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专利号: 2013103044717
申请人: 宁波大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-07-20
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于视觉特性的立体图像质量客观评价方法,其特征在于包括以下步骤:

①令Sorg为原始的无失真的立体图像,令Sdis为待评价的失真的立体图像,将Sorg的左视点图像记为{Lorg(x,y)},将Sorg的右视点图像记为{Rorg(x,y)},将Sdis的左视点图像记为{Ldis(x,y)},将Sdis的右视点图像记为{Rdis(x,y)},其中,(x,y)表示左视点图像和右视点图像中的像素点的坐标位置,1≤x≤W,1≤y≤H,W表示左视点图像和右视点图像的宽度,H表示左视点图像和右视点图像的高度,Lorg(x,y)表示{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点的像素值,Rorg(x,y)表示{Rorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点的像素值,Ldis(x,y)表示{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点的像素值,Rdis(x,y)表示{Rdis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点的像素值;

②采用Gabor滤波器分别对{Lorg(x,y)}、{Rorg(x,y)}、{Ldis(x,y)}、{Rdis(x,y)}进行滤波处理,得到{Lorg(x,y)}、{Rorg(x,y)}、{Ldis(x,y)}、{Rdis(x,y)}中的每个像素点在不同中心频率和不同方向因子下的频率响应,将{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点在中心频率为ω和方向因子为θ下的频率响应记为将{R org(x,y)} 中 坐 标 位 置 为 (x,y)

的像素点在中心频率为ω和方向因子为θ下的频率响应记为

将 {L dis(x,y)} 中 坐 标 位 置 为 (x,y)

的像素点在中心频率为ω和方向因子为θ下的频率响应记为

将 {R dis(x,y)} 中 坐 标 位 置 为 (x,y)

的像素点在中心频率为ω和方向因子为θ下的频率响应记为

其中,ω表示Gabor滤波器的中心频

率,ω∈{1.74,2.47,3.49,4.93,6.98,9.87},θ表 示Gabor滤波 器的 方 向因 子,

1≤θ≤4, 为 的实部, 为 的

虚部, 为 的实部, 为 的虚部,

为 的实部, 为 的虚部,

为 的实部, 为 的虚部,符号“j”为虚数表示符号;

③利用区域检测方法分别将{Lorg(x,y)}、{Rorg(x,y)}、{Ldis(x,y)}和{Rdis(x,y)}划分成遮挡区域和双目匹配区域,将{Lorg(x,y)}中的遮挡区域和双目匹配区域对应记为和 将{Ldis(x,y)}中的遮挡区域和双目匹配区域对应记为 和 将{Rorg(x,y)}中的遮挡区域和双目匹配区域对应记为 和 将{Rdis(x,y)}中的遮挡区域和双目匹配区域对应记为 和所述的步骤③的具体过程为:

③-1、采用块匹配法计算{Lorg(x,y)}与{Rorg(x,y)}之间的视差图像,记为其中, 表示 中坐标位置为(x,y)的像素点的像素值;

③-2、根据 中的每个像素点的像素值,分别将{Lorg(x,y)}、{Rorg(x,y)}、{Ldis(x,y)}和{Rdis(x,y)}划分成遮挡区域和双目匹配区域,具体过程为:③-2a、将中当前待处理的像素点定义为当前像素点;③-2b、假设当前像素点的坐标位置为(x1,y1),1≤x1≤W,1≤y1≤H;③-2c、判断当前像素点的像素值 是否为

255,如果是,则将{Lorg(x,y)}和{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x1,y1)的像素点的区域类型均标记为1,否则,将{Lorg(x,y)}和{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x1,y1)的像素点的区域类型均标记为2,同时将{Rorg(x,y)}和{Rdis(x,y)}中坐标位置为 的像素点的区域类型均标记为2;③-2d、将 中下一个待处理的像素点作为当前像素点,然后返回步骤③-2b继续执行,直至 中的所有像素点处理完毕,将{Lorg(x,y)}中区域类型标记为1的所有像素点构成的区域作为{Lorg(x,y)}中的遮挡区域,并记为将{Lorg(x,y)}中区域类型标记为2的所有像素点构成的区域作为{Lorg(x,y)}中的双目匹配区域,并记为 将{Ldis(x,y)}中区域类型标记为1的所有像素点构成的区域作为{Ldis(x,y)}中的遮挡区域,并记为 将{Ldis(x,y)}中区域类型标记为2的所有像素点构成的区域作为{Ldis(x,y)}中的双目匹配区域,并记为 将{Rorg(x,y)}中区域类型标记为2的所有像素点构成的区域作为{Rorg(x,y)}中的双目匹配区域,并记为将{Rorg(x,y)}中排除双目匹配区域 后剩下的所有像素点的区域类型标记为

