[发明专利]二维光学刺激量的视觉感知质量的测量方法

说明书

本发明公开了一种二维光学刺激量的视觉感知质量的测量方法，在构建了视觉感知质量PQ(AL)表达式的基础上，进一步定义了归一化的二维光学刺激量图像感知质量NPQ(AL)和归一化视觉感知质量距离DNPQ(AL)的表达式，并借助图像的平均亮度数据来检测图像的视觉感知质量。效果：建立了物理量与心理量的量化关系，实现了对心理量的精确量化。可用于评价图像质量和筛选出需要的图像。可以获得最佳质量图像和达到智能最佳化成像。

技术领域

本发明涉及心理物理学和计算机科学的交叉学科领域，具体的说是一种二 维光学刺激量的视觉感知质量的测量方法。

背景技术

人类感觉是一种心理活动，要定量心理活动是困难的。测量物理量的心理 感觉量的方法，有Weber_Fechner对数方法，还有Stevens等的幂函数方法。但 是人类感觉又是人类获得知识和对外界环境反应的途径。没有人类听觉就没有 声学，而就只有机械波。声波就是人类听觉系统可以感知的机械波的一部分。 同样，没有人类视觉，就没有光学，而就只有电磁波。光波就是人类视觉系统 可以感知的电磁波的一部分。人类的听觉和视觉成就了物理学中的两大部分： 声学和光学。

Weber_Fechner对数方法，还有Stevens等的幂函数方法，都是描述一维刺 激量与感觉量之间的定量关系的方法，是借助一维物理刺激量来描述(一维) 感觉量的方法。影响比较大的是Weber_Fechner对数方法。如声学中的声强级和 响度级的公式就是Weber_Fechner的感觉定律公式。Weber_Fechner方法是描述 物理刺激量的强弱对应的心理感觉量的强弱的方法。

人类视觉对于客观世界的反映就是图像。人类视觉对二维刺激量(例如： 图像)的认知与评价可以作为衡量该二维刺激量的视觉质量的标准。二维刺激 量的核心特征是色度及其二维分布特征。分布特征是一维刺激量没有的特征。 因此对于二维刺激量的视觉感知主要不是量而是质量的高低或好坏的感知。因 此简而言之，对一维刺激量的感知是数量的大小的感知，对于二维刺激量的感 知主要是质量高低或好坏的感知。严格讲，二维刺激量没有量的大小可言，只 有平均量的大小可言，如平均亮度。现在还没有一种对二维刺激量的视觉感知 质量这样的心理物理量的测试技术存在，故提出一种对二维刺激量的视觉感知 质量的测试技术是非常必要的和及时的。

发明内容

本发明提供了一种二维光学刺激量的视觉感知质量的测量方法，实现对心 理物理量的定量检测。这种方法的直接的应用就是图像(视觉)质量评价，这 不是一般生活中的好，更好，极好等模糊的概念的评价而是量化的评价，在图 像科学、产品质量和日常生活都有重要的应用。

为达到上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种二维光学刺激量的视觉感知质量的测量方法，其具体步骤为：

S1：任意选取一幅图像作为二维光学刺激量，并计算该二维光学刺激量的 平均亮度AL；

S2：计算二维光学刺激量的视觉边界条件；

S3：根据二维光学刺激量的视觉边界条件，构建二维光学刺激量的视觉感 知质量PQ(AL)的计算公式；

S4：根据步骤S3构建图像的视觉感知质量公式，结合极值法，计算得到对 称的高低端视觉可感知差异JND所对应的最佳视觉感知质量图像对应的平均亮 度AL_OPT的计算公式；

S5：根据步骤S4的内容，构建归一化的二维光学刺激量图像感知质量NPQ(AL)的计算公式；

S6：构建图像的归一化视觉感知质量距离DNPQ(AL)的计算公式。

通过上述设计，可以达到以下目的：