基于SIFT特征和结构相似性的图像质量评价

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1、专业学位硕士学位论文基于SIFT特征和结构相似性的图像质量评价ImageQualityAssessmentBasedonSIFTFeatureandStructuralSimilarity作者姓名：史型!亟工程领域：扭越王猩学号：墨!!Q垒Q至里指导教师：垡题园9完成日期：2013．05大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人

2、或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：基王墨!里!挂壁盘结抱担越性鲍图像厦量迁俭作者签名：吏止盈日期：邕!乡争—L月L日大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要数字图像在压缩、传输、存储、显示和处理等过程中会引入或产生一定程度的误差。图像质量评价可以用来衡量各种图像处理算法的优劣，为各类图像系统的算法优化提供参考。因此，在图像处理和应用领域建立有效的图像质量评价体系具有

3、重要的意义。本文结合图像尺度不变特征和结构相似性，对图像质量评价方法进行了研究．尺度不变特征(ScaleInvariantFeatureTransform，SIFT)是一种图像局部特征的描述形式，对于图像的平移、缩放、旋转具有不变性，广泛应用于图像匹配、图像检索乃至视频处理等领域。SIFT特征在图像的仿射变换、视角变化、光照变化及噪声等方面具有很强的鲁棒性。本文通过高斯模糊和降采样等处理建立图像的高斯金字塔，并在多尺度空间内检索符合要求的SIFT特征点；通过穷举匹配和筛选，建立原图像和目标图像的SIFT特征点匹配关系。研究了基

4、于结构相似性的图像质量评价方法(StructuralSimilarityIndexMeasure，SSIM)，在一定的邻域内分别计算图像间的对比度、照度和结构三个方面的相似程度，累加每对像素点的相似度获得全局图像的质量评价结果。在此基础上，将SSIM算法拓展到多尺度空间内，在高斯金字塔内建立具有结构信息的像素点匹配关系。结合SIFT特征点匹配和SSIM算法，研究了一种模拟人类视觉系统的客观评价方法。在多尺度空间内，依照自顶向下的顺序，建立原图像和目标图像的SIFT特征点匹配关系；同时以图像的结构相似性为基准，建立两图像非特征点

5、的局部匹配关系，在高斯金字塔内将像素对的匹配关系从粗糙水平传递到精确水平，层层递推，从全局结构至局部结构建立两幅图像的像素点匹配关系。考虑到不同重要性的像素点对整体图像质量评价的影响，引入显著图作为权重值进行相似度计算，获得图像质量评价的客观结果。本文选择CIELab色彩空间来处理彩色图像，为了验证算法的合理性，本文进行了相关的主观评价实验。实验表明，本文的客观评价方法能够量化评价目标图像的质量，与主观评价结果趋于一致。关键词：图像质量评价；slFT特征点；ssIM算法；结构$fltR性；尺度空间基于SWF特征和结构相似性的图

6、像质量评价ImageQualityAssessmentBasedonSIFTFeatureandStructuralSimilarityAbstractArtifactsorerrorsmaybeintroducedintothedigitalimageintheprocessofcompression，transmission，storageanddisplay，etc．Imagequalityassessmentwouldbeusedtoevaluatetheeffectofdifferentimageprocessing

7、algorithms，providingreferenceforoptimizingimageprocessingalgorithms．Aneffectivealgorithmforimagequalityassessmentissignificantinthefieldofimageprocessing．So，inthisarticle，themethod，combiningtheSIFTfeatureandthestructuralsimilarity，isexploredtoevaluatetheimagequality

8、．SIFT(ScaleInvariantFeatureTransform)isakindoflocalfeaturedescription,whichisinvariabletoimagetranslation，scaling，rotationandwidelyusedini