Метод измерения без эталона обобщенного контраста сложных изображений на основе гистограммы

Autor: Romanyshyn, Yuriy M., Yelmanova, Elena S.
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Information and telecommunication sciences : international research journal, 2016, Vol. 7, N. 2(13)
Popis: Проблематика. В наш час вимірювання якості зображень у автоматичному режимі і реальному масштабі часу є надзвичайно актуальним завданням для переважної більшості практичних застосувань обробки зображень. Кількісна оцінка якості зображення без еталону є одним із найбільш актуальних і складних завдань обробки та аналізу зображень. Узагальнений контраст є найбільш важливою кількісною характеристикою, яка визначає об'єктивну якість зображення в цілому. В наш час одним з найбільш актуальних завдань попередньої обробки зображень є розробка нових ефективних методів вимірювання узагальненого контрасту складних зображень у автоматичному режимі з рівнем обчислювальних витрат, прийнятним для обробки зображень у режимі реального часу. Мета досліджень. Розробка методу вимірювання узагальненого контрасту складних (багатоелементних) зображень за їх гістограмою на основі усередненого контрасту елементів зображення (об'єктів і фону) з використанням (для) різних визначень ядра контрасту. Методика реалізації. Аналіз відомих підходів до вимірювання локального контрасту елементів зображення, відомих методів кількісної оцінки узагальненого контрасту складних зображень, а також результатів експериментальних досліджень для ряду складних реальних і тестових зображень дозволив виявити властиві їм закономірності (відповідність основним вимогам до визначення контрасту, характер і динаміку змін контрасту при лінійних перетвореннях шкали яскравості зображення), які проявляються в залежності від використання різних визначень ядер контрасту і метрик узагальненого контрасту зображень. Результати досліджень. Запропоновано метрику для вимірювання без еталону узагальненого контрасту складних зображень по їх гістограмі на основі усередненого контрасту елементів зображення для різних визначень ядра контрасту. Висновки. Запропонована метрика контрасту на основі усередненого контрасту елементів зображення для запропонованих визначень ядер контрасту дозволяє забезпечити точну кількісну оцінку (вимірювання) узагальненого контрасту складних реальних зображень, а також дозволяє досить точно оцінити (прогнозувати) сприйняття якості зображень при проведенні їх суб'єктивних (якісних) експертних оцінок. Background. Nowadays the task of automatically measuring of image quality in real time is extremely relevant for the vast majority of practical applications. No-reference quantitative assessment of image quality is one of the most pressing and difficult problems of image processing. Generalized contrast is the most important quantitative characteristic which determines the objective quality of the image. Currently, the development of new effective methods of no-reference measuring of generalized contrast for complex image in automatic mode with the level of computing costs, which are acceptable to implement the processing in real time, is one of the most urgent tasks of image preprocessing. Objective. Development of new histogram-based method for no-reference measurement of generalized contrast of complex (multi-element) images based on the average contrast of image elements (objects and background) for different definitions of contrast kernel. Methods. Analysis of known approaches to measurement of a local contrast of the image elements, of known methods of the quantitative assessment of generalized contrast of complex images as well as of the experimental research results for a series of complex real and test images allowed revealing inherent patterns (accordance to basic requirements to the definition of contrast, the nature and the dynamic of contrast changes at the linear transformations of the brightness scale), which are manifested depending on the use of the different definitions of the contrast kernels and the metrics of generalized contrast of images. Results. No-reference contrast metrics for the histogram-based measuring of generalized contrast of complex images based on the average contrast of image elements for different definitions of contrast kernel is proposed. Conclusions. Proposed no-reference metrics based on the average contrast of image elements for proposed contrast kernels allow providing accurate quantitative assessment (measurement) of generalized contrast of the real complex images and enable to evaluate (predict) with reasonable accuracy the perceived image quality at carrying out of subjective (qualitative) expert estimates. Проблематика. В настоящее время измерение качества изображений в автоматическом режиме и реальном масштабе времени является чрезвычайно актуальной задача для подавляющего большинства практических приложений обработки изображений. Количественная оценка качества изображения без эталона является одной из наиболее актуальных и сложных задач обработки и анализа изображений. Обобщенный контраст является наиболее важной количественной характеристикой, которая определяет объективное качество изображения в целом. В настоящее время одной из наиболее актуальных задач предварительной обработки изображений является разработка новых эффективных методов измерения обобщенного контраста сложных изображений в автоматическом режиме с уровнем вычислительных затрат, приемлемым для обработки изображений в режиме реального времени. Цель исследований. Разработка метода измерения обобщенного контраста сложных (многоэлементных) изображений по их гистограмме на основе усредненного контраста элементов изображения (объектов и фона) с использованием (для) различных определений ядра контраста. Методика реализации. Анализ известных подходов к измерению локального контраста элементов изображения, известных методов количественной оценки обобщенного контраста сложных изображений, а также результатов экспериментальных исследований для ряда сложных реальных и тестовых изображений позволил выявить присущие закономерности (соответствие основным требованиям к определению контраста, характер и динамику изменений контраста при линейных преобразованиях шкалы яркости изображения), которые проявляются в зависимости от использования различных определений ядер контраста и метрик обобщенного контраста изображений. Результаты исследований. Предложена метрика для измерений без эталона обобщенного контраста сложных изображений по их гистограмме на основе усредненного контраста элементов изображения для различных определений ядра контраста. Выводы. Предложенная метрика контраста на основе среднего значения контраста элементов изображения для предложенных определений ядер контраста позволяет обеспечить точную количественную оценку (измерение) обобщенного контраста сложных реальных изображений и позволяет оценить (предсказать) с достаточной точностью воспринимаемое качество изображений при проведении субъективных (качественных) экспертных оценок.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: