一种非对称失真立体图像客观质量评价方法
【专利摘要】本发明公开了一种非对称失真立体图像客观质量评价方法，其对原始立体图像的左视点图像和右视点图像、待评价立体图像的左视点图像和右视点图像四幅图像分别实施梯度滤波和提取局部方差操作，得到各自的梯度幅值图像和局部方差图像；然后根据两幅左视点图像的局部方差图像计算左视点方差变化率图像，并根据两幅右视点图像的局部方差图像计算右视点方差变化率图像；再获取原始立体图像的左右视点特征融合图像和待评价立体图像的左右视点特征融合图像；最后通过计算两幅左右视点特征融合图像之间的相似度图像获取得到待评价立体图像的图像质量客观预测值；优点是充分利用了非对称失真的立体视觉特性，有效地提高了客观评价结果与主观感知的相关性。
【专利说明】一种非对称失真立体图像客观质量评价方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种立体图像客观质量评价方法，尤其是涉及一种非对称失真立体图 像客观质量评价方法。
【背景技术】
[0002] 进入二十一世纪以来，随着立体图像/视频系统处理技术的日趋成熟，以及计算 机网络与通信技术的发展，已引起人们对立体图像/视频系统的强烈要求。相比传统单视 点图像/视频系统，立体图像/视频系统由于提供了深度信息来增强图像的真实感，给用 户以身临其境的感受而越来越受到人们的欢迎，被称为自音频、图像、视频之后的第四代媒 体主要形式，引发了学术界、产业界的广泛关注。然而，人们为了获得更好的立体临场感和 视觉效果，对立体视觉感知质量提出了更高的要求。立体视觉感知质量是衡量立体图像/ 视频系统性能优劣的一个重要指标。在立体图像/视频系统中，采集、编码、传输、解码及 显示等处理环节都会引入一定失真（更具挑战性的是：左视点与右视点引入不同等级的失 真，引起非对称失真），这些失真将对主观视觉感知质量产生不同程度的影响，因此，如何准 确、有效地评价立体视觉感知质量是比较各种立体图像/视频处理算法性能优劣以及优化 系统参数的关键技术之一，随之成为一个具有高度必要性和重要性的研究课题。综上，评价 立体图像质量，并建立与主观质量评价相一致的客观评价模型显得尤为重要。目前，研究人 员提出了不少针对单视点视觉质量和对称失真立体视觉质量的评价方法。然而由于缺乏系 统理论深入研究非对称失真立体视觉感知特性，还没有有效的非对称失真视觉质量评价方 法。相比单视点视觉质量评价模型和对称失真视觉质量评价模型，非对称失真视觉质量评 价模型需要考虑不同失真类型立体掩蔽效应以及与之相关的双目竞争/抑制和双目融合 等立体感知因素对视觉质量的影响。因此，不能简单地把现有单视点视觉质量评价模型和 对称失真视觉质量评价方法直接扩展到非对称失真视觉评价方法中。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种非对称失真立体图像客观质量评价方法， 其能够充分考虑到非对称失真的立体视觉特性，能够有效地提高客观评价结果与主观感知 的相关性。
[0004] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种非对称失真立体图像客观质 量评价方法，其特征在于包括以下步骤：
[0005] ①令SOTg表示原始的无失真的立体图像，令Sdis表示待评价的非对称失真的立 体图像，将S OTg的左视点图像记为{LOTg (X，y)}，将SOTg的右视点图像记为{ROTg (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， 1彡X彡W，1彡y彡H，W表示SOTg和Sdis的宽度，H表示S OTg和Sdis的高度，Lots (X，y)表示 {LOTg(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值,ROTg(x，y)表示{R OTg(x，y)}中坐标位置 为（x，y)的像素点的像素值，Ldis(x，y)表示{L dis(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；
[0006] ②对{LOTg(x, y)}、{ROTg(x, y)}、{Ldis(x, y)}和{Rdis(x, y)}四幅图像分别实施梯度 滤波方法，得到lLOTg(x,y)}、{ROTg(x,y)}、{Ldis(x,y)}和{R dis(x,y)}各自的梯度幅值图像， 将〇^〇^)}的梯度幅值图像记为仏^〇^)}，将{1^〇^)}的梯度幅值图像记为{61；_ org( X) i)},m {Ldis(x, y)i {GLdis(x, y)i {Rdis(x, y)i 记为仏(^(1，7)}，其中，61(^(1，7)表示仏(^(1，7)}中坐标位置为（1，7)的像素点的像 素值，Gkots(x，y)表示{GKOTg(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值，G ldis(x，y)表 示{Gyis(X，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值，G Kdis(x，y)表示{GKdis(x，y)}中坐 标位置为（x，y)的像素点的像素值；
[0007] ③对{LOTg(x, y)}、{ROTg(x, y)}、{Ldis(x, y)}和{Rdis(x, y)}四幅图像分别实施提取 局部方差操作，得到{LOTg (x, y)}、{ROTg (x, y)}、{Ldis (x, y)}和{Rdis (x, y)}各自的局部方差图 像，将！LOTg(x，y)}的局部方差图像记为{Sn(x，y)}，将{R OTg(x，y)}的局部方差图像记为 氏^匕7)}，将{1^3(1，7)}的局部方差图像记为以^(1， 7)}，将{1^3(1，7)}的局部方差 图像记为{SKdis(x，y)},其中，S1^g(Xj)表示{Syqky)}中坐标位置为（x，y)的像素点 的像素值，S K_?g(x，y)表示{SK_OTg(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值，Sy is(x，y) 表示{St dis(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值，SK dis(x，y)表示{SK dis(x，y)}中 坐标位置为（x，y)的像素点的像素值；
