基于视觉感知的梯度结构相似度图像质量评价*

尽管SSIM(Structural Similarity)图像质量评价算法结构简单,评价性能优于一般客观评价算法,但该算法没有考虑人类视觉系统HVS(human visual system)对视觉感知的影响,且其算法定义中对“结构信息”的表述过于简单,并不能完全描述自然图像的结构信息。在SSIM算法的基础上,结合亮度和对比度掩蔽等视觉感知信息构造视觉感知（Visual Perception）函数,提出基于视觉感知的梯度结构相似度评价方法VI_GSSIM（Visual Perception and Gradient based SSIM, VI_GSSIM）。该方法通过图像质量与图像内容和失真类型的相关性,结合图像的误差可视性与内容可视性构造视觉感知函数,对HVS底层视觉系统建模,同时利用梯度重新定义结构信息,得到基于视觉感知的梯度结构相似度模型,对图像进行质量评价。实验结果表明提出的VI_GSSIM算法比SSIM更符合人眼的视觉特性,尤其适合评价降质较严重的图像。     

基于梯度及HVS特性的离焦模糊图像质量评价*

在当前人眼视觉系统（HVS）特性研究的基础上提出基于梯度及HVS特性的离焦模糊图像质量评价模型（GVSSIM）。该模型利用Sobel边缘梯度算子提取图像的梯度信息,并根据人眼视觉特性进行视觉加权,得到新的结构相似性评价指标,进而获得图像质量评价指标。该方法与SSIM(图像结构相似度)评价模型相比,具有计算简单的特点,对离焦模糊图像的评价结果能更好地反映人眼视觉感受。     

基于空间复杂度掩盖的边缘检测算法

通常边缘检测算法仅仅考虑到图像本身信息,而未考虑人眼对规则图像的感知能力比对非规则图像更强。结合人眼的视觉特性,本文提出了一种基于空间复杂度掩盖的边缘检测算法。给出了一种空间复杂度的测度以及双门限机制,利用图像空间复杂度来体现图像的规则程度,并根据图像的纹理信息矫正图像的梯度方向,确定边缘宽度,准确定位空间复杂度的计算区域。实验结果表明,本文提出的算法可以有效地检测规则图像的边缘,抑制复杂纹理区域的边缘。因此,该算法更符合人眼的视觉特性,有利于复杂情况中信息的提取。     

基于视觉感知的图像放大

为了有效保持图像纹理细节和边界结构,提出了一种基于视觉感知的图像放大算法。构造了一类[C2]连续的双变量有理函数插值模型。根据等值线生成原理,利用等值线方法将图像自适应地划分为边缘区域和平滑区域。基于图像的区域特征,平滑区域采用多项式模型插值,边缘区域采用有理模型插值。根据人眼对比敏感特性,对边缘区域进行参数优化,从而获得高质量插值图像。与其他经典的图像放大方法相比,该方法能有效保持图像的纹理细节和边缘结构,同时获得了较好的客观评价数据。     

基于空间信息的彩色逆半调图像评价方法

针对彩色逆半调图像提出一种基于空间信息的质量评价方法。首先,将图像变换到视觉均匀颜色空间S-CIELab空间,通过定义人眼感知色差图像和感知梯度图像,构造评价彩色逆半调图像质量的定量指标。仿真结果表明：该指标反映的结果符合人眼视觉特性,与人的主观评价结果基本一致,它为基于图像内容的彩色逆半调方法的设计提供了依据。     

基于视觉掩蔽的隐写不可感知性评价方法

传统的信息隐藏不可感知性评价方法不能全面反映人眼主观感受,以致无法准确衡量隐藏算法的性能。为此,利用人眼感知质量与图像自身均方误差呈线性关系的特点,同时考虑人眼对亮度和纹理的敏感特性,提出一种基于视觉掩蔽的评价方法。给出图像感知质量与图像均方误差之间的线性表达式,根据亮度表达式和梯度分别计算亮度权重系数和纹理权重系数,运用计算所得的权重系数对线性表达式进行线性加权,得到隐写不可感知性评价值。实验结果表明,与峰值信噪比方法相比,该方法得出的评价结果能更准确地反映主观感知质量。     

基于膨胀的梯度结构相似度图像质量评价方法

传统的梯度结构相似度算法(GSSIM)简单地将各子块GSSIM的平均值作为整幅图像的质量评估值,忽略了人眼对图像不同失真区域的视觉灵敏度不同的特点。针对此问题,提出了一种基于膨胀和图像块分类的加权梯度结构相似度图像质量评价方法(WGSSIM)。该方法首先将失真图像划分为两个区域:边缘膨胀区域和平滑区域;然后将失真图像划分成8×8的图像块,根据失真区域将图像块区分为边缘膨胀块与平滑块两类;最后对不同类型图像块之间的GSSIM值赋予不同的权值,计算得到整幅图像的WGSSIM。实验表明,该方法在3个数据库上的评价结果稳定、合理,更加符合人眼视觉系统特性,评价结果与主观评价有很好的一致性。     

基于视觉感知的双层次阈值边缘连接方法

边缘是图像目标的重要特征，但通常边缘检测得到的边缘存在不连续现象，为此在分析传统边缘连接方法的基础上，利用人类视觉系统对边缘连接的多层次感知机理，提出了一种基于视觉感知的双层次边缘连接方法。该方法首先利用大、小阈值产生相应的大、小阈值图像计算其差值以确定模糊边缘点;然后利用人类视觉系统对边缘连接的感知特性系数判别模糊边缘点中真正的边缘点，并将真正的边缘点添加到大阈值图像，使大部分重要的区域边缘能够形成完整的封闭轮廓。仿真实验结果表明，该方法能够有效地改善边缘检测后的边缘不连续现象，相比一些传统的边缘连接方法，运算速度较快，连接效果较好，能满足边缘检测的轮廓封闭性要求。     

一种改进型脉冲耦合神经网络及其图像分割

文章结合人类视觉系统(HVS)对图像各个区域敏感度不同这一特性,对通常的脉冲耦合神经网络模型(PC-NN--PulseCoupledNeuralNetwork)进行了改进,分析了改进模型的特性及其参数优化原理,提出了一种基于这种改进PCNN的图像分割算法。该算法可根据像素周边区域的灰度梯度大小发放不同值的脉冲,从而自适应地将图像分为多个不同等级的高低信息区域,较好地仿真了人类视觉系统特性。并将该算法应用于图像压缩,在压缩比和重建图像主观视觉感知质量上均达到了较好的性能。     

视觉关注度的立体图像质量评价

立体图像质量评价对立体视频技术的发展起着非常重要的作用。常用的PSNR(峰值信噪比)方法不能反映人类视觉感知特性,也不能直接应用到立体图像质量评价中。针对人类视觉对立体图像深度感知和重点关注感兴趣区的特点,提出基于纹理图和深度图感兴趣区的质量评价方法。首先对纹理图和对应的深度图利用视觉关注度提取工具提取感兴趣区,然后在评价的过程中对各感兴趣区根据感兴趣程度分配基于像素的权重系数,最后将权重系数应用在立体图像的各个区域中进行评价。实验结果表明该方法得到的立体图像质量客观评价结果与主观评价结果之间具有更好的一致性,符合人眼视觉系统感知特性。