一種部分參考型圖像客觀質量評價方法

文檔序號：6575862閱讀：231來源：國知局

專利名稱：一種部分參考型圖像客觀質量評價方法
技術領域：
本發明涉及數字視頻技術領域，具體來說是一種基于小波域數字水印的部分參考型圖像客觀質量評價方法。
背景技術：
數字圖像廣泛應用于多媒體產品，在獲取、壓縮、存儲和傳輸的過程中會造成質量損失。人類在使用這些多媒體產品的同時，成為數字圖像的
最終接收者。因而人類對數字圖像的主觀質量評價(DMOS)被認為是最可靠的。然而，主觀質量評價的過程費時費力，并且結果不可重復。因而多年來科學家對數字圖像客觀質量評價方法進行了大量研究。根據對原始圖像的參考，客觀質量評價方法分為全參考型、部分參考型和無參考型3種。全參考型只適用于編碼器設計和不同編碼器的性能比較；部分參考型和無參考型均適用于帶寬有限的多媒體應用，而且由于部分參考型可以利用部分原始圖像的信息，使其對數字圖像的評價結果更加符合人類主觀評價。例如在無線通訊領域，在終端使用部分參考型圖像客觀質量評價方法評價接收圖像的質量，并根據該質量調節前端編碼器或傳輸信道的參數，以保證圖像質量在人眼可以接受的范圍之內。
近幾年來提出的部分參考型客觀質量評價方法可以分為兩種。一種是比較從原始圖像和失真圖像提取的特征值。文獻[l] Wang Z, Wu G X， Sheikh H R， et al. Quality-aware images. IEEE Transactions on Image Processing, 2006, 15(6):1680-1689提取原始圖像和失真圖像中各子帶小波系數的分布曲線，并計算兩者的KLD距離作為失真圖像的客觀質量評價。文獻[2] Carnec M, Le Callet P， Barba D. Visual feature for image quality assessment with reduced reference. IEEE International Conference on Image Processing, 2005， 1-421-4利用線增長算法提取原始圖像和失真圖像的線性結構方向、長度和寬度等作為特征值，然后比較兩者的相似性。文獻[3]Lu W, Gao X B, Li X L， et al. An image quality assessment metric basedContourlet. IEEE International Conference on Image Processing, San Diego, CA: 2008， 1172-1175利用Contourlet分解實現對圖像內視覺敏感系數的提取，通過統計比較原始圖像和失真圖像視覺敏感系數的關系，得到對失真圖像的客觀質量評價。另一種部分參考型客觀質量評價方法是比較嵌入原始圖像和從失真圖像提取的數字水印。文獻[4] Farias M C Q, Carli M， Mitra S K. Objective video quality metric based on data hiding. IEEE Transactions on Consumer Electronics, 2005, 51(3):983-992利用超頻i普嵌入4支術在原始圖像DCT域內嵌入水印，通過失真圖像的水印復原率評價圖像的客觀質
量。文獻[5] Avanaki A N, Sodagari S， Diyanat A. Reduced reference image quality assessment metric using optimized parameterized wavelet watermarking. IEEE International Conference on Signal Processing, Beijing, China: 2008, 868-871對原始圖像進行小波分解后，將LL層作為水印嵌入 LH和HL層，失真圖像的LL層復原率作為圖像的客觀質量評價。
