Модифицированный критерий оценки качества восстановленных изображений

Цель работы
Разработка алгоритма оценки качества цифровых изображений с показаниями близкими к экспертным оценкам
качество 100%
качество ???
искажение

Задачи
Анализ литературы по вопросам обработки изображений
Разработка нового метода оценки качества цифровых изображений
Исследование предложенного алгоритма в задачах восстановления и сжатия изображений
Сравнительный анализ полученных результатов со значениями ПОСШ
Визуальный анализ изображений с различными видами искажений

Оценка качества изображений
СКО – среднеквадратичная ошибка
ПОСШ – пиковое отношение сигнал/шум
Критерии
качества
Субъективные
Объективные
Шкала
качества
СКО
ПОСШ

Объективные критерии качества
- пиксели исходного изображения
- пиксели восстановленного изображения
- число пикселей в изображении

ПОСШ = 23,4 дБ
а) оригинал
б) изменение гистограммы
в) обработка ФВЧ
г) импульсный шум
д) Гауссов шум
е) сжатие JPEG

Определение универсального индекса качества (УИК)
- оригинал
- тестовый сигнал
- среднее значение и дисперсия оригинала
среднее значение и дисперсия
тестового сигнала
- взаимокорреляционная функция сигналов

Комбинированный подход в оценке качества
оценка коррелированности тестового сигнала и оригинала
оценка изменения динамического диапазона тестового сигнала относительно оригинала
оценка изменения среднего значения тестового сигнала относительно оригинала

Вычисление УИК для изображений
- индекс, характеризующий качество i - ого блока
индекс, характеризующий качество
изображения в целом
Изображение

Выбор оптимального размера маски в алгоритме УИК
а) обработка ФВЧ
УИК 3x3 = 0,50
УИК 5x5 = 0,58
УИК 7x7 = 0,71
эксперт = 8
б) импульсный шум
УИК 3x3 = 0,76
УИК 5x5 = 0,56
УИК 7x7 = 0,47
эксперт = 5
в) Гауссов шум
УИК 3x3 = 0,15
УИК 5x5 = 0,23
УИК 7x7 = 0,29
эксперт = 3

Оценка качества по значению УИК
а) оригинал, УИК = 1,00
б) гистограмма, УИК = 0,89
в) обработка ФВЧ, УИК = 0,78
г) импульсный шум, УИК = 0,67
д) Гауссов шум, УИК = 0,43
е) сжатие JPEG, УИК = 0,39

Оценка яркостных искажений
0
255
1
?
0
255
1
Линеаризация гистограммы
Усечение гистограммы
а) ПОСШ = 18,5 дБ; УИК = 0,80
б) ПОСШ = 19,9 дБ; УИК = 0,71

Оценка яркостных искажений
Гамма-коррекция изображения
Наличие 60% импульсного шума
со случайными значениями
выбросов
а) ПОСШ = 10,86 дБ; УИК = 0,62
б) ПОСШ = 11,50 дБ; УИК = 0,05
?
0
255
1

JPEG
JPEG 2000
б) ПОСШ = 22 дБ; УИК = 0,53
в) ПОСШ = 22 дБ; УИК = 0,29
Оценка искажений при сжатии изображений
?
а) УИК = 1,00

Сопоставление значений УИК пятибалльной шкале качества
1.0 – 0.8 «5» Отлично
0.8 – 0.6 «4» Хорошо
0.6 – 0.4 «3» Посредственно
0.4 – 0.2 «2» Плохо
менее 0.2 «1» Очень плохо

Области применения УИК
Оценка качества изображений и видеопоследовательностей
Оптимизация алгоритмов восстановления изображений
Создание адаптивных фильтров обработки изображений по критерию УИК
Использование УИК в эвристических методах обработки изображений