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专利号: 2019101082622
申请人: 嘉兴学院
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于对比度增强的无参考对比度失真图像质量评价方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:步骤(1):从输入图像集中取出对比度失真图像I,将训练图像集中的彩色失真图像转换为灰度失真图像;

步骤(2):对对比度灰度失真图像I进行直方图均衡化;

步骤(3):计算对比度灰度失真图像I和对比度增强图像Y之间的结构相似度,采用如下公式计算得到结构相似度映射图,即SSIM(结构相似度索引)映射图;

其中,i和j分别为SSIM映射图的行索引和列索引,m和n分别为二维高斯滤波器系数的行索引和列索引,ωm,n为二维高斯滤波器系数,N为滤波器窗口大小,C1和C2为避免分母为0设置的常数,μX为参考灰度图像经高斯滤波后的邻域灰度值的均值,μY为失真灰度图像经高斯滤波后的邻域灰度值的均值,σX为参考灰度图像经高斯滤波后的邻域灰度值的标准差,σY为失真灰度图像经高斯滤波后的邻域灰度值的标准差,σXY为参考灰度图像X和失真灰度图像Y之间的协方差;

步骤(4):计算相似度均值μ1和相似度方差σ1,计算公式如下:其中,W为图像的宽度,H为图像的高度;

步骤(5):采用超像素分割算法将对比度失真图像I分割为若干个超像素,记分割成的超像素总个数为K,则分割成的第k个超像素记为Pk,其中,1≤k≤K;

步骤(6):求取第k个超像素的面积、均值和方差,记为Sk、μk和σk,其中1≤k≤K,其中Sk、μk和σk计算公式如下:其中i和j分别为对比度失真图像I的行索引和列索引,Pk为第k个超像素分割块,ak为第k个超像素中的像素个数,其中t(i,j)为(i,j)处的超像素划分,计算公式如下:步骤(7):采用均值μk和方差σk对第k个超像素分割块Pk进行归一化处理,采用公式如下:其中C3为避免分母为0设置的常数,L(i,j)为归一化图像在(i,j)处的取值;

步骤(8):计算K个超像素块方差σk的均值μ2和方差σ2,再计算归一化图像L(i,j)在一幅图像的均值μ3和方差σ3,计算公式如下:步骤(9):求取K个超像素块的面积Sk的均值μ4和方差σ4,求取公式如下:步骤(10):计算对比度失真图像I在(i,j)处的0°,45°,90°,和135°方向的偏差G0、G45、G90和G135,计算方法如下:步骤(11):将0°,45°,90°,和135°方向的偏差G0、G45、G90和G135在(i,j)位置处的取值G0(i,j)、G45(i,j)、G90(i,j)和G135(i,j),组成偏差矩阵G,其中组合公式如下:步骤(12):将偏差矩阵G进行特征值分解,得到偏差矩阵G的特征值λ1(i,j)和λ2(i,j),利用特征值λ1(i,j)和λ2(i,j)得到T(i,j),计算公式如下:其中|·|为求绝对值操作;

步骤(13):求取T(i,j)的均值μ5和方差σ5,求取特征值λ1的均值μ6和方差σ6,求取特征值λ2的均值μ7和方差σ7,计算公式如下:步骤(14):将步骤(4)、步骤(8)和步骤(9)提取的均值μ1、μ2、μ3、μ4和方差σ1、σ2、σ3、σ4,步骤(13)提取的均值μ5、μ6、μ7和方差σ5、σ6、σ7组成特征向量F,组合公式如下:F=[μ1,σ1,μ2,σ2,μ3,σ3,μ4,σ4,μ5,σ5,μ6,σ6,μ7,σ7];

步骤(15):将特征向量F合并MOS分值送到支持向量回归机中进行训练,得到训练后的支持向量回归机,其中MOS分值为根据电视图像主观评价标准(ITU‑R BT.500‑11)得到的评价结果;

步骤(16):将待测图像同样按步骤(1)到步骤(14)的流程提取出特征向量F,送到步骤

15训练后的支持向量回归机中进行测试,得到客观的图像质量评价结果。

2.根据权利要求1所述基于对比度增强的无参考对比度失真图像质量评价方法,其特征在于,其特征在于,所述步骤2包括以下子步骤:(2.1):统计对比度灰度失真图像I灰度级i的像素个数ni,其中i=0,1,...,L,L为灰度总级数;

(2.2):计算得到对比度灰度失真图像I的直方图,其中计算公式如下:其中,n为对比度灰度失真图像I的总像素数目;

(2.3):计算累积分布函数,计算公式如下:

其中,sk为累积分布结果,k为输出灰度级,i=0,1,...,L,L为灰度总级数,L取值为255;

(2.4):计算最终的输出灰度级,计算公式为:

gk=INT[(gmax‑gmin)×sk+gmin+0.5]其中,INT[·]为向下取整操作,gmin为输出灰度级的最小值,gmax为输出灰度级的最大取值,gk为输出灰度级;

(2.5):根据输入灰度级和输出灰度级之间的关系,修改对比度灰度失真图像I的灰度级,得到输出对比度增强图像Y。