exponenta event banner

piqe

Оценка качества изображения на основе восприятия (PIQE) без эталонного показателя качества изображения

Описание

пример

score = piqe(A) вычисляет оценку качества изображения без ссылки для изображения A использование основанного на восприятии оценщика качества изображения.

пример

[score,activityMask,noticeableArtifactsMask,noiseMask] = piqe(A) также возвращает пространственные маски качества, вычисленные из входного изображения.

Примеры

свернуть все

Вычислите оценку PIQE для изображения и соответствующих искаженных изображений. Отображение результатов с соответствующим изображением.

Чтение изображения в рабочую область. Создание искаженных изображений путем добавления шума и размытия. Использовать imnoise для формирования шумного изображения и imgaussfilt для создания размытого изображения.

A = imread('lighthouse.png');
Anoise = imnoise(A,'Gaussian',0,0.05);
Ablur = imgaussfilt(A,2);

Рассчитайте оценку PIQE для исходного изображения и искаженных изображений.

score = piqe(A);
score_noise = piqe(Anoise);
score_blur = piqe(Ablur);

Отображение изображений в виде монтажа с соответствующими оценками в качестве части заголовка фигуры.

figure
montage({A,Anoise,Ablur},'Size',[1 3])
title({['Original Image: PIQE score = ', num2str(score),'    |    Noisy Image: PIQE score = ', num2str(score_noise),'    ' ...
    '|    Blurred Image: PIQE score = ', num2str(score_blur)]}, 'FontSize',12)

Figure contains an axes. The axes with title Original Image: PIQE score = 24.8481 | Noisy Image: PIQE score = 72.3643 | Blurred Image: PIQE score = 85.7362 contains an object of type image.

Вычислите показатель PIQE изображения, искаженного из-за артефактов блокировки и гауссова шума. Создание масок пространственного качества, которые указывают на высокие пространственно активные блоки, заметные блоки артефактов и шумовые блоки в изображении. Визуализируйте маски пространственного качества, накладывая их на искаженное изображение. Отображение изображения с масками и без них и оценка PIQE для изображения.

Считывание искаженного изображения (искажение из-за JPEG2K) в рабочую область.

Adistorted = imread('DistortedImage.png');

Вычислите оценку PIQE и маски пространственного качества.

[score,activityMask,noticeableArtifactsMask,noiseMask] = piqe(Adistorted);

Наложение масок пространственного качества на входное изображение.

mask_1 = labeloverlay(Adistorted,activityMask,'Colormap','winter','Transparency',0.25);
mask_2 = labeloverlay(Adistorted,noticeableArtifactsMask,'Colormap','autumn','Transparency',0.25);
mask_3 = labeloverlay(Adistorted,noiseMask,'Colormap','hot','Transparency',0.25);

Отображение исходного искаженного изображения и искаженных изображений с наложенными масками пространственного качества в качестве монтажа.

figure
montage({Adistorted,mask_1,mask_2,mask_3},'Size',[1 4])
title('Distorted Image   |    Overlay activityMask    |    Overlay noticeableArtifactsMask    |    Overlay noiseMask','FontSize',12)

Figure contains an axes. The axes with title Distorted Image | Overlay activityMask | Overlay noticeableArtifactsMask | Overlay noiseMask contains an object of type image.

Отображение показателя PIQE для искаженного изображения.

fprintf('PIQE score for the distorted image is %0.4f.\n',score)
PIQE score for the distorted image is 65.1855.

Входные аргументы

свернуть все

Входное изображение, указанное как 2-D изображение в градациях серого размера m-by-n или 2-D RGB-изображение размера m-by-n-by-3.

Типы данных: single | double | int16 | uint8 | uint16

Выходные аргументы

свернуть все

Оценка PIQE для входного изображения A, возвращается как неотрицательный скаляр в диапазоне [0, 100]. Оценка PIQE - это оценка качества изображения без ссылки, и она обратно коррелирует с качеством восприятия изображения. Минимум score значение указывает на высокое качество восприятия и высокое score значение указывает на низкое качество восприятия.

Типы данных: double

Пространственная маска качества активных блоков, возвращаемая в виде 2-D двоичного изображения размером m-by-n, где m и n - размеры входного изображения A. activityMask состоит из высоких пространственно активных блоков во входном изображении. Высокие пространственно активные блоки во входном изображении представляют собой области с большей пространственной изменчивостью из-за факторов, которые включают артефакты сжатия и шум. Высокоспатически активным блокам присваивается значение '1' в activityMask.

Типы данных: logical

Пространственная маска качества заметных артефактов, возвращаемая в виде 2-D двоичного изображения размером m-by-n, где m и n - размеры входного изображения A. noticeableArtifactsMask состоит из блоков в activityMask которые содержат блокирующие артефакты (из-за сжатия) или внезапные искажения.

Типы данных: logical

Пространственная маска качества гауссова шума, возвращаемая в виде 2-D двоичного изображения размером m-by-n, где m и n - размеры входного изображения A. noiseMask состоит из блоков в activityMask которые содержат гауссов шум.

Типы данных: logical

Алгоритмы

PIQE вычисляет оценку качества без привязки для изображения посредством оценки искажений по блокам, используя следующие шаги:

  1. Вычислите среднеквадратичный нормализованный контрастный коэффициент (MSCN) для каждого пикселя изображения по алгоритму, предложенному Н. Венкатанатхом и другими [1].

  2. Разделите входное изображение на неперекрывающиеся блоки размером 16 на 16.

  3. Определение высокоспатически активных блоков на основе дисперсии коэффициентов MSCN.

  4. Произвести activityMask использование идентифицированных высокоспатически активных блоков.

  5. В каждом блоке оцените искажение из-за артефактов блокировки и шума, используя коэффициенты MSCN.

  6. Используйте пороговые критерии для классификации блоков как искаженных блоков с блокирующими артефактами, искаженных блоков с гауссовым шумом и неискаженных блоков.

  7. Произвести noticeableArtifactsMask из искаженных блоков с блокирующими артефактами и noiseMask из искаженных блоков с гауссовым шумом.

  8. Вычислите показатель PIQE для входного изображения как среднее значение баллов в искаженных блоках.

  9. Шкала качества изображения на основе оценки PIQE приведена в этой таблице. Шкала качества и соответствующий диапазон баллов назначаются путем экспериментального анализа набора данных в базе данных оценки качества изображений LIVE версии 2 [2].

Шкала качестваДиапазон баллов
Отлично[0, 20]
Хорошо[21, 35]
Ясно[36, 50]
Бедный[51, 80]
Плохо[81, 100]

Ссылки

[1] Н. Венкатанат, Д. Праньет, Бх. М. Чандрасехар, С. С. Чаннаппайя и С. С. Медасани. «Оценка качества слепого изображения с использованием особенностей, основанных на восприятии», в материалах 21-й Национальной конференции по коммуникациям (NCC). Piscataway, Нью-Джерси: IEEE, 2015.

[2] Шейх, Х. Р., З. Ван, Л. Кормак и А. К. Бовик, «База данных оценки качества изображений LIVE, выпуск 2», https://live.ece.utexas.edu/research/quality.

Представлен в R2018b