变焦与数据压缩对遥感图像质量影响判据的算法研究

作     者：孙红利 

作者单位：中国科学院研究生院(上海技术物理研究所) 

学位级别：硕士

导师姓名：冯旗

授予年度：2016年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：图像清晰度 DCT MTF SSIM JPEG2000 图像质量评价 

摘      要：图像清晰度评价是实现相机自动调焦的关键技术。针对某空间相机中自动调焦的需要,使用最优离散余弦变换(DCT)系数作为评价离焦图像清晰度指标。实验验证表明,基于离散余弦变换(DCT)的评价方法可以得到与MTF一致的评价结果,具有在计算过程上比MTF简单等优点,能够应用于自动调焦系统。此外,由于小卫星空间的传输能力限制,需要在传输、存储过程中进行图像压缩,因此,使用图像时评价压缩图像的质量很重要。针对某空间相机采集图像后需要ADV212芯片实现JPEG2000图像压缩,本课题对不同压缩比的图像使用结构相似度算法(SSIM)进行了图像质量评价,实验结果表明该算法可以获得和峰值信噪比相当的评价结果,具有工程应用价值。本课题完成的主要工作如下:第一,对国内外图像清晰度和图像质量评价算法的研究进展进行调研,研究分析自动调焦方法、图像压缩编码原理,分析空间相机拍摄中图像质量下降的影响因素,对变焦和数据压缩对图像质量影响判据的算法进行实验分析。第二,调研自动调焦的研究进展,基于图像处理的自动调焦有聚焦深度法和离焦深度法,使用最优离散余弦变换(DCT)系数作为评价图像清晰度的方法,为了结果更加可靠,本文算法与斜边刃法求得的图像在奈奎斯特频率下的MTF值作比较。第三,针对某空间可见光相机采用ADV212芯片实现JPEG2000图像压缩,本论文采用结构相似度算法(SSIM)对不同压缩比的图像进行了图像质量评价。本文的创新点在于:第一,以最优离散余弦变换(DCT)系数作为图像清晰度评价指标,并分析其与MTF评价结果的相关性,以及本算法的优势。第二,采用结构相似度算法对经过ADV212压缩的图像进行图像质量评价。