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基于信息熵的全参考图像质量评价研究

基于信息熵的全参考图像质量评价研究

作者：张欣阳天津科技大学

学位级别：硕士

伴随着互联网技术和通信技术不断进步,数字图像在信息传递领域起到了不可替代的作用。但是,图像在进行存储、传输、处理等过程中不可避免的受到损伤,从而导致图像质量下降。全参考图像质量评价在图像复原、图像融合、图像识别等多种图... 详细信息

伴随着互联网技术和通信技术不断进步,数字图像在信息传递领域起到了不可替代的作用。但是,图像在进行存储、传输、处理等过程中不可避免的受到损伤,从而导致图像质量下降。全参考图像质量评价在图像复原、图像融合、图像识别等多种图像处理研究中得到广泛应用,对图像质量的评价效果普遍较好。本文从信息熵的角度研究全参考图像质量评价方法,试图利用信息熵提取图像特征并用于图像质量评价,从而提升客观图像质量评价与人眼视觉感知的一致性。首先,对信息熵理论进行深入研究,将其推广到图像领域,对图像熵理论在图像领域的表现进行了研究。在实验研究中,得出了信息熵与图像质量关系的相关结论,发现了影响信息熵数值大小的两个影响因素;然后,基于信息熵的研究发现提出了一种能够用于提取图像的彩色信息特征的彩色图像熵模型,该模型能够弥补一维熵忽略图像彩色信息的缺陷。基于此模型提出了一种对比度失真图像质量评价方法,该方法对图像质量的评价效果良好,实验数据表明该方法所得评价分数与人眼主观评价分数的一致性较高。为了增强该方法对图像内容的适应性,设计了一种将此方法与结构相似性相结合的方法——一种基于彩色图像熵与结构相似性的图像质量评价方法;最后,基于联合熵提出了一种针对噪声和模糊失真图像质量评价方法,该方法基于一种提取图像间信息特征的联合熵模型,该模型能够敏锐地察觉图像间的像素差距。同样的,为了增强该方法对图像内容的适应性,本文设计了一种基于联合熵和结构相似性的图像质量评价方法。此两种方法的对图像的评价效果良好且形式创新。本文针对信息熵与图像质量的关系的研究成果能够后续信息熵在图像质量评价领域中的应用提供理论基础和新的思路;同时,基于信息熵的特点,对其进行了优化并提出了两类图像质量评价方法并对其进行了性能提升,所得图像质量评价分数与人眼对图像的感知一致性有较大的提升,能够很好的应用到遥感、医疗、生物、工业等多个领域。

关键词：图像评价信息熵一维熵联合熵图像失真

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图像去雾算法清晰化效果客观评价方法

自动化学报 2012年第9期38卷 1410-1419页

作者：郭璠蔡自兴中南大学信息科学与工程学院长沙410083 先进控制与智能自动化湖南省工程实验室长沙410083

针对目前去雾效果评价方法少和已有评价方法存在局限性等问题,提出了两种图像清晰化效果评价方法.一种借助由环境渲染或光路传播图所模拟的雾环境图像,采用全参考方式评估算法的去雾效果;一种从人类视觉感知的角度出发,采用无参考方式... 详细信息

针对目前去雾效果评价方法少和已有评价方法存在局限性等问题,提出了两种图像清晰化效果评价方法.一种借助由环境渲染或光路传播图所模拟的雾环境图像,采用全参考方式评估算法的去雾效果;一种从人类视觉感知的角度出发,采用无参考方式构建综合评价体系以全面衡量算法的去雾性能.实验证明两种方法均能有效地评价各算法的清晰化效果,且评估结果与人眼的主观感受相一致.本文所提评价方法分别从构建模拟雾环境和人类视觉感知两方面考虑,与已有评价方法相比,在获得全方面评估结论的同时,具有较好的实用性和可靠性.

