Модифицированный критерий оценки качества восстановленных изображений Министерство образования и науки Российской Федерации Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова , г. Ярославль, ул. Советская, 14 Физический факультет Кафедра динамики электронных систем Научный руководитель: Хрящев В.В. Работу выполнил: Арляпов С.А.

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 СКОПОСШ

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

ПОСШ = 23,4 дБ а) оригиналб) изменение гистограммыв) обработка ФВЧ г) импульсный шумд) Гауссов шуме) 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 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 = 0,62б) ПОСШ = 11,50 дБ; УИК = 0,05 ?

JPEG JPEG 2000 б) ПОСШ = 22 дБ; УИК = 0,53в) 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

Заключение Разработан новый метод оценки качества изображений Проведен сравнительный анализ полученных результатов со значениями ПОСШ Проведено исследование по использованию предложенного алгоритма в задачах восстановления и сжатия изображений