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2006年 7月安徽大学学报(自然科学版) July 2006
第 30卷第 4期 Journal of Anhui University Natural Science Edition Vol. 30 No. 4
一种基于 DCT域加权处理的图像质量评价方法
明军,郝其伟,杨杨
(安徽大学电子科学与技术学院,安徽合肥 230039)
摘要:依据人眼视觉系统的多通道模型,评价图像亮度细节的质量,目前已经成为一个活跃
的研究方向. 由于这些模型采用滤波器组模拟对比度敏感函数(CSF) ,增加了视觉阈值获取和实时
评价算法的复杂度. 本文依据离散余弦变换对应子带的视觉权重,利用“之”形扫描方式实现对图
像频带的任意划分,并由此定义加权峰值信噪比作为图像评价的测度,从而达到对图像质量快速
准确评价的目的.
关键词: DCT变换;子带分割;“之”形;图像质量
中图分类号: TP301 文献标识码: A 文章编号: 1000 - 2162 (2006) 04 - 0033 - 04
图像压缩是多媒体技术中的关键环节,高压缩比与高图像质量是图像压缩的目标. 但高的压缩比往
往以牺牲图像质量为代价,因此好的图像质量评价方法可以衡量压缩算法的优劣. 目前有很多质量评价
模型被提出,他们通过建立不同的人眼视觉系统(HVS)来使得客观测量结果与人眼主观评价有很好的
相关性. 在模拟人眼多频道特性时,常用的方法是构造一定频率响应的滤波器[ 1 - 6 ] ,对图像进行滤波划
分子带,继而进行视觉加权处理. 由于构造多个带通空间滤波器的工作复杂且耗时,本文利用离散余弦
变换和“之”形扫描对图像进行任意划分,实现了图像空间的快速分解,从而提高滤波过程,并在原有测
度的基础上进一步提高了图像质量评价精度,收到了良好的效果.
1 子带图像的分割方法
一幅图像包含多种频率成份,根据人眼的视觉特性,不同频率成份对图像内容的贡献也不同. 一般来
说,人眼最敏感的频率分量集中在图像的直流和低频部分,这些频率分量决定了图像亮度等主要内容. 超
过一定频率的分量将不再对图像构成明显影响. 显然,不同频带下的图像内容对人眼的主观感觉有着不同
的权重,即在某一频带下的图像误差可能被人眼的感觉所忽视,而在另一频带下则不可以.
经过 DCT变换后,低频分量都集中在左上角,其中第
一行第一列的元素代表了直流系数. 本文对 DCT系数采用
“之”形的排列方法,这样可保证图像低频分量先出现,高频
分量后出现. 对排列后的系数再依据 HVS特性对 DCT系数
的加权值将图像划分为不同的频带,不同频带的系数经过
DCT反变换,即可得到对应的子带图像.
现代图像编码技术结合了 HVS特性,根据人眼对不同
的频率分量有不同的敏感特性,通过考虑频率敏感性的加
权失真公式或设置依赖频率变化的量化步长矩阵,有效改
善了压缩图像的视觉质量. HVS对不同空间频率的敏感特
性可以用 HVS的调制传输函数(MTF)来刻画. 不同的观察
条件下,MTF有所不同. 图 1和表 1给出了几个不同观测条
图 1 HVS的 MTF曲线
件下的 MTF曲线和一个典型的加权系数矩阵[ 7 ] .
收稿日期: 2005 - 03 -