关键词：图像去雾算法清晰化效果图像评价模拟雾环境人类视觉感知

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交会对接仿真电视图像TMO算法主观评价

计算机辅助设计与图形学学报 2015年第3期27卷 414-424页

作者：赵再骞晁建刚王金坤张炎中国航天员科研训练中心人因工程重点实验室北京100094

通过对实时渲染仿真交会对接电视图像的主观评价,指出调和映射处理(TMO)算法的修正是提高仿真场景逼真度的方法.基于交会对接仿真电视图像TMO算法应用,分别针对S-curve算法、自适应对数算法和Reinhard算法设计了基于静态图像对比的亮度... 详细信息

通过对实时渲染仿真交会对接电视图像的主观评价,指出调和映射处理(TMO)算法的修正是提高仿真场景逼真度的方法.基于交会对接仿真电视图像TMO算法应用,分别针对S-curve算法、自适应对数算法和Reinhard算法设计了基于静态图像对比的亮度调和因子评价实验和基于动态场景对比的算法应用距离段评价实验,并对实验结果的均值、标准差以及HSD值进行了计算与分析;上述3种算法亮度调和因子分别为6.0,0.6和2.2,依次应用于远距离,中、近距离和靠拢距离时仿真电视图像有最佳评价和显示效果.实验结果表明,采用同种TMO算法处理的交会对接仿真图像动态场景真实感效果优于静态图像;在交会对接不同距离段内,仿真场景需要采用不同的TMO渲染方法.

关键词：图像评价调和映射处理交会对接航天员训练太空场景

考虑人眼视觉特性的射线检测数字图像质量评价方法

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西安交通大学学报 2013年第7期47卷 91-95页

作者：穆为磊高建民王昭姜洪权陈富民党长营西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

针对增强处理后图像的客观评价值和主观评价值不一致的问题,提出了一种基于人眼视觉特性的图像质量评价方法。通过分析人眼视觉系统的感应特性,给出了位置影响因子、细节影响因子和灰度影响因子的定义,综合这些影响因子后得到了基于人... 详细信息

针对增强处理后图像的客观评价值和主观评价值不一致的问题,提出了一种基于人眼视觉特性的图像质量评价方法。通过分析人眼视觉系统的感应特性,给出了位置影响因子、细节影响因子和灰度影响因子的定义,综合这些影响因子后得到了基于人眼视觉的质量影响权值。采用该权值对图像失真敏感度、失真度、信息熵增量和结构相似度等客观评价指标进行重构,并对各重构后的客观评价指标进行综合,得到了图像评价的综合指标。实验结果表明,该方法的线性相关系数比峰值信噪比和结构相似度分别提升了80.02%和78.85%,绝对误差均值比峰值信噪比和结构相似度分别提升了3.96%和7.96倍,均方根比峰值信噪比和结构相似度提升了6.45%和8.37倍,Spearman等级相关系数比峰值信噪比和结构相似度分别提高了1.01倍和1.69倍,表明该方法的评价正确性高、单调性最优,因此更适合于对射线检测数字图像的质量评价。

关键词：人眼视觉特性射线图像图像评价

基于AHP-FCE的胸部后前位图像质量控制评价体系的建立及应用

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循证医学 2023年第1期23卷 37-46页

作者：王振邦罗维郑君惠区杰浩曹希明钟小梅放射科南方医科大学附属广东省人民医院(广东省医学科学院)广州510080

目的探讨一种在评价要素上具有不同权重及将其量化的胸部后前位图像质量控制评价体系的可行性。方法收集胸部后前位图像评价要素的相关资料,通过层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和模糊综合评价(fuzzy comprehensive evaluat... 详细信息