文獻[6] Taubman D S， Marcellin M W. JPEG2000:Image Compression Fundamentals, Standards, and Practice. Kluwer Academic Publishers, 2001具體闡述了小波變換的原理；文獻[7] Wang S， Zheng D， Zhao J， et al. An image quality evaluation method based on digital watermarking. IEEE Transactions on circuits and systems for video technology, 2007， 17(1 ):98-105 則利用量化的方法在原始圖像小波域內嵌入水印。該方法的創新處在于首先通過實驗獲得水印復原率與經典客觀質量評價結果(如PSNR、 JND) 擬合的經驗曲線，然后根據經驗曲線對水印的量化系數作反饋調整，使得嵌入的水印恰好能反映圖像質量受損的程度。文獻[8] Chou C H; Li Y C. A perceptually tuned subband image coder based on the measure of just-noticeable-distortion profile. IEEE Transactions on circuits and systems, 1995， 5(6): 467-476描述的方法獲得計算得到/A7)(;c,力。但因為經驗曲線的獲得依賴現有客觀質量評價方法，所以該方法只能完成與現有客觀質量評價結果的擬合。

發明內容
本發明提供了一種基于小波域數字水印的部分參考型圖像客觀質量評價方法。一種采用本發明基于小波域數字水印的部分參考型圖像客觀質量評
價方法，包括
(1) 在圖像發送端，對原始圖像進行紋理復雜度分析，獲得水印嵌入指示所述的在圖像發送端，對原始圖像進行紋理復雜度分析，獲得水印嵌入指示圖包括以下步驟
1) 利用邊緣探測算子檢測原始圖像中的邊緣輪廓；
2) 計算該原始圖像中的結構化紋理系數；
3) 對結構化紋理系數進行濾波，濾波獲得水印嵌入指示圖。對結構紋理系數使用模板為[O， 1， 0; 1， 2, 1; 0， 1, O]的3x3濾波器進行濾波。
(2) 在圖像發送端，利用量化參數初始化調節系統和量化參數動態反向調節系統確定量化參數；
所述的在圖像發送端，利用量化參數初始化調節系統和量化參數動態反向調節系統確定量化參數的具體過程如下
1) 量化參數初始化調節系統循環執行10次，每次單獨對第A:個小波子帶圖像進行水印嵌入，該小波子帶圖像的量化參數AA搜索區間為[l， 50];根據每個量化參數At和水印嵌入指示圖獲得50個水印圖像和原始圖像偏差矩陣Z)/F(x,力，以及原始圖像臨界可見偏差矩陣/7VD(x,力，計算獲得50個水印圖像可見塊的個數M;計算水印圖像可見塊個數A^與嵌入水印塊個數的比值i^水印圖像可見塊個數A^的增長率i^，滿足/^>0.05 且&<0.1的臨界量化參數成為第A:個小波子帶圖像的量化參數初始值A&。
2) 量化參數動態反向調節系統，使用由量化參數初始化調節系統獲得的10個小波子帶圖像的量化參數初始值~進行水印嵌入，根據量化參數A^和水印嵌入指示圖獲得水印圖像和原始圖像偏差矩陣Z)/F(jc，力，以及原始圖像臨界可見偏差矩陣/7VD(x,力，計算水印圖像可見塊的個數A^; 如果M大于等于嵌入水印塊個數的10%，則降低對圖像質量影響大的那些小波子帶圖像的量化參數，利用更新過的10個小波子帶圖像的量化參數^進行水印嵌入，計算水印圖像可見塊的個數A^，滿足iV^小于嵌入水印塊個數的10%時，反向調節終止，獲得最終的各小波子帶圖像的量化參數。(3) 在圖像發送端和圖像接收端，根據水印嵌入指示圖和量化參數分別在各小波子帶圖像內進行數字水印的嵌入和提取；
所述的在圖像發送端和圖像接收端，根據水印嵌入指示圖和量化參數分別在各小波子帶圖像內進行數字水印的嵌入和提取；
