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基于人眼视觉特性的视频质量评价模型

基于人眼视觉特性的视频质量评价模型

作者：纪萍中国海洋大学

学位级别：硕士

随着计算机软硬件技术的迅猛发展,越来越多的数据以视频图像的形式出现,视频业务的普及已成为不可阻挡的潮流。然而,视频图像在从采集到最终呈现在观测者前面的过程中可能引入各种失真。显然,需要测量视频图像的质量,用最少的资源提供... 详细信息

随着计算机软硬件技术的迅猛发展,越来越多的数据以视频图像的形式出现,视频业务的普及已成为不可阻挡的潮流。然而,视频图像在从采集到最终呈现在观测者前面的过程中可能引入各种失真。显然,需要测量视频图像的质量,用最少的资源提供最好的视觉质量,以便优化系统。由于仅对视频传输协议进行监测的业务已不能满足市场的需求,因而对视频质量进行监测的算法成为了新的需求点。评价视频质量的关键往往在于所用视觉模型是否符合人的感知特性,于是,在众多视频质量评价模型中,基于人眼视觉特性的模型以其符合用户主观感受的特点成为较理想的评价模型。传统的视频质量评价模型往往只注重于视频的绝对误码率,在很多情况下不符合人的主观感受,无法体现出人眼对评价的影响,常造成评价结果与用户主观的感受相偏离。本文针对这一缺点提出了一种结合人眼视觉特性的视频质量评价方法,该方法将传统的绝对误码率与影响视频评价的人眼特性结合起来,建立了符合用户主观感觉的质量评价模型。文中从影响视频质量评价的重要参数入手建模,首先介绍了块效应和噪声的产生,然后分析其对视频质量的影响,最后根据已有的理论结合人眼视觉特性对二者的评价方法进行了研究,得出了基于人眼视觉特性的视频质量评价新的算法。该算法通过计算相邻块边界的亮度差,综合了活动性和亮度对人眼的掩盖性,同时结合人眼主观感觉的非线性对块效应做出评价,使得该评价结果更符合用户的主观感受;噪声情况的评价算法是利用Roberts算子提取了视频的内部特征,通过视频序列的连续性对噪声情况做出评价,文中还考虑了由于镜头切换、闪光灯等因素引起的视频不连续的影响。本文将块效应和噪声评价方法的研究和评价结果的拟合构成了本文的视频质量评价模型,通过评价者对视频中块效应和噪声损伤的视觉感受,采用主观和客观实验对算法的正确性进行了验证,结果表明本文提出的算法能够正确评价视频的质量等级并且具有优越的性能。

关键词：视频质量评价人眼视觉特性块效应噪声

一种改进的利用人眼视觉特性的小波域数字水印技术

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南昌大学学报（理科版） 2005年第4期29卷 400-403,408页

作者：王志明章毓晋吴建华清华大学电子工程系北京100084 南昌大学信息工程学院江西南昌330029

不可见性和稳健性是数字水印最基本的要求,而影响水印这两个基本特性的因素主要是嵌入策略、嵌入公式和嵌入强度。提出一种改进的利用人眼视觉特性的基于离散小波变换(DWT)的数字水印算法。实验结果表明,应用本算法实现的水印嵌入强度可... 详细信息

不可见性和稳健性是数字水印最基本的要求,而影响水印这两个基本特性的因素主要是嵌入策略、嵌入公式和嵌入强度。提出一种改进的利用人眼视觉特性的基于离散小波变换(DWT)的数字水印算法。实验结果表明,应用本算法实现的水印嵌入强度可调,在满足不可见性的条件下,对常见的图像处理和噪声干扰具有很好的稳健性。

关键词：数字水印人眼视觉特性小波变换

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基于人眼视觉特性的无参考图像质量评价

基于人眼视觉特性的无参考图像质量评价

作者：闫亚萍兰州大学

学位级别：硕士

随着数字成像和通信技术的快速发展,数字图像成为人们日常生活的一部分。然而在获取、传输、储存等过程中,图像均有可能失真,因此设计有效的图像质量评价系统成为急需研究的问题。现有的图像质量评价算法根据其对参考信息的依赖程度,可... 详细信息