目的探讨一种在评价要素上具有不同权重及将其量化的胸部后前位图像质量控制评价体系的可行性。方法收集胸部后前位图像评价要素的相关资料,通过层次分析法(analytic hierarchy process,AHP)和模糊综合评价(fuzzy comprehensive evaluation,FCE)建立胸部后前位图像AHP-FCE评价体系,应用该评价体系对从不同设备上抽取的60份胸部后前位X线摄影图像进行评价,最后对评价结果进行统计分析以明确该评价体系的效能。结果评价体系划分为三个模块,分别是:体位评价、图像后处理评价、图像总体评价,其权重指数依次为:0.4197、0.3110、0.2694。权重的一致性通过一致性比率(consistent ratio,CR)值检测,各要素的CR值介于0.0000~0.0982之间,CR值均小于0.10,反映矩阵的合理性。评价结果(评分)的一致性检验包括:各专家[组内相关系数(interclass correlation coefficient,ICC)=0.882,P评价级别的一致性检验中等(Kappa=0.41,P评价体系,可以反映不同评价因素对图像质量的重要性并将评价量化,相对能够更客观地反映图像的质量,评价结果一致性较好、可重复性高,具有较高的实用性。

关键词：胸片质量控制医院管理层次分析法图像评价模糊综合评价

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基于图像评价的周视成像参数优化设计

激光与红外 2013年第1期43卷 62-65页

作者：宋亚邢刚蔡荣华北光电技术研究所北京100015

利用相机与场景的相对运动可以实现可见光周视成像,针对图像最优化和实时性问题,提出了一种基于图像综合评价的系统参数最优设计方法。首先根据转台运动速度,分析可见光相机的参数范围;然后根据系统应用场景的特点选择不同的评价函数对... 详细信息

利用相机与场景的相对运动可以实现可见光周视成像,针对图像最优化和实时性问题,提出了一种基于图像综合评价的系统参数最优设计方法。首先根据转台运动速度,分析可见光相机的参数范围;然后根据系统应用场景的特点选择不同的评价函数对单帧图像进行综合评价,根据评价结果选择最优的系统参数,进而获得最好的成像质量。实验结果显示,该方法是有效可行的,得到的图像细节清晰,色彩丰富;而且系统能够改变全景图像的刷新速率,实时显示周视图像;同时该方法能够适应不同的应用场景,易于工程应用。

关键词：周视成像实时成像图像质量图像评价

基于PCA和DWT变换的不同重采样方法图像融合效果评价对比分析

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科学技术创新 2022年第12期 70-74页

作者：刘姝岑云南省地图院云南昆明650034

在图像融合中,图像融合研究分析以及评价是一个重要的问题,一直以来,这个问题都没有得到很好的解决,因此找寻让融合的图像可信度更高、分辨率更高、理解性更强的方法,同时我们又需要客观的评价指标来对图像的质量进行区分。通过用主分量... 详细信息

在图像融合中,图像融合研究分析以及评价是一个重要的问题,一直以来,这个问题都没有得到很好的解决,因此找寻让融合的图像可信度更高、分辨率更高、理解性更强的方法,同时我们又需要客观的评价指标来对图像的质量进行区分。通过用主分量(PCA)变换、小波(DWT)变换的方法融合图像,并提出对融合后图像的单因素指标评价,还有综合指标评价,并对它们进行分类实验,得到结论,并且对此进行分析,哪种方式能够较好的得到并且提高影像的解译又适用于生活中的图像融合。

关键词：图像融合主分量变换小波变换图像评价

MRI磁化传递技术在脑动脉血管成像中的应用价值

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现代医用影像学 2024年第4期33卷 775-777,781页

作者：李义昌周建良钱林清苏州市吴中人民医院放射科江苏苏州215128

目的:探讨MRI磁化传递(MT)技术在磁共振脑动脉血管成像(MRA)中的应用价值。材料和方法:收集2021年6月26日至2023年5月18日在本院就诊的41例受试对象,均同时执行常规三维时间飞跃法MRA(3D-TOF-MRA)和MT+3D-TOF-MRA的脑血管成像检查,统计... 详细信息