其中，小波子帶圖像是原始圖像經過小波變換分解后獲得的，一張原始圖像經過3級小波變換后，可以獲得10個小波子帶圖像，每個小波子帶圖像反映的是原始圖像中不同頻率的圖像成分；將各小波子帶圖像再經過小波逆變換，可以重新獲得原始圖像。
水印在發送端嵌入到各小波子帶圖像內，然后經過小波逆變換，獲得嵌入水印的圖像，再發送到接收端，進行小波分解，從各小波子帶圖像內提取水印。
包括以下步驟
1) 在圖像發送端，對原始圖像進行3層小波變換，獲得10個小波子帶圖像；利用水印嵌入指示圖和由量化參數調節系統確定的各小波子帶圖像的量化參數，進行水印嵌入；然后進行3層小波逆變換，獲得水印圖像；將經過失真處理(如JPEG、 JPEG2000編碼等)的水印圖像通過主信道傳輸，將水印嵌入指示圖和各小波子帶圖像的量化參數通過輔助信道傳輸。
2) 在圖像接收端，對水印圖像進行3層小波變換，獲得10個小波子帶圖像；利用水印嵌入指示圖和各小波子帶圖像的量化參數，進行水印提取。
(4) 在圖像接收端，加權各小波子帶圖像內提取的水印復原率，獲得圖像客觀質量評價。
所述的在圖像接收端，加權各小波子帶圖像內提取的水印復原率，獲得圖像客觀質量評價包括以下步驟
1)在圖像接收端，計算各小波子帶圖像的水印復原率，即正確提取的水印位數Mc占原始水印總位數M的比值，加權各小波子帶圖像內提取的水印復原率，獲得圖像客觀質量評價。
本發明提供的基于小波域數字水印的部分參考型圖像客觀質量評價方法能夠在圖像接收端缺乏原始圖像的情況下，利用隱藏在圖像內的數字水印準確地反映出圖像的客觀質量，在3G無線網絡和IP視頻系統中可以用來調節編解碼和信道參數，監測圖像的傳輸質量，有著廣泛的應用前景。

圖1為本發明的方法流程圖2為本發明的量化參數初始化調節系統流程圖3為本發明的量化參數動態反向調節系統流程圖4為本發明的小波子帶圖像示意圖5為本發明的自定義數字水印示意圖6為本發明的亮度分量互不重疊塊劃分示意圖7為本發明的原始圖像與水印圖像的比較圖8為本發明的客觀質量與主觀質量的擬合和測試結果圖。
具體實施例方式
如圖l所示，一種采用本發明基于小波域數字水印的部分參考型圖像客觀質量評價方法，包括
(1) 在圖像發送端，對原始圖像進行紋理復雜度分析，獲得水印嵌入指示(2) 在圖像發送端，利用量化參數初始化調節系統和量化參數動態反向調節系統確定量化參數；
(3) 在圖像發送端和圖像接收端，根據水印嵌入指示圖和量化參數分別在各小波子帶圖像內進行數字水印的嵌入和提取；
(4) 在圖像接收端，加權各小波子帶圖像內提取的水印復原率，獲得圖像客觀質量評價。
在圖像發送端，對原始圖像進行紋理復雜度分析，獲得水印嵌入指示圖的具體過程包括以下步驟
1) 利用邊緣4果測算子檢測原始圖像中的邊緣輪廓；設原始圖像的亮度分量為/(/，力，利用邊緣檢測Canny算子得到相應
的邊緣輪廓五(/，力。如果像素點屬于邊緣輪廓，則￡(/,力為1;如果像素點不屬于邊緣輪廓，則五(/，力為0。
2) 計算該原始圖像中的結構化紋理系數；
a)將/(/,力劃分為互不重疊的8x8塊，(整幅圖像劃分為8x8塊，每個塊的邊緣緊挨，但是互相不重疊，如圖6所示。)計算塊內每個象素點的梯度方向。
<formula>formula see original document page 9</formula>
Gver(/，力和G"h。r(/,力分別代表象素點(/，力的垂直和水平梯度，《/,力為象素點(/,力的梯度方向，計算后的《/,力分為4種方向
》"力e(0。或180。，45。或225。，90。或270。，135。或315。j
b)統計每個8x8塊內方向的種類數Cd和總邊緣點數we ("e為該
8x8塊內邊緣輪廓五(/，力值為1的象素點總個數)。當總邊緣點數大于給定閾值( n/ = 16 ),則置標號ce ( Ce是一個標志符，用于公式2的計算，標志著該8x8塊內屬于邊緣輪廓的象素點比較多)為1,否則為0。那么該8x8塊的結構紋理系數r(/，力可以由如下公式(2)表示。數值越低表示該區域紋理越豐富。
