基于边缘结构相似性的图像质量评价方法.pdf

第３２卷第９期 计 算 机 应 用 研 究 Ｖｏｌ３２Ｎｏ９ 　 　 ２０１５年９月　 ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｓｅｐ．２０１５ 基于边缘结构相似性的图像质量评价方法 １，２ ２ １ 袁艳春 ，刘云鹏 ，高宏伟 （１．沈阳理工大学信息科学与工程学院，沈阳１１０１６８；２．中国科学院沈阳自动化研究所 光电信息技术研究 室，沈阳１１００１６） 摘　要：针对现有图像质量评估方法不能有效评价所有失真类型图像、计算量大等问题进行了研究，受人眼视 觉特性的启发，提出了一种新的基于图像边缘结构相似性的全参考质量评价方法。该方法利用图像边缘梯度对 图像失真的敏感性不同，通过Ｐｒｅｗｉｔｔ算子计算水平和竖直方向梯度向量绝对值和，进而定义了两种基于边缘结 构相似性的图像质量评价标准：图像梯度结构相似度均值（ＧＳＳＭ）和图像梯度结构相似度标准差（ＧＳＳＤ）。标准 图像数据库上的实验结果表明，ＧＳＳＤ方法优于ＧＳＳＭ和现有的全参考图象质量评价方法，主客观分值一致性 好，并且计算简单，适合应用于大规模的图像质量评价。 关键词：图像质量评价；全参考；Ｐｒｅｗｉｔｔ算子；梯度结构相似度均值；梯度结构相似度标准差 中图分类号：ＴＰ３９１４１　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１３６９５（２０１５）０９２８７００４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１５．０９．０７３ Ｉｍａｇｅｑｕａｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｅｄｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ １，２ ２ １ ＹｕａｎＹａｎｃｈｕｎ ，ＬｉｕＹｕｎｐｅｎｇ，ＧａｏＨｏｎｇｗｅｉ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＬｉｇｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１６８，Ｃｈｉｎａ；２．ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＯｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈｅｎｙａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００１６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔｕｄｙｆｏｒｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｉｍａｇｅｑｕａｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｃａｎｎｏｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｅｖａｌｕａｔｅａｌｌｔｙｐｅｓｏｆｉｍａｇｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ， ａｎｄｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｄａｎｅｗｆｕｌｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｍａｇｅｑｕａｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎ ｅｄｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｉｎｓｐｉｒｅｄｂｙｔｈｅｈｕｍａｎｖｉｓｕａｌｓｙｓｔｅｍ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｉｍａｇｅｇｒａｄｉｅｎｔｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｗａｓｄｉｆｆｅｒｒｅｎｔｗｈｅｎｏｂ ｓｅｒｖｉｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｉｍａｇｅ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃｏｍｐｕｔｅｄｔｈｅｓｕｍｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｇｒａｄｉｅｎｔａｂｓｏｌｕｔｅｖａｌｕｅａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌｇｒａｄｉｅｎｔａｂｓｏ ｌｕｔｅｖａｌｕｅｂｙＰｒｅｗｉｔｔｆｉｌｔｅｒｏｐｅｒａｔｏｒ，ｔｈｅｎｐｒｏｐｏｓｅｄｔｗｏｉｍａｇｅｑｕａｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉａｂａｓｅｄｏｎｅｄｇｅｓ