目的:探讨MRI磁化传递(MT)技术在磁共振脑动脉血管成像(MRA)中的应用价值。材料和方法:收集2021年6月26日至2023年5月18日在本院就诊的41例受试对象,均同时执行常规三维时间飞跃法MRA(3D-TOF-MRA)和MT+3D-TOF-MRA的脑血管成像检查,统计分析和比较两种成像方法对脑动脉血管图像的显示情况。结果:在41例受试者中,对脑动脉大血管,两种成像方法均能完全清晰显示;对脑动脉1-2级分支血管,常规3D-TOF-MRA法能清晰显示32例,占比78%,而MT+3D-TOF-MRA法均能清晰显示,两者比较具有显著统计学差异(P=0.005);对脑动脉3-4级分支远端小血管,常规3D-TOF-MRA法只能清晰显示25例,占比61%,而MT+3D-TOF-MRA法能清晰显示37例,占比90.2%,两者比较也具有显著统计学差异(P=0.002)。另外,常规3D-TOF-MRA法对脑动脉血管背景抑制不全,而MT+3D-TOF-MRA法能完全抑制脑血管的背景。结论:在常规3D-TOF-MRA基础上增加MT技术,脑血管背景抑制更好,能够获得更加清晰的脑动脉血管影像,有利于脑动脉远端分支小血管的显示。

关键词：磁共振成像磁化传递三维时间飞跃法脑血管成像图像评价

基于图像质量评价的指纹指静脉采集一体化装置研究

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基于图像质量评价的指纹指静脉采集一体化装置研究

作者：吴阳阳浙江大学

学位级别：硕士

随着信息安全需求的日益增长,基于指纹和指静脉的生物识别技术得到越来越多的研究。为了给指纹指静脉双模态生物识别提供高效快捷的图像采集方案和高质量的指纹指静脉图像,本文设计了单摄像头双光路的指纹指静脉一体化采集的装置,同时... 详细信息

随着信息安全需求的日益增长,基于指纹和指静脉的生物识别技术得到越来越多的研究。为了给指纹指静脉双模态生物识别提供高效快捷的图像采集方案和高质量的指纹指静脉图像,本文设计了单摄像头双光路的指纹指静脉一体化采集的装置,同时利用指纹指静脉图像质量评价算法,对所采集的图像进行了指纹指静脉分割和多维度的图像质量评价。本文首先介绍了指纹指静脉采集装置的研究现状,并分别从指纹和指静脉采集的方案出发,阐述了所采用的单CMOS双光路的一体化采集系统。在指静脉图像的采集上,采用单侧光源+反射镜的方案,并通过Tracepro光学软件和Solidworks三维建模软件的仿真,对LED阵列光源进行结构优化,以提高指静脉受光面的光照均匀性;在指纹图像采集上,采用传统光学式采集方案,利用背光源与光学棱镜将指纹的脊谷信息传递至成像单元中;在最终的一体化采集装置的设计上,采用单CMOS双光路的方案,实现对指纹和指静脉图像的同时采集。最后,本文将所设计的装置进行加工,并将系统所需的元器件进行组装调试,最终的装置大小为50mm*70mm*91.5mm,其高度与一张二代身份证的长度近似。另外,为了评价本装置输出的指纹指静脉图像,本文通过设计指纹指静脉图像评价算法,对本装置采集到的指纹指静脉图像进行指纹指静脉图像分割和图像质量评价。结合采集时容易出现的图像问题,本文从图像偏移、有效面积、对比度、模糊度以及信息熵五个角度对指静脉图像进行量化评价;而对指纹而言,本文从图像偏移、有效面积、模糊度、干燥度以及湿度五个角度对指纹图像进行客观评价。最后,经过对典型图像的质量评价实验,验证了本文所设计的客观图像质量评价方法基本与图像主观评价相符合,具有较好的适用性。

关键词：指纹指静脉一体化采集 LED阵列仿真图像评价