<formula>formula see original document page 9</formula>3 )對結構紋理系數使用模板為[O， 1, 0; 1， 2， 1; 0， 1， O]的3x3濾波器
濾波后，獲得水印嵌入指示圖；對結構紋理系數r"力使用模板為
的3x3濾波器濾波后，通過公式(3)獲得水印嵌入指示圖S(/,力(閾值，設定為1 )。
<formula>formula see original document page 9</formula>
在圖像發送端，利用量化參數初始化調節系統和量化參數動態反向調節系統確定量化參數的具體過程如下
1)量化參數初始化調節系統過程如圖2所示，循環執行10次，每次單獨對第A個小波子帶圖像進行水印嵌入，該小波子帶圖像的量化參數~搜索區間為[1, 50];根據每個量化參數~和水印嵌入指示圖獲得50個水印圖像和原始圖像偏差矩陣D/F(x，力，以及原始圖像臨界可見偏差矩陣/iVZ)(x,力，計算獲得50個水印圖像可見塊的個數A^;計算水印圖像可見塊個數與嵌入水印塊個數的比值/V水印圖像可見塊個數M的增長率&，滿足戶p0.05且1^<0.1的臨界量化參數成為第A個小波子帶圖像的量化參數初始值^。
a) 設置量化參數厶"/)=1, A:為小波子帶圖像計數，)Nl,2…10, /為~的循環計數，/=1,2...50。
b) 根據水印嵌入指示圖，在第^個小波子帶圖像^(如圖2所示) 內使用量化參數A"/)逐塊嵌入8x8水印W。
c) 對小波子帶圖像進行3層小波逆變換，獲得水印圖像/'(jc，力，并計算水印圖像/'(jc,力與原始圖像/(jc,力的偏差Z)/F(x,力。
d) 定義Z)"x， y)-D/F(x,_y)-/iVD(x,力，將D"x, y)劃分為互不重疊的8x8塊，統計每個塊內ZMx， y)<0的個數A并計算塊內的平均值/V"力。
(產l)x8 (W)x8
那么水印圖像的塊可見屬性
1 if(^16||Z);(/，y)<0)
0 otherwise
(5)
及w(/，力為l表示該塊水印圖像與原始圖像差別明顯，容易被人眼察覺。統計水印圖像內的可見塊個數A^/)-sum(及w(/，力)。
e) 如果/^50,則/=/+1,量化參數△"/) = /，跳至步驟(b);否則執行步驟(f)。
f) 計算水印圖像可見塊個數iYt(/)與嵌入水印塊個數(水印嵌入指示圖5"(/，y)為1的個數)的比值A(/)和水印圖像可見塊個數的增長率/r"/)。
sum(外,力) 乂(/-l)
g) /從1搜索至50,滿足尸"/)>0.05且&(/)<0.1的臨界/成為第 A:個小波子帶圖像的量化參數初始值~。
2)量化參數動態反向調節系統過程如圖3所示，使用由量化參數初始化調節系統獲得的10個小波子帶圖像的量化參數初始值Ai進行水印嵌入，根據小波子帶圖像的量化參數初始值~和水印嵌入指示圖獲得水印圖像和原始圖像偏差矩陣i)/F(jc,力，以及原始圖像臨界可見偏差矩陣/7VD(jc，力，計算水印圖像可見塊的個數A^t;如果Mt大于等于嵌入水印塊個數的10%,則降低對圖像質量影響大的那些小波子帶圖像的量化參數，利用更新過的10個小波子帶圖像的量化參數At進行水印嵌入，計算水印圖像可見塊的個數7Vfc,滿足M小于嵌入水印塊個數的10% 時，反向調節終止，獲得最終的各小波子帶圖像的量化參數。其中，量化參數~包括兩種，一種是由正初始化調節系統獲得的量化參數初始值~，另一種是循環執行時更新過的量化參數因為量化參數動態反向調節系統是一個循環調節過程，當第一次執行該過程時，使用由正初始化調節系統獲得的量化參數初始值~,當從步驟(g)跳至步驟(a)循環執行時，使用更新過的量化參數A/。
a) 根據水印嵌入指示圖，在全部(^1,2…10)小波子帶圖像5內使用量化參數Aa (量化參數動態反向調節系統是一個循環調節過程，當第一次執行該過程時，使用由正初始化調節系統獲得的量化參數初始值~，當從步驟(g)跳至步驟(a)循環執行時，使用更新過的量化參數~')逐塊嵌入8x8水印W。
