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专利号: 2018116315940
申请人: 南京信息工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种独立成分分析和卷积神经网络的无参考图像质量评价方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)提取表征图像质量的块作为图像质量块;

(2)提取所选图像质量块的独立分量特征;

(3)设计CNN训练独立分量系数来预测DMOS值;

(4)用预测的DMOS值及图像质量块梯度的归一值来计算客观质量评价分数。

2.根据权利要求1所述的独立成分分析和卷积神经网络的无参考图像质量评价方法,其特征在于,步骤(1)中所述图像质量块的选择包括如下步骤:设一幅灰度图像的大小为w×h,灰度表示为A=(ay,x),其中1≤y≤h,1≤x≤w,其中:ay,x为某点的像素,x为像素的横坐标,y为像素的纵坐标,w为灰度图的长,h为灰度图的宽,然后将整个图像分割成hp×wp的不重叠的图像块;并且,设h和w分别是hp和wp的整数倍,hp为子图像块的宽,wp为子图像块的长,相应的,令r=h/hp,c=w/wp,所以图像表示成下面的分块矩阵形式:其中,Aj,i,1≤j≤r,1≤i≤c,是一个hp×wp的图像块;

一个像素ay,x的梯度表示为:

其中:ax,y为一个像素,

图像的梯度由像素梯度的无穷范数的最大值表示,即:其中:g(A)为图像的梯度, 为像素ay,x的梯度,并且,

式中,g(Aj,i)表示图像块Aj,i中像素梯度的无穷范数的最大值,因此对所有的i和j,1≤i≤c,1≤j≤r,均有g(Aj,i)≤g(A)令

表示图像块Aj,i对整幅图像像素梯度无穷范数最大值的归一,由此推出:由每个图像块的 把图像块分成c类:

其中: 为块分类器, 为图像块Aj,i对整幅图像像素梯度无穷范数最大值的归一,L为对图像块进行分类的类别号,θ1,θ2,...θL-1,θL为以0.05为间隔的阈值,每类中选取图像块作为图像质量块,构建每类图像质量块的集合:式中, 表示从图像A中提取出分配给ck类的图像质量块的集合,所有图像质量块的集合表示为:其中:PA为所有图像质量块的集合。

3.根据权利要求1所述的独立成分分析和卷积神经网络的无参考图像质量评价方法,其特征在于,步骤(2)中所述图像质量块的独立分量特征表示如下:将图像质量块表示为一个随机列向量x=[x1,x2,…,xM]T,其中:x1,x2,...xM为向量中的元素,其中M=hpwp,hp为子图像块的宽,wp为子图像块的长,由独立成分分析方法训练检测子W,求解u=Wx,u为独立成分系数,W为检测子。

4.根据权利要求1所述的独立成分分析和卷积神经网络的无参考图像质量评价方法,其特征在于,步骤(3)的具体过程如下:CNN的输入是图像质量块的ICCs,网络由4层卷积和一个全连接层构成,采用最大梯度下降法训练,损失函数为均方根误差函数。

5.根据权利要求1所述的独立成分分析和卷积神经网络的无参考图像质量评价方法,其特征在于,步骤(4)中所述客观质量评价分数按下式计算:其中,

Q(A)为质量评价分数,Pk为从K类图像质量块 中随机选取的图像质量块,α为是一个常数,调整质量分数在一个合理的范围内,Dp(Pk)表示预测的Pk的DMOS值, 为Pk的梯度归一化无穷范数最大值。