專利名稱：一種tfds圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像分析和處理技術(shù)，尤其涉及一種故障軌邊圖像檢測(cè)系統(tǒng)(TFDS) 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
影響圖像質(zhì)量的因素與人類視覺(jué)感知、心理學(xué)等諸多因素有關(guān)。目前國(guó)際上圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究已經(jīng)比較廣泛，主要集中在圖像傳輸與壓縮解壓后的質(zhì)量評(píng)價(jià)上，隨著鐵路信息化建設(shè)的推進(jìn)，圖像分析與處理技術(shù)在鐵路行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的研究在鐵路運(yùn)輸行業(yè)也越來(lái)越引起關(guān)注。圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)研究采取的評(píng)價(jià)方法一般分為主觀質(zhì)量評(píng)價(jià)和客觀質(zhì)量評(píng)價(jià)兩種。其中，主觀評(píng)價(jià)方法是依靠人眼來(lái)主觀判斷圖像質(zhì)量，即為所有的評(píng)價(jià)者提供標(biāo)準(zhǔn)的圖像觀察條件，評(píng)價(jià)者根據(jù)自己對(duì)圖像的感受進(jìn)行評(píng)價(jià)，再根據(jù)多個(gè)評(píng)價(jià)結(jié)果得到該圖像最終評(píng)價(jià)結(jié)果。最常用的國(guó)際通用方法為均值意見(jiàn)評(píng)分法(MOS)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) CCIR500。其中，均值意見(jiàn)評(píng)分法應(yīng)用較為廣泛，根據(jù)MOS標(biāo)準(zhǔn)，為所有的評(píng)價(jià)者提供相同的圖像觀察條件，評(píng)價(jià)者根據(jù)自己對(duì)圖像的感受進(jìn)行評(píng)分，再根據(jù)多個(gè)評(píng)價(jià)者的評(píng)價(jià)結(jié)果得到該圖像最終的MOS值。主觀評(píng)價(jià)方法的評(píng)價(jià)結(jié)果通常能夠較好地反映圖像的實(shí)際質(zhì)量。 但主觀評(píng)價(jià)方法在實(shí)施過(guò)程中存在很多問(wèn)題，比如評(píng)價(jià)過(guò)程消耗的時(shí)間長(zhǎng)、主觀評(píng)價(jià)結(jié)果受環(huán)境和情緒的影響而不穩(wěn)定、評(píng)價(jià)所花費(fèi)的費(fèi)用較高、處理過(guò)程不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而最關(guān)鍵的是不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理、也不能進(jìn)行信息反饋等。其中，客觀質(zhì)量評(píng)價(jià)使用計(jì)算機(jī)自動(dòng)分析圖像，得到圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)相關(guān)參數(shù)，再基于圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)相關(guān)參數(shù)建立模型，從而得到圖像的最終質(zhì)量?？陀^圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法可分為三類全參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)、半?yún)⒖紙D像質(zhì)量評(píng)價(jià)和無(wú)參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)。其中，全參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)需要參考圖像，此圖像被認(rèn)為是待評(píng)價(jià)圖像的原始圖像，而待評(píng)價(jià)圖像一般是原始圖像經(jīng)過(guò)某種處理后得到的圖像，但在實(shí)際應(yīng)用中，往往得不到參考圖像；無(wú)參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)只用到圖像本身的信息；在全參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)與無(wú)參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)之間，半?yún)⒖紙D像質(zhì)量評(píng)價(jià)需要使用一部分(有限的)標(biāo)準(zhǔn)圖像的信息。中國(guó)鐵路的故障軌邊圖像檢測(cè)系統(tǒng)(TFDS)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)目前采用主觀評(píng)價(jià)的方法。截止到2010年年底，我國(guó)鐵路在運(yùn)營(yíng)線路安裝使用的貨車TFDS保有量已經(jīng)達(dá)到210 套。TFDS采集的貨車配件圖像質(zhì)量的優(yōu)劣，直接決定了動(dòng)態(tài)檢車員能否在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確、快速地發(fā)現(xiàn)貨車故障。目前，中國(guó)鐵路對(duì)TFDS圖像是否清晰的界定完全依賴于動(dòng)態(tài)檢車員的主觀感受，這種評(píng)價(jià)的結(jié)果因人而異，隨意性大，無(wú)法對(duì)圖像做出量化評(píng)價(jià)，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種TFDS圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法及系統(tǒng)，以解決TFDS圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)完全依賴于動(dòng)態(tài)檢車員的主觀感受，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種圖像清晰度評(píng)價(jià)方法，所述方法包括對(duì)原始圖像進(jìn)行雙邊濾波；對(duì)濾波后的圖像進(jìn)行視覺(jué)敏感性校正；對(duì)校正后的圖像進(jìn)行邊緣提取處理；對(duì)校正后的圖像進(jìn)行處理，得到所述圖像的圖像粒度；計(jì)算邊緣提取處理后所得到圖像在邊緣點(diǎn)處的梯度方向；使用得到的邊緣點(diǎn)處梯度方向，獲取邊緣橫截圖；計(jì)算所述邊緣橫截圖的最大差分值；根據(jù)得到的最大差分值，計(jì)算所述邊緣橫截圖每個(gè)邊緣點(diǎn)的擴(kuò)散寬度；計(jì)算所述邊緣橫截圖每個(gè)邊緣點(diǎn)鄰域處的局部結(jié)構(gòu)性度；根據(jù)所得到的擴(kuò)散寬度、局部結(jié)構(gòu)性度和圖像粒度，計(jì)算得到清晰度S。