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专利号: 2014100651271
申请人: 宁波大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于三维梯度幅度的立体图像质量客观评价方法,其特征在于包括以下步骤:

①令Sorg表示原始的无失真的立体图像,令Sdis表示待评价的失真的立体图像,将Sorg的左视点图像记为{Lorg(x,y)},将Sorg的右视点图像记为{Rorg(x,y)},将Sdis的左视点图像记为{Ldis(x,y)},将Sdis的右视点图像记为{Rdis(x,y)},其中,(x,y)表示左视点图像和右视点图像中的像素点的坐标位置,1≤x≤W,1≤y≤H,W表示左视点图像和右视点图像的宽度,H表示左视点图像和右视点图像的高度,Lorg(x,y)表示{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点的像素值,Rorg(x,y)表示{Rorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点的像素值,Ldis(x,y)表示{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点的像素值,Rdis(x,y)表示{Rdis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点的像素值;

②根据{Lorg(x,y)}中的每个像素点和{Rorg(x,y)}中对应坐标位置的像素点在多个视

差值下的视差空间值,获得Sorg的视差空间图,记为{DSIorg(x,y,d)},并根据{Ldis(x,y)}中的每个像素点和{Rdis(x,y)}中对应坐标位置的像素点在多个视差值下的视差空间值,获得Sdis的视差空间图,记为{DSIdis(x,y,d)},其中,DSIorg(x,y,d)表示{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的视差空间值,DSIdis(x,y,d)表示{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的视差空间值,0≤d≤dmax,dmax表示最大视差值;

③计算{DSIorg(x,y,d)}中的每个像素点的水平方向梯度、垂直方向梯度和视点方向梯度,将{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的水平方向梯度记为gxorg(x,y,d),将{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的垂直方向梯度记为gyorg(x,y,d),将{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的视点方向梯度记为gdorg(x,y,d);

同样,计算{DSIdis(x,y,d)}中的每个像素点的水平方向梯度、垂直方向梯度和视点方向梯度,将{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的水平方向梯度记为gxdis(x,y,d),将{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的垂直方向梯度记为gydis(x,y,d),将{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的视点方向梯度记为gddis(x,y,d);

所述的步骤③中{DSIorg(x,y,d)}中的每个像素点的水平方向梯度、垂直方向梯度和视点方向梯度的获取过程为:

③-a1、采用水平梯度算子对{DSIorg(x,y,d)}进行卷积,得到{DSIorg(x,y,d)}中的每个像素点的水平方向梯度,将{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的水平方向梯度记为gxorg(x,y,d), 其中,DSIorg(u,v,j)表示{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(u,v,j)的像素点的视差空间值;

③-a2、采用垂直梯度算子对{DSIorg(x,y,d)}进行卷积,得到{DSIorg(x,y,d)}中的每个像素点的垂直方向梯度,将{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的垂直方向梯度记为gyorg(x,y,d),③-a3、采用视点梯度算子对{DSIorg(x,y,d)}进行卷积,得到{DSIorg(x,y,d)}中的每个像素点的视点方向梯度,将{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的视点方向梯度记为gdorg(x,y,d), 其中,sign()为阶跃函数,

上述步骤③-a1至步骤③-a3中,如果u<1,则DSIorg(u,v,j)的值由DSIorg(1,v,j)的值替代,如果u>W,则DSIorg(u,v,j)的值由DSIorg(W,v,j)的值替代,如果v<1,则DSIorg(u,v,j)的值由DSIorg(u,1,j)的值替代,如果v>H,则DSIorg(u,v,j)的值由DSIorg(u,H,j)的值替代,如果j<0,则DSIorg(u,v,j)的值由DSIorg(u,v,0)的值替代,如果j>dmax,则DSIorg(u,v,j)的值由DSIorg(u,v,dmax)的值替代,DSIorg(1,v,j)表示{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(1,v,j)的像素点的视差空间值,DSIorg(W,v,j)表示{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(W,v,j)的像素点的视差空间值,DSIorg(u,1,j)表示{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(u,1,j)的像素点的视差空间值,DSIorg(u,H,j)表示{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(u,H,j)的像素点的视差空间值,DSIorg(u,v,0)表示{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(u,v,0)的像素点的视差空间值,DSIorg(u,v,dmax)表示{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(u,v,dmax)的像素点的视差空间值;

所述的步骤③中{DSIdis(x,y,d)}中的每个像素点的水平方向梯度、垂直方向梯度和视点方向梯度的获取过程为:

③-b1、采用水平梯度算子对{DSIdis(x,y,d)}进行卷积,得到{DSIdis(x,y,d)}中的每个像素点的水平方向梯度,将{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的水平方向梯度记为gxdis(x,y,d), 其中,DSIdis(u,v,j)表示{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(u,v,j)的像素点的视差空间值;

