[发明专利]数字图像的保真度测量

说明书

技术领域

本发明涉及数字图像的保真度测量，具体而言涉及在对图像执行变换之前和之后对图像进行保真度测量。

背景技术

在许多情况中，用于测量一个数字图像与另一个数字图像的相似度的方法是有用的。特别是当第二图像是对第一图像执行变换的结果时。希望从这两个数字图像的直接测量获得保真度的价值的数值度量或数字。

通常由包括像素的矩形矩阵的文件来表示数字图像。像素的数量通常被称为分辨率。该术语可以被用作沿给定轴或者图像文件作为整体的分辨率。

图1表示可能必须对数字图像文件执行的一些可能的操作。可以对像素宽度为M0、像素高度为N0的数字图像文件IF 1进行操作以产生文件IF2。IF2可能仍然具有M0x N0的格式。这些操作可以包括压缩、噪声降低、色彩调整以及许多其他的可能。

或者，可以执行类似缩放的操作，产生分辨率为M1x N1的文件IF2-zoom。图像格式的改变也是可能的，如从4/3到16/9，在该情况中IF2-reformat将具有分辨率M2x N0。M2、M1和N1的值可以大于或小于M0和N0。

分辨率的改变涉及增加或减少像素，这需要内插计算。存在各种用于执行这些操作的算法，并且这些算法在误差和制品方面的特性可变并且可能依赖于图像的实际内容。

因此希望提供一种用于测量一个图像文件到另一个图像文件的保真度的技术，该技术可以处理包括像素数量改变在内的变换。

发明内容

在一个方面，本发明提供了一种用于测量第一数字图像文件与第二数字图像文件的部分的相似度的方法，包括步骤：计算该第一数字图像文件的第一片段中的像素值与该第一数字图像文件的第二片段中的像素值之间的相似度的第一改变值，该第一数字图像文件的第一片段和第二片段被第一转换向量空间分隔；计算该第二数字图像文件的第一片段中的像素值与该第二数字图像文件的第二片段中的像素值之间的相似度的第二改变值，该第二数字图像文件的第一片段和第二片段被第二转换向量空间分隔；其中该第一数字图像文件的第一片段与该第二数字图像文件的第一片段基本上对应于该图像的相同部分，并且其中该第一数字图像文件的第二片段与该第二数字图像文件的第二片段基本上对应于该图像的相同部分；以及计算用于指示该第一改变与该第二改变之间的相似度的结构演变值。这样，可以比较分辨率不同的区域的结构相似度。

根据一个实施方式，通过包括应用于该第一数字图像文件的分辨率改变操作的处理产生该第二数字图像文件。

根据一个实施方式，还提供一种方法，其中该第一转换向量和该第二转换向量分别与相应的第一数字图像文件和第二数字图像文件的边界正交。

根据一个实施方式，还提供一种方法，其中该第一转换向量和该第二转换向量中的至少一个与相应的第一数字图像文件和第二数字图像文件的边界不正交。

根据一个实施方式，还提供一种方法，其中该第一转换向量和该第二转换向量具有相同的大小。

根据一个实施方式，该方法还包括步骤：使用等式

校准因子＝(F.zoom-G).zoom+1-F+G

来计算校准因子，其中F是在-0.5到+3之间的数字，G是在-3到+7之间的数字，并且zoom是用于表示第一图像文件与第二图像文件之间的分辨率的改变的数字。

根据一个实施方式，该第二转换向量的大小与该第一转换向量的大小乘以沿它的方向的分辨率的改变成正比。

根据一个实施方式，该转换向量的大小与在该数字图像文件中存在的周期性图案的重复距离基本上相同。

根据一个实施方式，使用像素值的协方差来估计改变值。

根据一个实施方式，计算该结构演变值作为使用在一个方向中的转换向量所测量的结构演变值与使用在另一个方向中的转换向量所测量的结构演变值的乘积。

根据一个实施方式，该方法还包括步骤：根据该第一数字图像文件的第一片段中的像素值和该第二数字图像文件的第一片段中的像素值的平均来计算平均值的差。

根据一个实施方式，该方法还包括步骤：根据该第一数字图像文件的第一片段中的像素值和该第二数字图像文件的第一片段中的像素值的标准差来计算对比度的差值。

根据一个实施方式，该方法还包括步骤：根据所述平均值的差、所述对比度的差值和所述结构演变值来计算保真度度量。

根据一个实施方式，该第一数字图像文件和该第二数字图像文件中的至少一个是通过应用遮罩函数从另一个数字图像文件得到的。

根据一个实施方式，从像素的分量值的值中的至少一个值获得像素值。

根据一个实施方式，该像素值表示亮度。