[0008] ④根据以OTg(x，y)}和以dis(x，y)}，计算左视点方差变化率图像，记 为队(X，y)},将队(X，y)}中坐标位置为（X，y)的像素点的像素值记为(X，y),
【权利要求】
1. 一种非对称失真立体图像客观质量评价方法，其特征在于包括以下步骤： ① 令SOTg表示原始的无失真的立体图像，令Sdis表示待评价的非对称失真的立体图像， 将SOTg的左视点图像记为{LOTg (X，y)}，将SOTg的右视点图像记为{ROTg (X，y)}，将Sdis的左视 点图像记为ILdis (x，y)}，将Sdis的右视点图像记为{Rdis (x，y)}，其中，1彡X彡W，1彡y彡H， W表示SOTg和Sdis的宽度，H表示SOTg和Sdis的高度，L OTg (x，y)表示{LOTg (x，y)}中坐标位置 为（x，y)的像素点的像素值，ROTg(x，y)表示{ROTg(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，R dis(x，y)表示 {Rdis(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值； ② 对{LOTg(x，y)}、{ROTg(x，y)}、{Ldis(x，y)}和{R dis(x，y)}四幅图像分别实施梯度滤 波方法，得到 |LOTg(x，y)}、{ROTg(x，y)}、{Ldis(x，y)}和{R dis(x，y)}各自的梯度幅值图像， 将〇^〇^)}的梯度幅值图像记为仏^〇^)}，将{1^〇^)}的梯度幅值图像记为仏_org(x, j)},m {Ldis(x, y)} {GLdis(x, y)i {Rdis(x, y)i 记为仏1(1，7)}，其中，61(^(1，7)表示仏(^(1，7)}中坐标位置为（1，7)的像素点的像 素值，Gkots(x，y)表示{GKOTg(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值，G ldis(x，y)表 示{Gyis(X，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值，GKdis(x，y)表示{G Kdis(x，y)}中坐 标位置为（x，y)的像素点的像素值； ③ 对{LOTg(x，y)}、{ROTg(x，y)}、{Ldis(x，y)}和{R dis(x，y)}四幅图像分别实施提取局部 方差操作，得到{LOTg(x，y)}、{ROTg(x，y)}、{Ldis(x，y)}和{R dis(x，y)}各自的局部方差图像， 将{1(^"，7)}的局部方差图像记为以^(1，7)}，将{1^ 8(1，7)}的局部方差图像记为{51；_0邝（叉，5〇}，将{1也（叉，5〇}的局部方差图像记为以-也（叉，7)}，将出也（叉，5〇}的局部方差图像 记为氏^匕一^其中义^^^表示以^^^丨中坐标位置为"^的像素点的像素 值，Skots(x，y)表示{SKOTg(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值，S ldis(x，y)表示 {Syis(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值，SK_dis(x，y)表示{S K_dis(x，y)}中坐标 位置为（x，y)的像素点的像素值； ④ 根据{S^(x，y)}和{Syis(x，y)}，计算左视点方差变化率图像，记为{Bjx，y)}，
⑤ 采用块匹配方法，计算{LOTg(x，y)}与{ROTg(x，y)}之间的视差图像，记为 {(^>，7)}，其中，（1(^(1，7)表示{(1(^(1，7)}中坐标位置为（1，7)的像素点的像素值 ；同 样，采用块匹配方法，计算{Ldis(x，y)}与{Rdis(x，y)}之间的视差图像，记为{d dis(x，y)}，其 中，ddis(x，y)表示{ddis(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的像素值； ⑥ 根据{GL-OTg (X，y)}和{GK-OTg (X，y)}、{BL (X，y)}和{BK (X，y)}、{dOTg (X，y)}，计算 Sarg 的 左右视点特征融合图像，记为{FOTg(x，y)}，将{FOTg(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点的 像素值记为Fots (X，y)，
，其中，G1^rg (x+dOTg (X，y)，y)表示{GK_OTg (X，y)}中坐标位置为（x+dOTg (X，y)，y)的像素 点的像素值^^义+^义^丨^丨表示出^义^^中坐标位置为"+^义^丨^丨的像素点的 像素值，n表示强度调节因子； 同样，根据{GL_dis(x, y)}和{GK_dis(x, y)}、{BL(x, y)}和{BK(x, y)}、{ddis(x, y)}，计算 Sdis的左右视点特征融合图像，记为{Fdis(x，y)}，将{Fdis(x，y)}中坐标位置为（x，y)的像素点 的像素值记为Fri1s (X，y)，
，其中，GK_dis(x+ddis(x，y)，y)表示{GK_ dis(x，y)}中坐标位置为（x+ddis(x，y)，y)的像素 点的像素值^^义+屯^义^丨^丨表示出^义^^中坐标位置为"+屯^义^丨^丨的像素点的 像素值，n表示强度调节因子； ⑦计算！FOTg(x，y)}与{Fdis(x，y)}之间的相似度图像，记为{S(x，y)}，将{S(x，y)}中
2. 根据权利要求1所述的一种非对称失真立体图像客观质量评价方法，其特征在于所 述的步骤②中梯度滤波采用Prewitt梯度滤波方法。
3. 根据权利要求1或2所述的一种非对称失真立体图像客观质量评价方法，其特征在 于所述的步骤⑥中取n = 2。
4. 根据权利要求3所述的一种非对称失真立体图像客观质量评价方法，其特征在于所 述的步骤⑦取C = 170。
【文档编号】G06T7/00GK104361583SQ201410581354
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】周武杰, 王中鹏, 李鑫, 王昕峰, 邱薇薇, 鲁琛 申请人:浙江科技学院