③-b2、采用垂直梯度算子对{DSIdis(x,y,d)}进行卷积,得到{DSIdis(x,y,d)}中的每个像素点的垂直方向梯度,将{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的垂直方向梯度记为gydis(x,y,d),③-b3、采用视点梯度算子对{DSIdis(x,y,d)}进行卷积,得到{DSIdis(x,y,d)}中的每个像素点的视点方向梯度,将{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的视差方向梯度记为gddis(x,y,d), 其中,sign()为阶跃函数,

上述步骤③-b1至步骤③-b3中,如果u<1,则DSIdis(u,v,j)的值由DSIdis(1,v,j)的值替代,如果u>W,则DSIdis(u,v,j)的值由DSIdis(W,v,j)的值替代,如果v<1,则DSIdis(u,v,j)的值由DSIdis(u,1,j)的值替代,如果v>H,则DSIdis(u,v,j)的值由DSIdis(u,H,j)的值替代,如果j<0,则DSIdis(u,v,j)的值由DSIdis(u,v,0)的值替代,如果j>dmax,则DSIdis(u,v,j)的值由DSIdis(u,v,dmax)的值替代,DSIdis(1,v,j)表示{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(1,v,j)的像素点的视差空间值,DSIdis(W,v,j)表示{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(W,v,j)的像素点的视差空间值,DSIdis(u,1,j)表示{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(u,1,j)的像素点的视差空间值,DSIdis(u,H,j)表示{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(u,H,j)的像素点的视差空间值,DSIdis(u,v,0)表示{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(u,v,0)的像素点的视差空间值,DSIdis(u,v,dmax)表示{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(u,v,dmax)的像素点的视差空间值;

④根据{DSIorg(x,y,d)}中的每个像素点的水平方向梯度、垂直方向梯度和视点方向梯度,计算{DSIorg(x,y,d)}中的每个像素点的三维梯度幅度,将{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为 ( x ,y ,d ) 的 像 素 点 的 三 维 梯 度 幅 度 记 为 m o r g ( x ,y , d ) ,同样,根据{DSIdis(x,y,d)}中的每个像素点的水平方向梯度、垂直方向梯度和视点方向梯度,计算{DSIdis(x,y,d)}中的每个像素点的三维梯度幅度,将{DSIdis(x,y,d)}中坐标位 置为( x ,y ,d )的 像 素 点的 三 维 梯 度 幅 度 记为 m d i s( x ,y ,d ),⑤根据{DSIorg(x,y,d)}和{DSIdis(x,y,d)}中的每个像素点的三维梯度幅度,计算{DSIdis(x,y,d)}中的每个像素点的客观评价度量值,将{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的客观评价度量值记为QDSI(x,y,d),其中,C为控制参数;

⑥根据{DSIdis(x,y,d)}中的每个像素点的客观评价度量值,计算Sdis的图像质量客观评价预测值,记为 其中,Ω表示{DSIdis(x,y,d)}中的所有像素点的坐标位置的集合,N表示{DSIdis(x,y,d)}中包含的像素点的总个数。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维梯度幅度的立体图像质量客观评价方法,其特

征在于所述的步骤②中Sorg的视差空间图的获取过程为:

②-a1、将{Lorg(x,y)}中当前待处理的像素点定义为当前第一像素点,将{Rorg(x,y)}中当前待处理的像素点定义为当前第二像素点;

②-a2、假设当前第一像素点为{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x1,y1)的像素点,假设当前第二像素点为{Rorg(x,y)}中坐标位置为(x1,y1)的像素点,取视差值d0=0,然后计算当前第一像素点和当前第二像素点在该视差值d0下的视差空间值,记为DSIorg(x1,y1,d0),DSIorg(x1,y1,d0)=|Lorg(x1,y1)-Rorg(x1-d0,y1)|,其中,1≤x1≤W,1≤y1≤H,0≤d0≤dmax,dmax表示最大视差值,Lorg(x1,y1)表示{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x1,y1)的像素点的像素值,Rorg(x1-d0,y1)表示{Rorg(x,y)}中坐标位置为(x1-d0,y1)的像素点的像素值,“||”为取绝对值符号;

②-a3、选取dmax个与d0各不相同的视差值,分别记为 然后分别计算

当前第一像素点和当前第二像素点在该dmax个各不相同的视差值下的视差空间值,对应的分别记为 DSIorg

(x1,y1,d1)=|Lorg(x1,y1)-Rorg(x1-d1,y1)|,DSIorg(x1,y1,d2)=|Lorg(x1,y1)-Rorg(x1-d2,y1)| ,D SIo rg( x1 ,y1 ,di )= |Lo rg( x1 ,y1 )-R org( x1 -di ,y1 )| ,其中,1≤i≤dmax,di=d0+i,

