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影象質量評價的方法和意義

在影象資訊科技被廣泛應用的情況下,對影象質量的評;比如,在影象識別中,所採集到的影象質量直接影響識;從有沒有人蔘與的角度區分,影象質量評價方法有主觀;影象質量的主觀評價;主觀評價只涉及人作出的定性評價,它以人為觀察者,;絕對評價;所謂絕對評價,是由觀察者根據自己的知識和理解,按;相對評價;相對評價中沒有原始影象作為參考,是由觀察者對一批;——————————

在影象資訊科技被廣泛應用的情況下,對影象質量的評估變成一個廣泛而基本的問題。由於影象資訊相對於其它資訊有著無可比擬的優點,因此對影象資訊進行合理處理成為各領域中不可或缺的手段。在影象的獲取、處理、傳輸和記錄的過程中,由於成像系統、處理方法、傳輸介質和記錄裝置等不完善,加之物體運動、噪聲汙染等原因,不可避免地帶來某些影象失真和降質,這給人們認識客觀世界、研究解決問題帶來很大的困難。

比如,在影象識別中,所採集到的影象質量直接影響識別結果的準確性和可靠性;又如,遠端會議和視訊點播等系統受傳輸差錯、網路延遲等不利因素影響,都需要線上實時的影象質量監控,以便於服務提供商動態地調整信源定位策略,進而滿足服務質量的要求;在軍事應用方面,戰場監視和打擊評估的效果也取決於無人機等航拍裝置所採集到的影象或視訊的質量。因此,影象質量的合理評估具有非常重要的應用價值。

從有沒有人蔘與的角度區分,影象質量評價方法有主觀評價和客觀評價兩個分支。主觀評價以人作為觀測者,對影象進行主觀評價,力求能夠真實地反映人的視覺感知;客觀評價方法藉助於某種數學模型,反映人眼的主觀感知,給出基於數字計算的結果。

影象質量的主觀評價

主觀評價只涉及人作出的定性評價,它以人為觀察者,對影象的優劣作出主觀的定性評價。對於觀察者的選擇一般考慮未受訓練的“外行”或者訓練有素的“內行”。該方法是建立在統計意義上的,為保證影象主觀評價在統計上有意義,參加評價的觀察者應該足夠多。主觀評價方法主要可分為兩種:絕對評價和相對評價。

絕對評價

所謂絕對評價,是由觀察者根據自己的知識和理解,按照某些特定評價效能對影象的絕對好壞進行評價。通常,影象質量的絕對評價都是觀察者參照原始影象對待定影象採用雙刺激連續質量分級法(Double Stimulus Continuous Scale,DSCQS),給出一個直接的質量評價值。具體做法是將待評價影象和原始影象按一定規則交替播放持續一定時間給觀察者,然後在播放後留出一定的時間間隔供觀察者打分,最後將所有給出的分數取平均作為該序列的評價值,即該待評影象的評價值。國際上也對評價尺度做出了規定,對影象質量進行等級劃分並用數字表示,也稱為影象評價的5分制“全優度尺度”。(見表1.1)

相對評價

相對評價中沒有原始影象作為參考,是由觀察者對一批待評價影象進行相互比較,從而判斷出每個影象的優劣順序,並給出相應的評價值。通常,相對評價採用單刺激連續質量評價方法(Single Stimulus Continuous Quality Evaluation,SSCQE)。具體做法是,將一批待評價影象按照一定的序列播放,此時觀察者在觀看影象的同時給出待評影象相應的評價分值。相對於主觀絕對評價,主觀相對評價也規定了相應的評分制度,稱為“群優度尺度”

影象質量客觀評價

影象質量客觀評價的基本目標是設計能精確和自動感知影象質量的計算模型。其終極目標是希望用計算機來代替人類視覺系統去觀看和認知影象。在國際上,影象質量客觀評價通常是通過測試多個影響影像質量的因素的表現,並通過計算模型獲得影象質量量化值與人類主觀觀測值一致性的好壞來評估的。美國的Imatest和法國的DxO analyzer就是其中比較出名的影象質量客觀評價系統。

Imatest和DxO analyzer有異曲同工之處,都是將影像質量評測拆分成多個測試專案,分別對每個專案進行測試、打分。兩者相比,DxO analyzer的測試專案會稍微全面一些。 無論是Imatest還是DxO analyzer,兩個測試系統都是通過“測試卡+光源環境+測試軟體=測試結果”的模式。通過各種各樣的測試卡和光源,在實驗室中模擬各種環境,再把成像結果輸入軟體系統,由系統自動分析,最後得出結果。