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圖像信息相對于其它信息有著的優(yōu)點(diǎn),因此對圖像信息進(jìn)行合理處理成為各領(lǐng)域中的手段,在圖像處理的時候如何評價圖像質(zhì)量就變得尤為重要。在圖像的獲取、處理、傳輸和記錄的過程中,由于成像系統(tǒng)、處理方法、傳輸介質(zhì)和記錄設(shè)備等不*,加之物體運(yùn)動、噪聲污染 等原因,不可避免地帶來某些圖像失真和降質(zhì),這給人們認(rèn)識客觀世界、研究解決問題帶來很大的困難。
比如,在圖像識別中,所采集到的圖像質(zhì)量直接影響識別結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性;又如,遠(yuǎn)程會議和視頻點(diǎn)播等系統(tǒng)受傳輸差錯、網(wǎng)絡(luò)延遲等不利因素影響, 都需要在線實(shí)時的圖像質(zhì)量監(jiān)控,以便于服務(wù)提供商動態(tài)地調(diào)整信源定位策略,進(jìn)而滿足服務(wù)質(zhì)量的要求;在軍事應(yīng)用方面,戰(zhàn)場監(jiān)視和打擊評估的效果也取決于無 人機(jī)等航拍設(shè)備所采集到的圖像或視頻的質(zhì)量。因此,圖像質(zhì)量的合理評估具有非常重要的應(yīng)用價值。
從有沒有人參與的角度區(qū)分,圖像質(zhì)量評價方法有主觀評價和客觀評價兩個分支。主觀評價以人作為觀測者,對圖像進(jìn)行主觀評價,力求能夠真實(shí)地反映人的視覺感知;客觀評價方法借助于某種數(shù)學(xué)模型,反映人眼的主觀感知,給出基于數(shù)字計算的結(jié)果。
1.圖像質(zhì)量的主觀評價:
主觀評價只涉及人作出的定性評價,它以人為觀察者,對圖像的優(yōu)劣作出主觀的定性評價。對于觀察者的選擇一般考慮未受訓(xùn)練的“外行”或者訓(xùn)練有素的“內(nèi) 行”。該方法是建立在統(tǒng)計意義上的,為保證圖像主觀評價在統(tǒng)計上有意義,參加評價的觀察者應(yīng)該足夠多。主觀評價方法主要可分為兩種:評價和相對評價。
2.評價
所謂評價,是由觀察者根據(jù)自己的知識和理解,按照某些特定評價性能對圖像的好壞進(jìn)行評價。通常,圖像質(zhì)量的評價都是觀察者參照原始圖像對待定 圖像采用雙刺激連續(xù)質(zhì)量分級法(Double Stimulus Continuous Scale,DSCQS),給出一個直接的質(zhì)量評價值。具體做法是將待評價圖像和原始圖像按一定規(guī)則交替播放持續(xù)一定時間給觀察者,然后在播放后留出一定 的時間間隔供觀察者打分,*后將所有給出的分?jǐn)?shù)取平均作為該序列的評價值,即該待評圖像的評價值。國際上也對評價尺度做出了規(guī)定,對圖像質(zhì)量進(jìn)行等級劃分 并用數(shù)字表示,也稱為圖像評價的5分制“全優(yōu)度尺度”。(見表1.1)

3.相對評價
相對評價中沒有原始圖像作為參考,是由觀察者對一批待評價圖像進(jìn)行相互比較,從而判斷出每個圖像的優(yōu)劣順序,并給出相應(yīng)的評價值。通常,相對評價采用單刺 激連續(xù)質(zhì)量評價方法(Single Stimulus Continuous Quality Evaluation,SSCQE)。具體做法是,將一批待評價圖像按照一定的序列播放,此時觀察者在觀看圖像的同時給出待評圖像相應(yīng)的評價分值。相對于 主觀評價,主觀相對評價也規(guī)定了相應(yīng)的評分制度,稱為“群優(yōu)度尺度”(見表1.2)。

4.圖像質(zhì)量客觀評價
圖像質(zhì)量客觀評價的基本目標(biāo)是設(shè)計能準(zhǔn)確和自動感知圖像質(zhì)量的計算模型。其目標(biāo)是希望用計算機(jī)來代替人類視覺系統(tǒng)去觀看和認(rèn)知圖像。在國際上, 圖像質(zhì)量客觀評價通常是通過測試多個影響影像質(zhì)量的因素的表現(xiàn),并通過計算模型獲得圖像質(zhì)量量化值與人類主觀觀測值一致性的好壞來評估的。美國的 Imatest和法國的DxO analyzer就是其中比較出名的圖像質(zhì)量客觀評價系統(tǒng)。

Imatest和DxO analyzer有異曲同工之處,都是將影像質(zhì)量評測拆分成多個測試項(xiàng)目,分別對每個項(xiàng)目進(jìn)行測試、打分。兩者相比,DxO analyzer的測試項(xiàng)目會稍微全面一些。
無論是Imatest還是DxO analyzer,兩個測試系統(tǒng)都是通過“測試卡+光源環(huán)境+測試軟件=測試結(jié)果”的模式。通過各種各樣的測試卡和光源,在實(shí)驗(yàn)室中模擬各種環(huán)境,再把成像結(jié)果輸入軟件系統(tǒng),由系統(tǒng)自動分析,最后得出結(jié)果。