DSIorg(x1,y1,d1)表示当前第一像素点和当前第二像素点在视差值d1下的视差空间值,DSIorg(x1,y1,d2)表示当前第一像素点和当前第二像素点在视差值d2下的视差空间值,DSIorg(x1,y1,di)表示当前第一像素点和当前第二像素点在视差值di下的视差空间值,表示当前第一像素点和当前第二像素点在视差值 下的视差空间值,Rorg(x1-d1,y1)表示{Rorg(x,y)}中坐标位置为(x1-d1,y1)的像素点的像素值,Rorg(x1-d2,y1)表示{Rorg(x,y)}中坐标位置为(x1-d2,y1)的像素点的像素值,Rorg(x1-di,y1)表示{Rorg(x,y)}中坐标位置为(x1-di,y1)的像素点的像素值, 表示{Rorg(x,y)}中坐标位置为 的像素点的像素值;

②-a4、将{Lorg(x,y)}中下一个待处理的像素点作为当前第一像素点,将{Rorg(x,y)}中下一个待处理的像素点作为当前第二像素点,然后返回步骤②-a2继续执行,直至{Lorg(x,y)}和{Rorg(x,y)}中的所有像素点处理完毕,获得Sorg的视差空间图,记为{DSIorg(x,y,d)},其中,DSIorg(x,y,d)表示{DSIorg(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的视差空间值,DSIorg(x,y,d)的值为{Lorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点和{Rorg(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点在视差值d下的视差空间值,所述的步骤②中Sdis的视差空间图的获取过程为:

②-b1、将{Ldis(x,y)}中当前待处理的像素点定义为当前第一像素点,将{Rdis(x,y)}中当前待处理的像素点定义为当前第二像素点;

②-b2、假设当前第一像素点为{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x1,y1)的像素点,假设当前第二像素点为{Rdis(x,y)}中坐标位置为(x1,y1)的像素点,取视差值d0=0,然后计算当前第一像素点和当前第二像素点在该视差值d0下的视差空间值,记为DSIdis(x1,y1,d0),DSIdis(x1,y1,d0)=|Ldis(x1,y1)-Rdis(x1-d0,y1)|,其中,1≤x1≤W,1≤y1≤H,0≤d0≤dmax,dmax表示最大视差值,Ldis(x1,y1)表示{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x1,y1)的像素点的像素值,Rdis(x1-d0,y1)表示{Rdis(x,y)}中坐标位置为(x1-d0,y1)的像素点的像素值,“||”为取绝对值符号;

②-b3、选取dmax个与d0各不相同的视差值,分别记为 然后分别计算

当前第一像素点和当前第二像素点在该dmax个各不相同的视差值下的视差空间值,对应的分别记为 DSIdis

(x1,y1,d1)=|Ldis(x1,y1)-Rdis(x1-d1,y1)|,DSIdis(x1,y1,d2)=|Ldis(x1,y1)-Rdis(x1-d2,y1)| ,D SId is( x1 ,y1 ,di )= |Ld is( x1 ,y1 )-Rd is( x1 -di ,y1 )| ,其中,1≤i≤dmax,di=d0+i,

DSIdis(x1,y1,d1)表示当前第一像素点和当前第二像素点在视差值d1下的视差空间值,DSIdis(x1,y1,d2)表示当前第一像素点和当前第二像素点在视差值d2下的视差空间值,DSIdis(x1,y1,di)表示当前第一像素点和当前第二像素点在视差值di下的视差空间值,表示当前第一像素点和当前第二像素点在视差值 下的视差空间值,Rdis(x1-d1,y1)表示{Rdis(x,y)}中坐标位置为(x1-d1,y1)的像素点的像素值,Rdis(x1-d2,y1)表示{Rdis(x,y)}中坐标位置为(x1-d2,y1)的像素点的像素值,Rdis(x1-di,y1)表示{Rdis(x,y)}中坐标位置为(x1-di,y1)的像素点的像素值, 表示{Rdis(x,y)}中坐标位置为 的像素点的像素值;

②-b4、将{Ldis(x,y)}中下一个待处理的像素点作为当前第一像素点,将{Rdis(x,y)}中下一个待处理的像素点作为当前第二像素点,然后返回步骤②-b2继续执行,直至{Ldis(x,y)}和{Rdis(x,y)}中的所有像素点处理完毕,获得Sdis的视差空间图,记为{DSIdis(x,y,d)},其中,DSIdis(x,y,d)表示{DSIdis(x,y,d)}中坐标位置为(x,y,d)的像素点的视差空间值,DSIdis(x,y,d)的值为{Ldis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点和{Rdis(x,y)}中坐标位置为(x,y)的像素点在视差值d下的视差空间值,