随着数字成像和通信技术的快速发展,数字图像成为人们日常生活的一部分。然而在获取、传输、储存等过程中,图像均有可能失真,因此设计有效的图像质量评价系统成为急需研究的问题。现有的图像质量评价算法根据其对参考信息的依赖程度,可以分为三类:全参考算法、半参考算法和无参考算法。鉴于实际应用中通常无法获得参考信息,无参考算法成为目前研究的热点。本论文提出了两种新的无参考图像质量评价模型,主要创新点如下:1.局部二值模式可以有效表示邻域像素的空间分布,已被成功用于图像质量评价领域。然而,局部二值模式对噪声比较敏感,且缺少幅度信息,限制了其性能。本文提出一种基于广义局部三值模式的无参考图像质量评价算法。通过引入多阈值及幅度信息,该广义三值模式可以比局部二值模式提供更稳定、更具判别力的特征。在两个典型数据库上的实验结果证明了本文所提出算法的有效性。2.尽管人眼对空间对比度和空间分布上的退化都很敏感,现有的基于结构退化的无参考图像质量评价模型都只考虑了其中一个方面。本文提出一种新的无参考算法,综合考虑了对比度和空间分布对图像质量的影响。首先,提出韦伯-拉普拉斯-高斯算子,用于提取图像的局部对比度特征。该算子比拉普拉斯算子更符合人眼的主观感知特性。其次,构建了一种多阈值局部四基模式,以测量空间分布的变化。该局部四基模式分方向对相邻像素的关系进行编码,且引入了多阈值和幅度信息,因此可以比局部二值模式提供更具判别力的特征。最后,韦伯-拉普拉斯-高斯算子和多阈值局部四基模式的联合分布被用于无参考图像质量评价。在三个典型数据库上的实验表明,本文所提出的模型取得了较高的准确率、较好的鲁棒性及普适性。

关键词：图像质量评价人眼视觉特性结构退化局部二值模式

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基于人眼视觉特性的自适应图像水印算法研究

基于人眼视觉特性的自适应图像水印算法研究

作者：柏均西安科技大学

学位级别：硕士

随着网络多媒体技术的不断发展,版权保护问题变得十分重要。数字水印是实现版权保护的一种非常有效的方法,已经成为目前学术界研究的热点。本文主要研究基于人眼视觉特性的自适应图像水印算法。介绍了数字水印的基本理论和应用领域... 详细信息

随着网络多媒体技术的不断发展,版权保护问题变得十分重要。数字水印是实现版权保护的一种非常有效的方法,已经成为目前学术界研究的热点。本文主要研究基于人眼视觉特性的自适应图像水印算法。介绍了数字水印的基本理论和应用领域;阐述了人眼视觉系统的典型特性及在图像水印中的应用;分类总结了现有基于人眼视觉特性的自适应图像水印算法。本文的创新性工作是利用不同的图像分类准则设计了两种基于图像块分类的自适应图像水印算法。第一种算法以二值图像为水印,利用图像子块在DCT域的特征分类结果对水印嵌入强度进行自适应调节,算法综合运用图像置乱变换,进一步增强了水印的安全性。第二种算法以灰度图像为水印,结合JPEG压缩方法,利用视觉掩蔽特性在空域对图像子块进行分类,然后将预处理后的水印信号自适应地嵌入到宿主图象。仿真结果表明:本文所提两种算法能抵抗JPEG压缩、加噪、剪切、中值滤波及对比度增强等多种攻击。两种方法均可用于多媒体的版权保护。

关键词：水印数字图像人眼视觉特性自适应

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基于人眼视觉特性的视频质量评价方法研究

基于人眼视觉特性的视频质量评价方法研究

作者：陈义如西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着多媒体技术的迅速发展，多媒体通信已成为人们交流和传递信息的重要方式，并逐渐成为人们生活中的一部分。特别是视频通信，在生活中的应用越来越广泛，人们对于视频图像质量的要求也越来越高。视频图像质量评价作为图像视频处理技... 详细信息

