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专利号: 202110824230X
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2025-12-24
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于边缘检测和深度残差网络的图像质量评估方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1、输入原始的失真图像,采用Canny边缘检测算法进行边缘检测,并分割为大小一致的图像块,对这些图像块进行筛选;

步骤1.1、首先对输入原始的失真图像进行裁剪,得到大小一致的像素为32×32的图像块,并对这些图像块进行标号,输出带序号的图像块;

步骤1.2、采用边缘检测算法中的Canny边缘检测算法,对输入的原始失真图像进行降噪处理,然后计算梯度值和梯度方向,保留边缘像素点,再使用不同的上下阈值检测边缘,得到输出为包含边缘点的二值边缘图像;

步骤1.3、经过步骤1.2后得到包含边缘点的二值边缘图像,将此二值边缘图像剪裁为不重叠的32×32的图像块;

步骤1.4、通过步骤1.3得到不重叠的图像块,然后,对得到的图像块的初始权重进行排序,得到M个排序后的图像块,然后选择前N个权重值对应的图像块作为下一个阶段的输入;

步骤2、对筛选后的图像块进行归一化处理,输入到残差网络,输出原始失真图像的图像块分数和权重;

步骤2.1、将步骤1.4得到的图像块序号与步骤1.1得到的原始失真图像的图像块序号进行对比,选取序号一致的原始失真图像的图像块,然后,对这些图像块进行对比度归一化处理;

采用50层深度残差ResNet50的网络结构进行特征的提取和预测图像块分数,所述50层深度残差ResNet50的网络结构包括四个卷积层、一个池化层、一个全连接层组成,假设残差块的输入为x,卷积层进行卷积操作,relu是激活函数,x输入经过两层卷积层后的输出结果是F(x),在残差网络引入跳跃连接后,输出为F(x)+x;

步骤2.2、将步骤2.1得到的新的图像块作为深度残差网络的输入,经过卷积层对所输入的图像块进行特征提取,通过池化层进行特征降维,减小计算量与参数个数,最后通过全连接层将特征进行整合,输出原始失真的图像块的质量分数和原始权重,再对原始权重进行处理;

步骤3、对输出原始失真图像的图像块分数进行加权处理,得到图像分数的预测值。

2.根据权利要求1所述的基于边缘检测和深度残差网络的图像质量评估方法,其特征在于,所述步骤1.4中,通过步骤1.3得到不重叠的图像块,具体方法如下:首先计算每个图像块的初始权重,如公式(1):

ω=sk/s                          (1)

其中,sk表示步骤1.3得到的图像块中的第k个图像块中包含的边缘点,s表示二值边缘图像的边缘点总和。

3.根据权利要求2所述的基于边缘检测和深度残差网络的图像质量评估方法,其特征在于,所述步骤2.1具体计算公式如(2)~(4)所示:其中(i,j)表示像素在序号一致的原始失真图像的图像块中位置,I(i,j)表示第i行、第j列处像素的强度值,μ(i,j)表示位置为(i,j)的像素点在归一化的邻域计算范围内的均值,σ(i,j)表示位置为(i,j)的像素点在归一化的邻域计算范围内的方差,P和Q表示需要归一化的像素的邻域计算范围,表示经过处理后的对比归一化像素值,最终得到的归一化像素值组成新的更加清晰的图像块;

所述步骤2.2中对原始权重进行处理,具体计算公式为(5)所示:

其中,ε为常数,保证权重大于0,αq为原始失真的图像块的原始权重,表示在剔除负权重后,最终得到的原始失真图像的图像块权重。

4.根据权利要求3所述的基于边缘检测和深度残差网络的图像质量评估方法,其特征在于,所述步骤2.1中P=Q=3。

5.根据权利要求3所述的基于边缘检测和深度残差网络的图像质量评估方法,其特征在于,所述步骤3具体如下:步骤3.1、通过步骤2.2得到原始失真图像的图像块的质量分数和权重,进行加权处理,如公式(6)所示:其中,yd表示第d个原始失真图像的图像块预测分数值,N表示经过步骤2.1后得到的图像块个数,表示经过处理后最终得到的原始失真图像的图像块权重,表示加权后的原始失真图像的预测分数值;

步骤3.2、通过得到原始失真图像的质量预测分数大小,对输入的原始图像质量进行评价,如果分数越大表示图像质量越好,图像更清晰,分数越低表示图像失真越严重,图像更加模糊。