1,将{Rorg(x,y)}中区域类型标记为1的所有像素点构成的区域作为{Rorg(x,y)}中的遮挡区域,并记为 将{Rdis(x,y)}中区域类型标记为2的所有像素点构成的区域作为{Rdis(x,y)}中的双目匹配区域,并记为 将{Rdis(x,y)}中排除双目匹配区域 后剩下的所有像素点的区域类型标记为1,将{Rdis(x,y)}中区域类型标记为1的所有像素点构成的区域作为{Rdis(x,y)}中的遮挡区域,并记为④首先根据{Lorg(x,y)}中的遮挡区域 和{Ldis(x,y)}中的遮挡区域 内的每个像素点在选定的中心频率和不同方向因子下的频率响应,获取{Ldis(x,y)}中的遮挡区域 的客观评价度量值;然后根据{Rorg(x,y)}中的遮挡区域 和{Rdis(x,y)}中的遮挡区域 内的每个像素点在选定的中心频率和不同方向因子下的频率响应,获取{Rdis(x,y)}中的遮挡区域 的客观评价度量值;最后根据{Ldis(x,y)}中的遮挡区域的客观评价度量值和{Rdis(x,y)}中的遮挡区域 的客观评价度量值,计算Sdis中的遮挡区域的客观评价度量值,记为Qnc;

⑤根据{Lorg(x,y)}中的双目匹配区域 和{Rorg(x,y)}中的双目匹配区域 及{Ldis(x,y)}中的双目匹配区域 和{Rdis(x,y)}中的双目匹配区域 内的每个像素点在选定的中心频率和不同方向因子下的频率响应,获取Sdis中的双目匹配区域的客观评价度量值,记为Qbm;

⑥对Sdis中的遮挡区域的客观评价度量值Qnc和Sdis中的双目匹配区域的客观评价度量值Qbm进行融合,得到Sdis的图像质量客观评价预测值,记为Q,Q=wnc×Qnc+wbm×Qbm,其中,wnc和wbm为加权参数,wnc+wbm=1。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉特性的立体图像质量客观评价方法,其特征在于所述的步骤④的具体过程为:④-1、根据{Lorg(x,y)}中的遮挡区域 内的每个像素点在选定的中心频率和不同方向因子下的频率响应,计算{Lorg(x,y)}中的遮挡区域 内的每个像素点的振幅,假设{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点属于{Lorg(x,y)}中的遮挡区域 则将{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点的振幅记为其中,

ωm表示选定的中心频率, 表示{Lorg(x,y)}

中坐标位置为(x,y)的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应的实部, 表示{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应 的虚部;

同样,根据{Ldis(x,y)}中的遮挡区域 内的每个像素点在选定的中心频率和不同方向因子下的频率响应,计算{Ldis(x,y)}中的遮挡区域 内的每个像素点的振幅,假设{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点属于{Ldis(x,y)}中的遮挡区域 则将{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点的振幅记为其中,

ωm表示选定的中心频率, 表示{Ldis(x,y)}

中坐标位置为(x,y)的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应的实部, 表示{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应 的虚部;

④-2、根据{Lorg(x,y)}中的遮挡区域 和{Ldis(x,y)}中的遮挡区域 内的每个像素点的振幅,计算{Ldis(x,y)}中的遮挡区域 的客观评价度量值,记为,其中, 为 中的水平梯度值, 为 中的垂直梯

度值, 为 中的水平梯度值, 为 中的垂直梯度值,

arccos()为取反余弦函数,T1为控制参数, 表示 或

④-3、根据{Rorg(x,y)}中的遮挡区域 内的每个像素点在选定的中心频率和不同方向因子下的频率响应,计算{Rorg(x,y)}中的遮挡区域 内的每个像素点的振幅,假设{Rorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点属于{Rorg(x,y)}中的遮挡区域 则将{Rorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点的振幅记为其中,

ωm为选定的中心频率, 表示{Rorg(x,y)}

中坐标位置为(x,y)的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应的实部, 表示{Rorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应 的虚部;

同样,根据{Rdis(x,y)}中的遮挡区域 内的每个像素点在选定的中心频率和不同方向因子下的频率响应,计算{Rdis(x,y)}中的遮挡区域 内的每个像素点的振幅,假设{Rdis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点属于{Rdis(x,y)}中的遮挡区域 则将{Rdis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点的振幅记为其中,

ωm为选定的中心频率, 表示{Rdis(x,y)}中坐

标位置为(x,y)的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应

的实部, 表示{Rdis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应 的虚部;