b) 執行步驟(l.c)和(l.d),獲得水印圖像的塊可見屬性及(/,力和可見塊個數7V=sum(/ (0'))。
c) 如果水印圖像的可見塊個數AM、于嵌入水印塊個數sum(S(/，力) 的10%，那么反向調節過程終止，當前使用的量化參數^成為各塊小波子帶圖像最終的量化參數；否則執行步驟(d)。
d) 對每個小波子帶圖像單獨進行水印嵌入，執行步驟(l.b), (l.c) 和(l.d),獲得10個塊內平均值矩陣ZV(/，力。。
e) 統計/(A)值(/的用于計數，初始值為0, h1,2…10):當8x8 塊的可見屬性及(/o，力)為1時，比較該塊索引(/o，^)對應的10
個塊內平均值/VG。，力),最小值Ato'(Aw'o)對應的。 min{Z>D0)} = 2>二0( z") — & — / (&) (7)
f) 最大值/(&)對應的第^個小波子帶圖像的量化參數Aw對圖像質量的影響最大，執行/W-Aw-l。
max{/("} = /(^)~> A —A41 (8)
g)使用更新過的量化參數，跳至步驟(a)執行。更新過的量化參數
為
V = {V."zV,..,A10} (9) 在圖像發送端和圖像接收端，根據水印嵌入指示圖和量化參數分別在各小波子帶圖像內進行數字水印的嵌入和提取的具體過程如下
1) 在圖像發送端，對原始圖像進行3層小波變換，獲得10個小波子帶圖像；利用水印嵌入指示圖和由量化參數調節系統確定的各小波子帶圖像的量化參數，進行水印嵌入；然后進行3層小波逆變換，獲得水印圖像；將經過失真處理(如JPEG、 JPEG2000 編碼等)的水印圖像通過主信道傳輸，將水印嵌入指示圖和各小波子帶圖像的量化參數通過輔助信道傳輸。
a) 如圖4示，取原始圖像的亮度分量，進行3層小波分解，獲得
10個小波系數塊& = {丄丄3,好13， 1好3，好及3， /tt2，丄及2,及^j,
肌,，Z^，服"，A:= 1,2... 10。
b) 將每個小波系數塊劃分為互不重疊的8x8塊，釆用量化的方法，根據水印嵌入指示圖，逐塊嵌入自定義的8x8數字水印 W={w々.，/=l,2...8;i/=l，2...8},如圖5所示，黑色塊代表水印位w々.為l，白色塊代表水印位w&.為0。量化的方法如下。
叫o U」」奇數 ,
每個小波系數e對應生成Q(e)e(O, 1}。當嵌入數字水印時，判斷水印位w々.與嵌入位置小波系數生成的。(e)的一致性。如果 w^g(e),那么嵌入位置的小波系數增加△,即e'=e+A,從而使 g(O與,相同；如果w『g(e),那么嵌入位置的小波系數不變。公式(10)中△是量化參數，不同的小波子帶圖像使用不同的量化參數△*。
2) 在圖像接收端，對水印圖像進行3層小波變換，獲得IO個小波子帶圖像；利用水印嵌入指示圖和各小波子帶圖像的量化參數，進行水印提取。a) 取水印圖像的亮度分量，進行3層小波分解，獲得10個小波系數塊A = {丄￡3, / :3,丄#3， i/H3,好丄2,丄〃2, iW 2， H丄,， /^M, A:= 1，2...10,如圖4示。
b) 利用接收到的水印嵌入指示圖和各小波子帶圖像的量化參數，根據公式(IO)，，檢查逐個8x8塊的每個小波系數，如果小波系數e對應的e/A為偶數，在提取的水印位w/=l,如果小波系數e對應的e/A為奇數，在提取的水印位viy-O,每個8x8塊提取一個水印W。
在圖像接收端，加權各小波子帶圖像內提取的水印復原率，獲得圖像客觀質量評價包括以下步驟
1) 在圖像接收端，計算各小波子帶圖像的水印復原率，即正確提取的水印位數Me占原始水印總位數M的比值，加權各小波子帶圖像內提取的水印復原率，獲得圖像客觀質量評價。
a) 計算每個提取水印W的水印復原率C"/，力，如公式(11 )。
b) 計算各小波子帶圖像內提取的水印復原率的平均值，作為第k 個小波子帶圖像的水印復原率。
c("-77"77藝ec力.,力，("1，…10) (12)
c) 失真圖像的客觀質量評價由公式(13)加權獲得，閾值CH殳定為 0.55， ^和a2分別設定為0.05和0.15。
