客观评价图片质量的研究现状和发展趋势

吉林农业科技学院机械工程学院 孙晓雪

客观评价图片质量的研究现状和发展趋势

吉林农业科技学院机械工程学院 孙晓雪

1 国内外研究动态及发展趋势

由于图片质量评价的重要性，客观质量评价方法已经成为当前图片质量评价研究的热点，国内外许多著名高校和学术研究机构都相继展开了相关的研究，如加州大学圣地亚哥分校[1]和圣塔芭芭拉分校、德州大学奥斯丁分校、杜克大学、外软亚洲研究院、海因里希-赫兹研究所、IBMT.J.Watson研究中心以及苹果电脑公司等，都展开了针对图片质量评价方法及其应用的专题讨论。国际电信联盟无线电通信部门和电信标准化部门在1997年联合成立了图片质量专家组，主要致力于数字图片的设备质量实测和客观评价算法研究，但由于目前尚未确立一个标准的图片质量客观评价模型，各种评价方案仍在争论之中。

2 国内的研究动态及发展趋势

我国对图片质量评价方法的研究还处在初级阶段，很多研究者都只是初步涉足这个领域。国内关于图片质量的研究大致可以分为两类：一类是针对国外图片质量评价方法的介绍。如2003年西安电子科技大学ISN国家重点实验室的王新岱等人对目前存在的各种图片质量的主客观评估方法进行了介绍，并分析了各自的优缺点和应用环境，最后展望了图片质量评估的研究热点；2012年王蓉等人综合论述了图片图像质量的主观评价法和客观评价法[2]。另一类是在国外研究者提出的图片质量评价方法基础上的技术实现和改善。如2005年史萍对压缩图片图像质量的客观测量方法进行了研究[3]，给出了一种利用时空和颜色特征实现的图片质量客观测量方法。2008年浙江大学的韦学辉对一些有代表性的客观图像质量评价方法进行了比较[4]，并综合这些评价方法各自的优势，采用多元线性回归分析的方法，对这些方法进行拟合，得到了一种基于多元线性回归的图像质量评价方法。2009年西安电子科技大学的韩含总结了现有的图片质量评估方法[5]，进而详细分析了量化参数对图片质量的影响，重点讨论了无参质量评价方法。针对广泛用于评价图片质量的指标峰值信噪比因需原始信号而应用受限的问题，提出一种H.264框架下无参考的估计PSNR的方法。该方法给予最大似然准则估计原始信源DCT系数的分布特性，结合码流中量化参数信息来估计量化噪声，不必完全解密即可获取压缩图片的PSNR。史婷婷等提出一种新的图像空间特征提取方法，检测原始图像的彩色边缘，分别对边缘像素、非边缘像素建立边缘直方图描述颜色分布信息。薛菲对网络图片质量评估方法进行了研究。

3 国外的研究动态及发展趋势

国外对图片质量评价的研究较早，并且应用的领域也比较广泛。早在1971年Mannos等人就最先对客观质量评价方面做了相关的研究，他们采用一个空间频率函数来计算视觉敏感度，并提出了一种图像保真度标准。1995年，Boon-LockYeo和Bede Liu研究了一种直接从压缩的图像中检测场景变化的快速场景分析算法[6]，在dc序列上操作，这些序列很容易从MotionJPEG或MPEG中提取出来，而不需要全帧解压，这些dc图像在保留重要全局信息的同时只占原始数据很小的部分。实验表明此算法在检测突变场景、渐变转换（如淡入，淡出）方面是很快速和有效的。同年，DiZhong等人提出了一个自上而下的在每层中采用分区聚类递归的聚类过程，应用此过程，当提供一列图片或剪辑时，一个使用关键帧或镜头特征的浏览系统就能把镜头聚类成由相似内容组成的不同的等级，聚类后用户不用向下移动到低层就可大概了解图片镜头的内容。1996年，为了辅助人类对图片数据的分析，一种自动的、基于内容的物体运动的图片检索方法被JonathanD.Courtney提出，通过运动分割的方法检测图片序列中的运动物体，即通过追踪经过分割的数据的单个物体，以描述物体及其移动的图片的形式产生一个典型的图片表示，该图片用基于规则的分级方案被评注以用来识别感兴趣的事件，如出现或消失，存储或移除等。同年，WayneWolf研究了一种新的算法用于图片中镜头关键帧的识别，此算法运用光学流去识别镜头中的局部最小运动，能够识别瞬时暂停所强调的手势和单个镜头中相机运动和一些不同图像的关联，所以此算法能成功地选择一些来自单个复杂镜头的关键帧，从而有效地摘要镜头。2002年，WeiQiYan等提出了一种检测和更正家庭录像中人为光照和抖动的方法，首次对帧的平均亮度模型进行了计算。2003年HoYoungLee等人提出了一种由彩色相邻直方图和彩色矢量直方图组成的空间彩色描述符，应用此方法即使出现很大的变化，也能提供满意的图像恢复结果。在图片分割中，因其在彩色分布上插入了空间信息，所以可精确检测突变的场景切换而忽略局部的变化。

[1]王蓉,李志,李丽华.视频图像质量评价综述[J].中国人民公安大学学报,2012,71(03):59～62.

[2]韦学辉.图像及视频质量的若干研究[D].浙江:浙江大学,2008:1～136.

[3]韩含.视频质量PSNR的无参考评估方法研究[D].西安：西安电子科技大学,2009:1～51.

[4]袁飞,程恩.视频质量评价中时域信息检测的新方法[J].光电工程,2009:36(08):123～126.

[5]史婷婷,刘卫华,伍春晖.一种新的图像空间特征提取方法[J].计算机工程,2012,38(03):218～220.

[6]薛菲.网络视频质量评估方法研究[D].北京：北京邮电大学,2012:1～54.

孙晓雪，女，1988年出生，吉林省吉林市人，研究生，助教，研究方向：机械电子。