随着多媒体技术的迅速发展，多媒体通信已成为人们交流和传递信息的重要方式，并逐渐成为人们生活中的一部分。特别是视频通信，在生活中的应用越来越广泛，人们对于视频图像质量的要求也越来越高。视频图像质量评价作为图像视频处理技术中的基础技术之一，在图像处理算法、系统传输性能以及图像质量监控方面扮演重要角色，受到广大学者的重视。本论文重点研究了基于人眼视觉特性的视频质量评价方法，对经过处理的视频图像进行质量评价。首先，提出了一种基于图像显著信息的多尺度结构质量评价方法，计算出给定图像的显著信息，利用图像的显著信息对基于结构相似度（SSIM）算法进行加权，并进行多尺度分析，进而得到对视频图像质量的评价结果;接着，给出了基于视觉信息的空间域的无参考视频质量评价方法，通过统计数据的局部归一化亮度系数，计算出视频图像的可能损失值，再引入图像视觉信息，从而评价视频图像质量。实验结果表明，基于视觉显著信息的多尺度结构质量评价方法，与传统的峰值信噪比（PSNR）以及单尺度SSIM算法相比，能够获得较好的性能，更好地契合主观视觉感受;基于视觉信息的空间域的无参考视频质量评价方法，可以对图像进行较为准确的图像质量评价，与主观质量评价一致。

关键词：视频质量评价人眼视觉特性多尺度无参考

基于二维高斯拟合和人眼视觉特性的眼底出血点检测方法研究

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基于二维高斯拟合和人眼视觉特性的眼底出血点检测方法研究

作者：张东霞天津工业大学

学位级别：硕士

近年来,随着社会的发展、人们生活水平的提高和生活方式的变化,糖尿病的发病率逐年升高,日益受到人们重视。糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy,DR)作为最常见的微血管并发症之一,可导致人们视力下降,严重时会导致失明。出血点(Hemo... 详细信息

近年来,随着社会的发展、人们生活水平的提高和生活方式的变化,糖尿病的发病率逐年升高,日益受到人们重视。糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy,DR)作为最常见的微血管并发症之一,可导致人们视力下降,严重时会导致失明。出血点(Hemorrhage,HA)是早期DR的明显症状之一,准确检测眼底图像中的HA对于构建DR自动筛查系统具有重要意义。现有眼底HA检测方法只考虑到HA的高斯特性,没有准确掌握HA同血管、背景突变和噪声等伪HA的本质区别,故存在一定的误检和漏检。为了克服上述问题,本文提出了一种基于二维高斯拟合和人眼视觉特性的眼底HA检测方法。首先利用V空间亮度校正和对比度受限自适应直方图均衡化对原始彩色眼底图像进行预处理,接着利用背景估计和分水岭变换的方法分割出HA候选目标区域,然后利用高斯拟合和人眼视觉特性相结合的方法对HA候选目标区域进行视觉特征提取,最后根据这些视觉特征筛除血管、背景突变和噪声等伪目标,得到真正的HA。采用本文方法对DIARETDB数据库中的219幅眼底图像进行实验,统计数据显示本文方法在图像水平的平均灵敏度为100%,平均特异性为80%,平均准确率为90.87%;在病灶水平的平均灵敏度为98.52%,平均阳性预测值为92.30%,高于现有代表性方法。实验结果表明,本文方法能够实现眼底图像中HA的自动检测,且准确率高。

关键词：眼底图像出血点分水岭分割高斯拟合人眼视觉特性

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基于人眼视觉特性的EZW图像编码改进算法

微电子学与计算机 2010年第3期27卷 47-50页

作者：付伟顾晓东复旦大学电子工程系上海200433

在经典EZW(embedded zero-tree wavelet)算法的基础上,根据人眼对图像边缘和平滑区信息的失真要比纹理区失真更敏感这一视觉特性,对小波变换后的系数分类编码,提出了一种新的有效的图像压缩编码算法.实验结果表明由于边缘和极平滑区小... 详细信息

在经典EZW(embedded zero-tree wavelet)算法的基础上,根据人眼对图像边缘和平滑区信息的失真要比纹理区失真更敏感这一视觉特性,对小波变换后的系数分类编码,提出了一种新的有效的图像压缩编码算法.实验结果表明由于边缘和极平滑区小波系数分配了更多的比特数,该算法所得的重构图像边缘更清晰,具有更好的视觉效果.

