基于人类视觉系统的图像质量评价算法研究

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1、硕士学位论文基于人类视觉系统的图像质量评价算法研究StudyonImageQualityAssessmentMetricsBasedontheHumanVisualSystem作者：杨玉芬导师：孙彦景教授中国矿业大学二○一六年五月中图分类号TP919.8学校代码10290UDC密级公开中国矿业大学硕士学位论文基于人类视觉系统的图像质量评价算法研究StudyonImageQualityAssessmentMetricsBasedontheHumanVisualSystem作者杨玉芬导师孙彦景申请学位工学硕士培养单位信电学院学科专业信息与通信工程研究方向图像质量评价答辩委员会主席李

2、世银评阅人盲审二○一六年五月论文审阅认定书研究生杨玉芬在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢转瞬间，三年的研究生生涯即将结束。首先，感谢我的导师孙彦景教授，在三年研究生时光中给予我的谆谆教诲，不论是学术上的钻研创新，或是工作上的兢兢业业，或是生活上的吃苦耐劳都是值得我学习的榜样。孙老师渊博的专业知识、丰富的开拓创新的思维、严谨的学术作风让我在学习上不再拘泥于书本，而是真

3、正的去动手创造自己的思想；同时，孙老师乐观积极的生活态度，幽默的语言、宽阔的胸襟、宽容的态度都时时刻刻熏陶着我。他教会了我进步是无时不在的，要有一个积极的工作学习态度，作时间的主人，有效率的工作、学习和生活！在这里，我向我的导师孙彦景教授致以衷心的感谢和崇高的敬意。感谢实验室陪伴我的刘嘉莉、岳攀攀、高鹏、梁迪慧等亲爱的小伙伴们，在三年的研究生活中给予我的学习和生活上的无私帮助，学习上的共同进步、共同成长，以及撰写硕士论文过程中的探讨、交流和取长补短。感谢李松老师、施文娟和左海维两位博士对我生活和学习中的鼓励和教诲。感谢冯成龙、苗晶晶、林昌林、简毅、周舒等师弟师妹们的陪伴，让我研

4、究生的学习和生活丰富多彩，抒写华丽的篇章，以更加饱满的热情迎接接下来的挑战。感谢我的父母、兄弟姐妹给予的无私的支持，你们一直是我坚强的后盾，在我学习和生活的道路上，你们都在远方的家中时时牵挂和鼓励着我，让我的人生充满着欢乐和关爱。朋友们的陪伴和支持也是我一往无前的不可或缺的力量，是你们给我力量，让我冲锋那遥远的远方。在此，瑾向我的家人和朋友致以深深的感谢！感谢我的男朋友，是你让我再研究生生涯中不断地突破自己，敢于面对困难，带给我无限的正能量。你让我相信，没有解决不了的难题，美好的未来在迎接我们。衷心地感谢在百忙之中抽出时间来评阅本文和参加答辩的各位专家、教授。再次，衷心的感谢所

5、有帮助、关心和支持我的人，谢谢你们！摘要图像压缩、传输及处理等过程使图像产生不同的失真从而影响信息传递的质量。因此，研究图像质量评价技术是极具意义的课题。图像主观评价方法对图像质量的评价具有直观性，能准确地反映人类的感知质量，却以高耗时和高花费为代价，且难以在实际中实施。图像客观评价方法速率高、花费少、应用广泛且结果可重现。主观评分是客观评分的有效性验证。客观评价用来验证图像处理系统的性能和优化现有算法。与人类视觉特性结合建立相应视觉模型，进一步分析研究图像客观质量评价算法，保证其与人类感知质量评价相一致，更具有说服力，对研究人类视觉系统（HumanVisualSystem,H

6、VS）具有重要的理论意义。基于此，本文展开了人类视觉系统基础上的图像质量评价算法研究。首先，本文阐述了研究图像质量评价的背景及意义，综述了研究基于HVS的图像质量评价的意义及国内外研究现状，详细介绍了与本研究有关的基本理论：图像及其质量、人类视觉系统的组成及视觉机制特性、公开图像质量数据库和图像质量评价算法性能指标；探讨了与所提算法有关的无线传输图像失真问题：块效应、模糊效应、振铃效应及强度掩膜。然后，研究了一些经典的客观评价算法，并在公开图像数据库上进行性能比较，分析这些算法性能的优劣，为所提算法奠定理论基础。其次，对图像的结构相似性进行研究，提出了基于HVS内在推导机制的多

7、尺度结构相似性（Multiple-scaleStructuralSIMilaritybasedoninternalgenerativemechanism,iMSSIM）算法。对内在生成机制建立逐段式自回归（PiecewiseAutoRegressive,PAR）模型，在iMSSIM算法中采用这一模型将失真和参考图像分别分解成多尺度结构相似形（Multiple-scaleStructuralSIMilarity,MSSIM）算法评分的图像内容预测部分和采用PSNR评分的图像信息不确定部分，而后