上海大学 微电子研究与开发中心, 上海 200444
为提升用户体验, 近眼显示设备应轻量化且具备高分辨率和高刷新率, 传统视频压缩方案难以满足需求。针对这一问题, 本文将运动估计应用于位平面压缩, 将恰可察失真映射至位平面以指导运动估计的匹配准则。同时, 从虚拟现实领域中数字驱动微显示器的应用场景出发, 使运动估计的搜索范围根据刷新率自适应。最后, 结合人眼临界频率与位平面的关系, 设定匹配阈值进一步消除冗余。本文提出了一种基于位平面运动估计的视频压缩方案, 以此设计数字驱动微显示器控制器并搭建系统验证设计。实验结果表明, 该方案平均压缩比为9.328 8, 压缩效率较高。解码后的图片平均峰值信噪比为22.810 3 dB,结构相似度为0.946 6, 恰可察失真到位平面的映射有效, 图片质量和渲染效果良好, 符合人眼的直观感受。
近眼显示 微显示器 运动估计 恰可察失真 near-eye display microdisplay motion estimation just noticeable difference
东南大学电子科学与工程学院教育部信息显示与可视化国际合作联合实验室, 江苏 南京 210096
细节层次感是影响激光投影电视整体画质的重要因素之一。通过二项迫选法和“一上二下”阶梯法的主观视觉感知实验,测量并确定了激光投影电视细节层次感的恰可察觉差(JND);分析了其影响因素,并进一步比较了激光投影电视与液晶电视两个显示平台上细节层次感的异同点。结果表明:激光投影电视细节层次感的JND受图像的纹理特征影响较大;与液晶电视的细节层次感相比,两个显示平台细节层次感失真1个JND对应的σ值相差大,相邻JND的差值比较接近。利用本文的实验结果,结合峰值亮度、暗场亮度、色饱和度等图像属性的恰可察觉差,可以进一步建立包含上述多种属性的激光投影电视主观图像质量评价模型,有助于画质的优化。
视觉光学 图像质量评价 恰可察觉差 主观视觉感知实验 激光投影电视 细节层次感
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
针对图像质量数据库的主观评价方法存在失真等级少,缺少实验结果分析等问题,提出一种大样本图像质量主观评价方法。该方法基于双激励连续质量量表进行设计,使用简化的2级主观评价尺度评价,通过循环积分、最优选择和顺序调整获得样本图像的质量排序,并基于模糊聚类分析的思想将获得的图像次序的概率视为匹配程度,建立样本的模糊相似矩阵。通过指标规格化,建立模糊相似关系、等价关系以及分类、评分等步骤,最终确定图像质量得分。64级失真图像质量主观评价实验结果表明,图像质量得分能够准确反映可察觉差异的变化,主观评价结果的正确率达到94%,图像质量得分的标准差介于0~7,均值为3.08(百分制),远低于其他图像质量数据库的水平。所提方法具有较好的准确性和稳定性,适用于图像质量数据库的主观评价和人眼视觉特性研究。
成像系统 图像质量评价 主观评价 模糊聚类分析 可察觉差异 图像质量数据库 人眼视觉特性 激光与光电子学进展
2019, 56(13): 131103
宁波大学 信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211
考虑到人眼视觉关注特性在视频质量评价(VQA)中所具有的重要作用, 提出了一种结合人眼视觉关注特性的视频质量评价方法。首先利用三维Sobel算子以及恰可察觉失真模型得到全局显著图, 对全局显著图的每个显著像素点构建结构张量来求取一帧的全局质量; 然后利用视频运动信息以及人眼中心关注特性求得局部显著图来进行感知加权, 得到一帧的局部质量; 最后均衡局部与全局质量得到视频中一帧的质量,并采用机器学习的方法获得时域加权模型, 对视频帧进行加权, 从而得到客观视频质量评价值。在LIVE视频数据库上进行性能测试, 得到PLCC(Pearson Linear Correlation Coefficient)为0.827, SROCC(Spearman Rank Order Correlation Coefficient)为0.802, 与已有相关算法相比, 所提出的VQA方法的评价结果更接近人眼的主观感知。
视频质量评价 人眼感知特性 恰可察觉失真模型 显著图 结构张量 机器学习 video quality assessment human visual characteristics just-noticeable-difference model saliency map structure tensor machine learning
云南师范大学 物理与电子信息学院, 云南 昆明650500
最小可觉差是人眼视觉重要特性之一, 随着计算机显示器的普及, 显示器环境下的亮度最小可觉差对图像细节有重要的应用价值。利用10 bit图像显示卡和液晶显示器方便、精确控制亮度刺激, 在显示器显示亮度范围内产生27个不同亮度背景, 采样心理物理学亮度视觉匹配实验测得亮度最小可觉差。实验结果表明, 在背景亮度为11.89～142.3 cd/m2中等亮度下人眼最小可觉差与背景亮度的比值约为0.017, 并遵守韦伯定律; 在背景亮度为0.38～9.36 cd/m2的弱亮度情况下, 人眼最小可觉差与背景亮度的比值随亮度的增加呈单调递减趋势。在显示器上测量的中等亮度下人眼亮度最小可觉差与Koenig and Brodhun采用传统光学方法得到的实验结果基本一致。
计算机视觉 视觉光学 韦伯定律 视觉匹配 最小可觉差 亮度 computer vision visual optics Weber’s law visual matching just noticeable difference luminance
重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室, 重庆 400065
针对现有超分辨率算法重建后的红外图像存在对比度差、信噪比低、视觉效果模糊的缺点, 提出一种基于视觉对比度特性的红外图像超分辨率重建算法。该算法首先利用人眼在不同灰度级的分辨能力不同, 通过引入红外图像对比度这一先验信息重建红外图像, 其次构建一噪声度量因子以区分图像目标与噪声, 然后对目标边缘进行增强, 噪声进行滤除。实验结果表明:经过改进算法重建的超分辨率红外图像对比度提高了 2倍, 噪声得到了有效抑制, 视觉效果明显改善。
对比度分辨率 先验信息 噪声度量因子 POCS超分辨率重建 just noticeable difference prior information measurement factor POCS super-resolution image reconstruction
陕西理工学院 物理与电信工程学院, 陕西 汉中 723000
结合人眼视觉特性和数字图像傅里叶变换频谱图的特点,提出了一种新的人眼对图像感知的最小可觉察误差即JND阈值的计算方法,根据计算的JND阈值提出了一种基于人眼对比度敏感视觉特性的数字图像水印算法,并加以实现和攻击测试;实验结果得出:经过不同质量因子QF的JPEG压缩,峰值信噪比在QF大于40％时均大于30 dB,提取的水印图的相似度NC在QF=20％时仍能达到0.923 9,表明水印信息具有较好的抗压缩攻击性;且因为引入了人眼视觉特性,使得含水印图具有较好的透明性;由于在嵌入过程中引入了JND阈值,嵌入算法使得水印嵌入的位置具有随机性和嵌入量达到了最大,从而有力地保证了水印信息的安全性。实验结果表明提出的水印方案是有效的、可行的。
数字图像 对比度敏感函数 水印 JND模型 digital image contrast sensitivity function watermarking just noticeable difference model
