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1、上海师范大学 硕士学位论文 JPEG图像的无参考质量评价方法研究 姓名：姜林美 申请学位级别：硕士 专业：计算机应用技术 指导教师：黄继风 20070401 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人 或机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发 和所做的贡献均已在论文中做了明确的声明并表示了谢意。 储魏澎，吼唧 论文使用授权声明 本人完全了解上海师范大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅； 学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其
2、 它手段保存论文保密的论文在解密后遵守此规定。 储签名b 魏童铷魄7 一缈 上海师范大学硕士学位论文 摘要 随着图像处理技术的迅速发展，如何正确有效地评价一幅图像的质量好坏 日益变得重要起来。近年来，图像质量评价已经成为了图像信息工程领域内一项 重要的研究课题，引起了人们的高度重视。 在图像质量评价方法中，有代表性的方法主要有两种：客观评价和主观评 价。客观评价方法又可以分成全参考质量评价方法、部分参考质量评价方法和无 参考质量评价方法。目前，人们提出的大多数图像质量评价方法都需要原始图像 作为依据。然而在实际应用中，人们获取的大多数压缩图像都无原始图像可供参 考，因此近些年来无参考的图像质量
3、评价方法越来越受到重视。 本文提出了一种针对于静态的J P E G 压缩图像的基于D C T 的无参考的数字 图像质量评价方法。 众所周知，J P E G 压缩技术利用了离散余弦变换( D C T ) 能够将大量信息集 中于低频系数的特性，对高频系数大量进行量化压缩。也正是D C T 系数的量化 过程造成了J P E G 图像主要的信息丢失。已有大量的研究发现，图像按8 8 像 素块( P i x e lB l o c k ) 进行离散余弦变换后，各D C T 块的固定频率上的D C T 系数 具有拉普拉斯分布( L a p l a c i a nD i s t r i b u t i o n
4、 ) 的统计特性。本文正是利用了D C T 系数的这种统计特性，在对该特性进行深入分析研究的基础上，推导出了计算 D C T 系数上的量化误差的方法，并将该方法应用于数字图像的客观质量评价。 文中对于本方法的实现过程及理论依据作了详细的阐述，并给出了大量的实验数 据以验证本方法的有效性和可靠性。 关键字： 图像质量评价、无参考、离散余弦变换( D C T ) 、拉普拉斯分布、峰值 信噪比( P S N R ) 、均方误差( U S E ) 、J P E G J P E G 图像的无参考质量评价方法研究 A b s t r a c t W i t ht h er a p i dd e v e l
5、 o p m e n to fd i g i t a li m a g ep r o c e s s i n gt e c h n o l o g y , i tb e c o m e s m o l la n dm o r ei m p o r t a n td a yb yd a yt Oa S S e S St h eq u a l i t yo fad i g i t a li m a g e a c c u r a t e l ya n de f f e c t i v e l y R e c e n t l y ，i m a g eq u a l i t ya s s e s s
6、m e n th a sb e c o m ea c o n c e m f u ls u b j e c ti ni m a g ei n f o r m a t i o np r o j e c td o m a i n T h e r ea r et w or e p r e s e n t a t i v em e t h o d sm a i n l yf o ri m a g eq u a l i t ya s s e s s m e n t O n e i st h eo b j e c t i v ea s s e s s m e n tm e t h o d ；t h eo
7、t h e ri St h es u b j e c t i v ea s s e s s m e n tm e t h o d T h ef o r m e ri sc o m p r i s e do ff u l l r e f e r e n c eq u a l i t ya s s e s s m e n tm e t h o d ，h a l f - r e f e r e n c e q u a l i t ya s s e s s m e n tm e t h o da n dn o - r e f e r e n c eq u a l i t ya s s e s s r
8、n e n tm e t h o d S O 陆m o s t i m a g eq u a l i t ya s s e s s m e n tm e t h o d sh a y i n gb e e nb r o u g h tf o n ha r ef u l l r e f e r e n c e o r h a l f - r e f e r e n c eo n e st h a tr e q u i r et h eo r i g i n a li m a g ea sar e f e r e n c e H o w e v e r , i n p r a c t i c e