<formula>formula see original document page 13</formula>
實驗采用LIVE實驗室提供的原始圖像數據庫和JPEG圖像數據庫(H. R. Sheikh, Z. Wang, A. C. Bovik, et al. LIVE image quality assessment database release 2. http:〃live.ece.utexas.edu/research/quality ), 包才舌29 長原始圖像、175張由原始圖像在不同壓縮率下用JPEG編碼的失真圖像及其對應的主觀質量評價(DMOS)。利用量化系數調節系統，分別確定29張原始圖像的量化參數，獲得的水印圖像與原始圖像的比較如圖7所示，從圖7中可以看出，人眼注意
區域的平均PSNRA.Area比全圖平均PSNR!mg平均高3dB，且PSNRA_Area均
高于38.50dB，即在人眼注意區域的平均PNSR接近40dB,因此人眼主觀不易察覺水印圖像和原始圖像的差別。
將175張由水印圖像在不同壓縮率下用JPEG編碼生成的失真圖像分為擬合和測試兩個集合，隨機抽取50%失真圖像(87張)用于多參數非線性方程(公式(14))的擬合，剩余88張用于客觀質量評價的測試。圖像的客觀質量込由公式(13)獲得。
DMOS = ^1ogistic(A,必-A》+々必+ A,
1 1 (14) logistic(rj), —:;-^，
2 1 + exp(rx)
圖8是本發明方法進行圖像的客觀質量gp與主觀質量DMOS的擬合和測試結果。圖中x軸表示各方法得出的圖像客觀質量込，y軸表示圖像的主觀質量DMOS，符號圈表示用于方程擬合的JPEG圖像，符號叉表示用于測試的JPEG圖像。
才艮據文獻[9] Sheikh H R， Sabir M F， Bovik A C. A statistical evaluation of recent fUll reference image quality assessment algorithms IEEE Transactions on Image Processing, 2006， 15(11): 3440-3451，計算本發明方法，以及其他兩種客觀質量評價方法(PSNR和文獻[1]方法)得出的客觀質量與主觀質量的Pearson相關系數(CC), Spearman相關系數(ROCC)和 Outlier率(OR),分別用于表示預測方法的精確性，單調性和一致性。CC 和SROCC值越高表示預測方法的正確性和單調性越好，OR值越低表示一致性越好。表1為本文方法與PSNR, Wang的方法中方法性能比較，從表1的比較可以看出，提出的方法預測正確性比PSNR和Wang的方法分別高8.5 %和4.4 % ,單調性分別高5.4 %和2.2 % , —致性分別高5.7 % 和3.4%。因此從客觀上看，用本發明的方法預測的圖像客觀質量評價，與圖像主觀質量評價更加一致。表1
擬合測試全部
cc本發明(RR)0.94550.91360.9295
PSNR(FR)0.83810.85610.8442
文獻[1](RR)0.88750.88670.8853
ROCC本發明(RR)0.89920.84950.8820
PSNR(FR)0.81300.85360.8284
文獻[1](RR)0.85620.84520.8596
OR本發明(RR)0.01080.02630.0178
PSNR(FR)0.08890.08240.0743
文獻[1](RR)0.06450.06100.051權利要求
1.一種部分參考型圖像客觀質量評價方法，包括以下步驟(1)在圖像發送端，對原始圖像進行紋理復雜度分析，獲得水印嵌入指示圖；(2)在圖像發送端，利用量化參數初始化調節系統和量化參數動態反向調節系統確定量化參數；(3)在圖像發送端和圖像接收端，對原始圖像進行小波變換得到小波自子帶圖像，根據水印嵌入指示圖和量化參數分別在各小波子帶圖像內進行數字水印的嵌入和提取；(4)在圖像接收端，加權各小波子帶圖像內提取的水印復原率，獲得圖像客觀質量評價。
