VC++光电图像成像质量评价技术研究(2)

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数字图像就是以数字形式的数据进行存储和处理的图像，自从人类进入信息化时代以来，数字图像因为其存储精度高，再现性好、数据不易破坏丢失等优点成为了最重要的图像存储手段。同时由于各类电子学、光学技术的长足发展，获取数字图像既是最为快速、精确的图像获取手段，同时也能得到最有利于处理和传输的图像结果。近年来，多媒体技术和因特网技术的快速发展促进了数字图像处理技术的发展，使数字图像处理技术与理论成为了计算机应用的一个重要领域，广泛应用于众多的科学与工程应用，如遥感、医学、气象、通信等。然而随着图像处理技术的迅速发展，也越来越对数字图像的质量提出来更多要求，因为在对数字图像进行获取、处理、编码、存储、传输和重建的每一个数字化处理步骤中，由于成像系统、传输介质和记录设备的不完善，物体运动、离焦等各种原因[1]，虽然是图像到图像的过程，但不可避免的会使图像处理前后发生变化，因此会造成处理前后图像之间的差异，也就是在处理过程中引入失真，这些失真体现在人类的视觉感知上就是图像质量的改变，这种图像质量下降的过程我们称之为图像的退化。论文网

由于图像信息的接收终端是人，而且图像系统输出的图像一般也是给人观察和评价的，所以各种图像处理技术及相应的应用系统的终极目标都是希望可以获得好的视觉效果。图像质量也就成为比较各种图像处理算法性能优劣以及优化系统参数的重要指标。图像的失真、降质会给人们研究解决问题带来很大困难，因此为了对图像降质程度以及对各种图像处理软件引起的图像质量变化进行合理的评估，有必要研究图像质量评价方法，并且如今图像质量评价的研究已成为图像处理、计算机视觉领域的一个基本而又富有挑战的问题，数字图像质量评价的工程和理论研究也随之发展起来。

1.2 图像质量评价的研究背景及现状

1.3本论文的主要工作

本文首先简单讲解数字图像质量评价的基本概念以及分别介绍几种评价方法的原理和分析总结各自优缺点，然后通过权衡选取了三个参数，并分别介绍它们对图像质量的影响以及阐述各个参数图像质量评价的具体算法实现方法，最后综合分析搭建一个简易的图像质量评价系统，并通过将评价系统所得结果与盲测实验的结果相比较来验证这个体系的可行性。

2 图像质量评价的概述

2.1 数字图像的基本概念

图像反映的是自然对象的电磁波辐射能量情况，成像过程的随机性和成像对象的复杂性决定了图像具有随机信号的性质，即一幅图像的像元亮度值的大小是随机变化的，且具有统计性质，因此统计分析是数字图像分析的基本方法之一。

2.1.1 图像的定义

图像是客观物体以光强度的形式反映在这个世界的一种手段，也是人类接收外部信息的主要方式。数字图像是以数字形式的数据进行存储处理的图像，是普通图像的离散数字化表示形式。一幅图像可以定义为一个二维函数f(x,y)，其中x，y 是空间坐标，而任意一对坐标(x,y)处的幅度称为改点处图像的亮度或灰度，当x，y 和f 的幅值都是有限的离散值时，则为数字图像。数字图像在计算机上以位图(bitmap)的形式存在,位图是一个矩形点阵，其中每一点称为像素(pixel)，像素是数字图像中的基本单位。一幅m×n大小的图像，是由m×n个明暗度不等的像素组成的。

2.1.2 图像质量的定义文献综述

图像是用各种观测系统以不同的形式和手段观测客观世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼并进而产生视知觉的实体；图像是反映客观事物或过程某些与空间、时间有相互关联的特征量的信息阵列。而图像质量是指人对图像的视觉感受评价，其含义主要包括两个方面：图像的逼真度和图像的可懂度。图像的逼真度是指一幅图像与参考图像之间的相似程度。例如，图像经过处理或者传输以后通常会发生失真或者遭遇干扰等，它与原始图像比较后就能反映出处理或传输系统在图像质量方面性能的优劣。图像的可懂度是指图像与人们的某种目的的符合程度，例如，美观、清晰、层次丰富分明、目标突出、特征体现出价值等方面的情况。