④-4、根据{Rorg(x,y)}中的遮挡区域 和{Rdis(x,y)}中的遮挡区域 内的每个像素点的振幅,计算{Rdis(x,y)}中的遮挡区域 的客观评价度量值,记为,其中, 为 中的水平梯度值, 为 中的垂直梯

度值, 为 中的水平梯度值, 为 中的垂直梯度值,

arccos()为取反余弦函数,T1为控制参数, 表示 或

④-5、根据 和 计算Sdis中的遮挡区域的客观评价度量值,记为Qnc,

其中, 表示{Ldis(x,y)}中的遮挡区域 中包含的像素点的

个数, 表示{Rdis(x,y)}中的遮挡区域 中包含的像素点的个数。

3.根据权利要求2所述的一种基于视觉特性的立体图像质量客观评价方法,其特征在于所述的步骤⑤的具体过程为:⑤-1、采用块匹配法计算{Lorg(x,y)}与{Rorg(x,y)}之间的视差图像,记为其中, 表示 中坐标位置为(x,y)的像素点的像素值;

⑤-2、根据{Lorg(x,y)}中的双目匹配区域 和{Rorg(x,y)}中的双目匹配区域内的每个像素点在选定的中心频率和不同方向因子下的频率响应,计算{Lorg(x,y)}中的双目匹配区域 和{Rorg(x,y)}中的双目匹配区域 内的每对匹配像素点的双目融合振幅,假设{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点属于{Lorg(x,y)}中的双目匹配区域 则将{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点和{Rorg(x,y)}中的匹配像素点的双目融合振幅记为 其中,ωm为选定的中心频率,此处(x',y')

为{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点在{Rorg(x,y)}中的匹配像素点的坐标位置,y'=y, 表示{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应 的实部, 表示

{Rorg(x,y)}中坐标位置为(x',y')的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应 的实部, 表示{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应 的虚部,

表示{Rorg(x,y)}中坐标位置为(x',y')的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应 的虚部;

⑤-3、根据{Ldis(x,y)}中的双目匹配区域 和{Rdis(x,y)}中的双目匹配区域内的每个像素点在选定的中心频率和不同方向因子下的频率响应,计算{Ldis(x,y)}中的双目匹配区域 和{Rdis(x,y)}中的双目匹配区域 内的每对匹配像素点的双目融合振幅,假设{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点属于{Ldis(x,y)}中的双目匹配区域则将{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点和{Rdis(x,y)}中的匹配像素点的双目融合振幅记为 其中,ωm为选定的中心频率,δ表

示视差偏移因子,-6≤δ≤6,此处(x',y')为{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点在{Rdis(x,y)}中的匹配像素点的坐标位置, y'=y,表示{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应 的实部, 表示{Rdis(x,y)}中坐标位置为(x'+δ,y')的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应

的实部, 表示{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应 的虚部, 表示{Rdis(x,y)}中坐标位置为(x'+δ,y')的像素点在中心频率为ωm和方向因子为θ下的频率响应的虚部;

⑤-4、根据{Lorg(x,y)}中的双目匹配区域 和{Rorg(x,y)}中的双目匹配区域 内的每对匹配像素点的双目融合振幅、{Ldis(x,y)}中的双目匹配区域 和{Rdis(x,y)}中的双目匹配区域 内的每对匹配像素点的双目融合振幅,计算Sdis中的双目匹配区域的客观评价度量值,记为Qbm,,

其中, 为 中的水平梯度值, 为 中的垂直梯

度值, 为 中的水平梯度值, 为 中的垂直梯度

值,arccos()为取反余弦函数,T1为控制参数, 表示 或

4.根据权利要求3所述的一种基于视觉特性的立体图像质量客观评价方法,其特征在于所述的步骤④-1、所述的步骤④-3、所述的步骤⑤-2和所述的步骤⑤-3中ωm的具体取值由Sdis的失真类型决定,如果Sdis的失真类型为JPEG压缩失真,则取ωm=3.49;如果Sdis的失真类型为JPEG2000压缩失真,则取ωm=4.93;如果Sdis的失真类型为高斯模糊失真,则取ωm=4.93;如果Sdis的失真类型为白噪声失真,则取ωm=3.49;如果Sdis的失真类型为H.264压缩失真,则取ωm=4.93。

5.根据权利要求4所述的一种基于视觉特性的立体图像质量客观评价方法,其特征在于所述的步骤④-2、所述的步骤④-4和所述的步骤⑤-4中取T1=0.85。

6.根据权利要求5所述的一种基于视觉特性的立体图像质量客观评价方法,其特征在于所述的步骤⑥中取wnc=0.5,wbm=0.5。