(shí)具有以下兩個(gè)方面特性：較高的顏色對比度和緊湊的相似性分布特性。在MSRA1000數(shù)據(jù)庫上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相比于經(jīng)典的二維圖像顯著計(jì)算模型，本方法能夠更好地提取視覺顯著對象同時(shí)很好地抑制背景區(qū)域。不同于二維圖像的視覺顯著對象提取，立體圖像特有的深度感知特征也會直接影響人眼視覺注意力關(guān)注的分布。因此，為了更準(zhǔn)確地檢測立體圖像視覺顯著區(qū)域，需同時(shí)考慮各種低層次視覺特征和深度感知特征對視覺注意關(guān)注分布的影響。本文提出一種基

4、于監(jiān)督學(xué)習(xí)的立體圖像視覺顯著計(jì)算模型，其基本思想是將視覺顯著性檢測看成是有監(jiān)督學(xué)習(xí)回歸問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的立體顯著模型計(jì)算得到的立體顯著圖與3D眼動密度圖像具有較高的一致性。
　　2)針對現(xiàn)有的立體圖像質(zhì)量客觀評價(jià)方法性能較差無法滿足實(shí)際應(yīng)用需求的問題，本學(xué)位論文深入分析各種視覺特性對立體圖像視覺感知質(zhì)量的影響，提出兩種高效的立體圖像質(zhì)量客觀評價(jià)方法：a)基于視差空間圖的立體圖像質(zhì)量客觀評價(jià)方法；b)基于立體顯著模型的立

5、體圖像質(zhì)量評價(jià)方法。本文首先通過構(gòu)造立體圖像的視差空間圖（DSI，disparity space image），提出一種基于視差空間圖的立體圖像質(zhì)量客觀評價(jià)方法。從DSI中提取出立體圖像特征信息，結(jié)合（SVR，support vector machine）技術(shù)進(jìn)行高維樣本的非線性回歸，避免了對人類視覺系統(tǒng)的相關(guān)特征與機(jī)理的復(fù)雜模擬過程，且能較好地反映立體圖像質(zhì)量。由于人眼在觀看立體圖像的過程中對于不同區(qū)域的失真的感知程度并非一致的，而是

6、表現(xiàn)出一定的選擇性。一般來說，人眼對于視覺顯著性較高區(qū)域的失真敏感度較高，而對于視覺顯著性較低的背景區(qū)域的失真敏感度較低。本文將人眼立體視覺注意特性應(yīng)用于立體圖像感知質(zhì)量客觀評價(jià)，提出一種基于立體顯著模型的立體圖像質(zhì)量評價(jià)方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的評價(jià)方法無論從準(zhǔn)確性、單調(diào)性都優(yōu)于傳統(tǒng)的基于結(jié)構(gòu)相似性（SSIM，structure similarity index metric）圖像質(zhì)量評價(jià)方法，證明了視覺注意力在質(zhì)量評價(jià)領(lǐng)域的合理

7、性以及有效性。
　　3)針對現(xiàn)有的立體圖像視覺舒適度評價(jià)主要基于全局的視差統(tǒng)計(jì)特征預(yù)測視覺舒適度，沒有很好地反映人眼視覺注意機(jī)制，無法取得令人滿意的評價(jià)性能這一問題，本學(xué)位文充分考慮視覺注意機(jī)制對視覺舒適度評價(jià)的重要影響，提出兩種有效的立體圖像視覺舒適度評價(jià)方法：a)基于視覺重要區(qū)域的立體圖像視覺舒適度評價(jià)模型；b)基于顯著性分析的立體圖像視覺舒適度預(yù)測模型。通過提取能夠反映視覺舒適度的視差統(tǒng)計(jì)特征，結(jié)合立體視覺顯著模型得到舒適度