基于視覺系統(tǒng)和特征提取的圖像質(zhì)量客觀評價方法及應(yīng)用研究.pdf

1、圖像信息是視覺信息最重要的組成部分,是人類獲取外界信息的主要途徑。在數(shù)字圖像的獲取、處理、編碼、存儲、傳輸和重建的每一個步驟中,通常都會對圖像的質(zhì)量產(chǎn)生影響,如何評價圖像質(zhì)量成為圖像處理、計算機視覺領(lǐng)域一個基本而又富有挑戰(zhàn)的問題。本論文圍繞圖像失真特征的表示和提取,從多特征融合、多尺度幾何分析以及人眼視覺系統(tǒng)建模等方面研究圖像質(zhì)量的客觀評價問題,并將常規(guī)圖像質(zhì)量分析和度量方法應(yīng)用在醫(yī)學(xué)圖像領(lǐng)域。主要工作和創(chuàng)新成果如下:
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2、.對圖像視覺質(zhì)量失真的表示和失真特征提取進(jìn)行了分析和比較,通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)討論了圖像失真特征的不同表示方法以及他們之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。在此基礎(chǔ)上,引入典型相關(guān)分析方法,將多種失真特征有效融合在一起,給出基于多特征的圖像質(zhì)量評價算法,優(yōu)化了特征選擇方式,并使其可以根據(jù)失真類型給出更為準(zhǔn)確、穩(wěn)健的圖像質(zhì)量評價結(jié)果,能全面地綜合評價圖像質(zhì)量。
　　 2.圖像結(jié)構(gòu)特征的表示和度量是圖像質(zhì)量評價的關(guān)鍵技術(shù)之一,本文引入多尺度幾何分析方法來提取圖像

3、的結(jié)構(gòu)特征、方向特征和多分辨率特征,逼近人眼視覺系統(tǒng)對圖像信號的多通道分解過程。在此基礎(chǔ)上,提出一種多尺度方向性差異模型,表示和度量圖像質(zhì)量的視覺失真程度。
　　 3.在充分考慮前端人眼視覺系統(tǒng)特性的基礎(chǔ)上,本文引入視覺感知在頻率和方向上的多通道分解特性、對比度敏感特性、視覺掩蔽效應(yīng)、頻帶響應(yīng)和誤差融合模型,與圖像的結(jié)構(gòu)特征表示方法有效結(jié)合,提高了基于特征提取的圖像質(zhì)量評價方法的準(zhǔn)確性,同時改進(jìn)了基于單純?nèi)搜垡曈X系統(tǒng)特性模型算法

4、的復(fù)雜性,取得了較好的效果。
　　 4.在對圖像信號的多通道分解過程中,基于視覺系統(tǒng)對不同頻率的響應(yīng)特性,提出了對頻帶誤差的線性融合方法。在綜合性圖像數(shù)據(jù)庫上與非線性頻帶誤差融合方法相比較,證實了線性誤差融合方法能夠滿足對視覺系統(tǒng)的逼近要求,節(jié)省了計算成本的同時提高了圖像質(zhì)量預(yù)測的準(zhǔn)確度。
　　 5.針對臨床CT成像應(yīng)用中保證圖像質(zhì)量可辨度的條件下降低射線劑量的要求,本文研究了客觀圖像質(zhì)量評價算法在計算機輔助評價CT圖像