9、，f o rm o s to f t h ec o m p r e s s e di m a g e s ，t h eo r i g i n a li m a g e s a r en o ta v a i l a b l ea n d t h a ti sw h yt h en o - r e f e r e n c ei m a g eq u a l i t ya s s e s s m e n tm e t h o di sa t t a c h e dm o r ea n d m o r ei m p o r t a n c et o AD C TB a s e dN o R e f
10、e r e n c eD i g i t a lI m a g eQ u a l i t yA s s e s s m e n tm e t h o di s p r o p o s e di nt h i sp a p e r , w h i c ht a k e st h es t a t i cJ P E Gi m a g e sa ss t u d yo b j e c t s I ti Sw e l lk n o w nt h a tt h ec h a r a c t e r i s t i ct h a tl a r g ea m o u n to fi n f o r m a
11、t i o ni s c o n c e n t r a t e do nt h el o wf r e q u e n c yi nt h er e s u l to fd i s c r e t ec o s i n et r a n s f o r m C D ， w h i c hi su t i l i z e db yJ P E Gi m a g ec o m p r e s s i o ns c h e m e a n dq u a n t i z a t i o no ft h eD C T c o e f f i c i e n t si n t r o d u c e se
12、 r r o ri nt h ei m a g er e p r e s e n t a t i o na n dc a u s e st h em a i nl O S So f s i g n a li n f o r m a t i o ni nt h ew h o l ec o m p r e s s i n gp r o c e s s I ti sg e n e r a l l yb e l i e v e dt h a ta f t e r a l li m a g ei st r a n s f o r m e db l o c kb yb l o c k ( 8x8 、w i
13、 t hd i s c r e t ec o s i n et r a n s f o r m , f o r e a c hA Cc o e f f i c i e n t s ，t h eh i s t o g r a mo fu n q u a n t i z e dc o e f f i c i e n t sf o raf i x e dA C f r e q u e n c yr e s e m b l e saL a p l a e i a nd i s t r i b u t i o n T h i sc h a r a c t e r i s t i co fD C T c
14、o e f f i c i e n t s i su t i l i z e di nt h i sp a p e r B a s e do nm e t i c u l o u sa n dp a i n s t a k i n ga n a l y s i sa n dr e s e n r e ho n t h i sc h a r a c t e r i s t i c ，as c h e m ef o rc a l c u l a t i n gt h eq u a n t i z a t i o ne r r o ro l lD C Tc o e f f i c i e n t s
15、 i sp r o p o s e dt ob ea p p l i e dt od i g i t a li m a g eq u a l i t ya s s e s s m e n LT h er e a l i z a t i o np r o c e s s a n dt h et h e o r e t i c a lf o u n d a f i O i lo ft h i ss c h e m ea r ee x p l a i n e di nd e t a i la n dl a r g e n u m b e r so fe x p e r i m e n t a lr
16、e s u l td a t aa l ep r o v i d e dt op r o v ei t sv a l i d i t ya n dr e l i a b i l i t yi n t l l i sp a p e r K e yW o r d s ：I m a g eQ u a l i t yA s s e s s m e n t ；N oR e f e r e n c e ；D i s c r e t eC o s i n eT r a n s f o r m ； L a p l a c i a nD i s t r i b u t i o n ；P e a kS i g n a lN o i s eR a t i c ( P S N R ) ；M e a nS q u a r e dE r r o r ( M S E ) 2 J P E G 图像的无参考质量评价方法研究 1 1 引言 第1 章绪论 随着多媒体技术和因特网技术的快速发展，数字图像处理技术与理论已成 为计算机应用的一个重要领域，广