关键词：嵌入零树小波编码人眼视觉特性图像压缩编码小波变换

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用阴极射线管显示器测量人眼视觉特性

电视技术 2011年第23期35卷 135-138,148页

作者：申静陕西理工学院计算机科学与技术系陕西汉中723000

根据10 bit的CRT显示器的显色特性及色度和亮度的稳定性特征,制作了大量的不同空间频率和对比度值的亮度光栅图片,通过CRT显示器显示。对站在0.5 m,1 m,2 m,4 m观测距离的8名观察者进行实验,结果表明,随着观察距离的增加,人眼敏感程度... 详细信息

根据10 bit的CRT显示器的显色特性及色度和亮度的稳定性特征,制作了大量的不同空间频率和对比度值的亮度光栅图片,通过CRT显示器显示。对站在0.5 m,1 m,2 m,4 m观测距离的8名观察者进行实验,结果表明,随着观察距离的增加,人眼敏感程度的趋势是先增加后减小。对不同空间频率的观察目标,人眼最佳观测距离各不相同,并且人眼在最佳观测距离处觉察时,不同的人眼敏感程度有较大差异。

关键词：人眼视觉特性阴极射线管显示器观察距离亮度

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基于人眼视觉特性的显示系统成像质量研究

基于人眼视觉特性的显示系统成像质量研究

作者：宋玉苏州科技大学

学位级别：硕士

基于信息需求的爆发式增长,信息显示技术发展迅猛。同时,人们愈加看重对显示系统成像效果的真实感知,因此,符合人眼感知需求的显示系统成像受到越来越多的关注。对于静态图像成像,如何提升显示图像动态对比度,给用户呈现更贴近自然世界... 详细信息

基于信息需求的爆发式增长,信息显示技术发展迅猛。同时,人们愈加看重对显示系统成像效果的真实感知,因此,符合人眼感知需求的显示系统成像受到越来越多的关注。对于静态图像成像,如何提升显示图像动态对比度,给用户呈现更贴近自然世界的感知体验成为研究人员重点关注的问题。论文基于人眼视觉特性的研究,针对人眼双目感知能力设计了一系列视觉感知实验,以主观与客观相结合的方式展开系统研究,在此基础上提出了静态图像动态对比度增强的方法。对于动态图像成像,考虑人们感知动态图像时面临的首要问题——运动模糊,研究致力于降低人眼感知运动模糊程度,提升动态图像成像效果。论文从人眼感知角度出发,首先,就显示系统动态图像成像质量的几种影响因素展开研究。接着,针对不同显示系统,提出了一种自适应动态图像质量提升方法。具体研究内容如下:(1)提出了一种动态对比度增强的静态图像质量提升方法,同时基于视觉感知实验,对人眼双目感知能力进行系统性研究。高动态范围图像具有较高的动态对比度,能够近乎完美的展示自然界的场景,但由于显示器件的限制,无法直接呈现于常规显示器中。色调映射方法的提出解决了显示问题的同时,引出动态范围过低使得整体感知效果不佳的问题。借助立体显示设备的显示特性,提出了一种无参考的双目色调映射算法,能够显著提升人眼感知的图像动态对比度。研究结果可为显示系统图像动态范围的提升提供理论支撑。(2)建立了显示系统动态图像感知效果模拟模型。显示系统中,保持型显示特性以及慢响应是造成动态图像质量低下的主要原因。为了研究显示系统动态图像质量的影响因素,建立了显示系统动态图像感知效果的模拟模型。模拟模型以显示器的不同响应速度、帧频、背光占空比为参数,同时针对不同类型的显示图像模拟出人眼感知的动态图像效果。研究通过视觉感知实验对模拟图像进行评价并统计分析实验结果。结果表明,背光占空比调制可有效提高动态图像质量,响应速度的快慢与动态图像质量呈正相关,帧频提高对动态图像质量的提升受响应速度的限制,即两者之间存在交叉影响。当前研究结果为后续课题的开展打下基础。(3)提出了一种自适应运动补偿的图像预处理方法。为提升显示系统动态图像质量,基于人眼平滑追踪理论,建立了图像运动补偿预处理模型及显示系统动态图像人眼感知效果模拟模型,同时针对二进制八位和十位显示系统提出了不同的自适应运动补偿图像预处理方法。研究通过视觉感知实验对动态图像运动补偿效果进行了主观评价和统计分析,结果表明,针对八位显示系统的补偿方法对动态图像感知效果有显著性提升,提升率为11.11%;而十位显示系统的补偿方法则可以达到接近原静止图像的感知效果,提升率为112.75%。研究结果可为液晶显示系统动态图像质量的提升提供理论参考。

关键词：显示系统成像人眼视觉特性图像处理动态范围运动模糊