2. 根據權利要求1所述的部分參考型圖像客觀質量評價方法，其特征在于，步驟(l)所述的在圖像發送端，對原始圖像進行紋理復雜度分析，獲得水印嵌入指示圖包括以下步驟1) 利用邊緣探測算子檢測原始圖像中的邊緣輪廓；2) 計算該原始圖像中的結構化紋理系數；3) 對結構化紋理系數進行濾波，獲得水印嵌入指示圖。
3. 根據權利要求1所述的部分參考型圖像客觀質量評價方法，其特征在于，步驟(2)所述的在圖像發送端，利用量化參數初始化調節系統和量化參數動態反向調節系統確定量化參數的具體過程如下1) 量化參數初始化調節系統循環執行10次，每次單獨對第A:個小波子帶圖像進行水印嵌入，該小波子帶圖像的量化參數~搜索區間為[1, 50];根據每個量化參數4和水印嵌入指示圖獲得50個水印圖像和原始圖像偏差矩陣Z)/F(;c，力，以及原始圖像臨界可見偏差矩陣/iVZ)(Jc,力，計算獲得50個水印圖像可見塊的個數A^;計算水印圖像可見塊個數A^與嵌入水印塊個數的比值A,水印圖像可見塊個數A^的增長率i^,滿足尸p0.05 且/^<0.1的臨界量化參數成為第A個小波子帶圖像的量化參數初始值Afc;2) 量化參數動態反向調節系統，使用由量化參數初始化調節系統獲得的IO個小波子帶圖像的量化參數初始值Ai進行水印嵌入，根據量化參數~和水印嵌入指示圖獲得水印圖像和原始圖像偏差矩陣D/F(jc,力，以及原始圖像臨界可見偏差矩陣/AW(jc,力，計算水印圖像可見塊的個數M; 如果A^大于等于嵌入水印塊個數的10%,則降低對圖像質量影響大的那些小波子帶圖像的量化參數，利用更新過的10個小波子帶圖像的量化參數Afc進行水印嵌入，計算水印圖像可見塊的個數A^，滿足iYt小于嵌入水印塊個數的10%時，反向調節終止，獲得最終的各小波子帶圖像的量化參數。
4. 根據權利要求1所述的部分參考型圖像客觀質量評價方法，其特征在于，步驟(3)所述的在圖4象發送端和圖傳4妾收端，4艮據水印嵌入指示圖和量化參數分別在各小波子帶圖像內進行數字水印的嵌入和提取包括以下步驟1) 在圖像發送端，對原始圖像進行3層小波變換，獲得10個小波子帶圖像；利用水印嵌入指示圖和由量化參數調節系統確定的各小波子帶圖像的量化參數，進行水印嵌入；然后進行3層小波逆變換，獲得水印圖像；將經過失真處理的水印圖像通過主信道傳輸，將水印嵌入指示圖和各小波子帶圖像的量化參數通過輔助信道傳輸；2) 在圖像接收端，對水印圖像進行3層小波變換，獲得10個小波子帶圖像；利用水印嵌入指示圖和各小波子帶圖像的量化參數，進行水印提取。
5. 根據權利要求1所述的部分參考型圖像客觀質量評價方法，其特征在于，步驟(4)所述的在圖像接收端，加權各小波子帶圖像內提取的水印復原率，獲得圖像客觀質量評價包括以下步驟l)在圖像接收端，計算各小波子帶圖像的水印復原率，即正確提取的水印位數Mc占原始水印總位數M的比值，加權各小波子帶圖像內提取的水印復原率，獲得圖像客觀質量評價。
全文摘要
本發明公開了一種部分參考型圖像客觀質量評價方法，包括以下步驟1)在圖像發送端，對原始圖像進行紋理復雜度分析，獲得水印嵌入指示圖；2)在圖像發送端，利用量化參數初始化調節系統和量化參數動態反向調節系統確定量化參數；3)在圖像發送端和圖像接收端，對原始圖像進行小波變換得到小波自子帶圖像，根據水印嵌入指示圖和量化參數分別在各小波子帶圖像內進行數字水印的嵌入和提取；4)在圖像接收端，加權各小波子帶圖像內提取的水印復原率，獲得圖像客觀質量評價。本發明方法能夠在圖像接收端缺乏原始圖像的情況下，利用隱藏在圖像內的數字水印準確地反映出圖像的客觀質量，有著廣泛的應用前景。
文檔編號G06T1/00GK101605272SQ20091010053
公開日2009年12月16日申請日期2009年7月9日優先權日2009年7月9日
發明者樺張, 翔田, 陳耀武申請人:浙江大學

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