本發(fā)明還提供了一種故障軌邊圖像檢測(cè)系統(tǒng)TFDS圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，所述方法包括計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的清晰度S ；計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的區(qū)域飽和度Sa ；計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的分布度sp ；計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的暗區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差St ；根據(jù)計(jì)算得到的清晰度S、區(qū)域飽和度Sa、分布度sp和暗區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差st，計(jì)算得到需評(píng)價(jià)圖像的圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)f。在上述方案中，所述根據(jù)計(jì)算得到的清晰度S、區(qū)域飽和度Sa、分布度sp和暗區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差st，計(jì)算得到圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)f,為:將計(jì)算得到的清晰度S、區(qū)域飽和度Sa、分布度
SP和暗區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差St帶入公式
權(quán)利要求
1.一種圖像清晰度評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述方法包括對(duì)原始圖像進(jìn)行雙邊濾波；對(duì)濾波后的圖像進(jìn)行視覺(jué)敏感性校正；對(duì)校正后的圖像進(jìn)行邊緣提取處理；對(duì)校正后的圖像進(jìn)行處理，得到所述圖像的圖像粒度；計(jì)算邊緣提取處理后所得到圖像在邊緣點(diǎn)處的梯度方向；使用得到的邊緣點(diǎn)處梯度方向，獲取邊緣橫截圖；計(jì)算所述邊緣橫截圖的最大差分值；根據(jù)得到的最大差分值，計(jì)算所述邊緣橫截圖每個(gè)邊緣點(diǎn)的擴(kuò)散寬度；計(jì)算所述邊緣橫截圖每個(gè)邊緣點(diǎn)鄰域處的局部結(jié)構(gòu)性度；根據(jù)所得到的擴(kuò)散寬度、局部結(jié)構(gòu)性度和圖像粒度，計(jì)算得到清晰度S。
2.一種故障軌邊圖像檢測(cè)系統(tǒng)TFDS圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述方法包括 計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的清晰度S ;計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的區(qū)域飽和度Sa ；計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的分布度SP ;計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的暗區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差St ；根據(jù)計(jì)算得到的清晰度S、區(qū)域飽和度Sa、分布度sp和暗區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差st，計(jì)算得到需評(píng)價(jià)圖像的圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)f。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述TFDS圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述根據(jù)計(jì)算得到的清晰度S、區(qū)域飽和度Sa、分布度sp和暗區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差st，計(jì)算得到圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)f，為將計(jì)算得到的清晰度S、區(qū)域飽和度Sa、分布度sp和暗區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差st 帶入公式
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述TFDS圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的清晰度S，包括對(duì)需評(píng)價(jià)圖像進(jìn)行雙邊濾波；對(duì)濾波后的圖像進(jìn)行視覺(jué)敏感性校正；對(duì)校正后的圖像進(jìn)行邊緣提取處理；對(duì)校正后的圖像進(jìn)行處理，得到所述圖像的圖像粒度；計(jì)算邊緣提取處理后所得到圖像在邊緣點(diǎn)處的梯度方向；使用得到的邊緣點(diǎn)處梯度方向，獲取邊緣橫截圖；計(jì)算所述邊緣橫截圖的最大差分值；根據(jù)得到的最大差分值，計(jì)算所述邊緣橫截圖每個(gè)邊緣點(diǎn)的擴(kuò)散寬度；計(jì)算所述邊緣橫截圖每個(gè)邊緣點(diǎn)鄰域處的局部結(jié)構(gòu)性度；根據(jù)所得到的擴(kuò)散寬度、局部結(jié)構(gòu)性度和圖像粒度，計(jì)算得到清晰度S。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述TFDS圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的分布度sp，包括步驟I :計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的分布閾值thr ；步驟2 :在需評(píng)價(jià)圖像中部截取大小比例為O. 4的子圖像Istl，如果mean (I) >45，認(rèn)為圖像支持域足夠大，設(shè)置分布度sp = I,否則基于sp = mean (Is0≥thr)計(jì)算得到分布度 sp ；步驟3 :在原始圖像中截取比例為0.6的4個(gè)子圖像Isl、Is2、Is3和Is4，基于Spi = mean (Isi > thr)，其中，i = 1，2，3，4，分別計(jì)算4個(gè)子圖像Isl、Is2、Is3和Is4的分布度sp” sp2、sp3 和 sp4,再由 sp = ((Sp1 > O. l+sp2 > O. l+sp3 > O. l+sp4 > 0. I) ^ 2 I sp)進(jìn)一步確定分布度sp的值；步驟4 :計(jì)算5個(gè)子圖像Is(l、Isl、Is2、Is3和Is4的灰度均值，并根據(jù)5個(gè)子圖像Is(l、Isl、 Is2> Is3和Is4的灰度均值進(jìn)一步調(diào)整分布度sp ；步驟5 :對(duì)需評(píng)價(jià)圖像進(jìn)行濾波，并進(jìn)行二值化操作，得到二值化圖像；按照步驟2和步驟3的方法在所述二值化圖像上截取5個(gè)子圖像，分別計(jì)算該5個(gè)子圖像非零部分的像素個(gè)數(shù)占子圖像像素總個(gè)數(shù)的比例，該比例達(dá)到O. 25的子圖像個(gè)數(shù)如果大于或等于2，置sp =I ;否則，保持分布度sp值不變；步驟6 :檢查TFDS圖像中經(jīng)常出現(xiàn)的嚴(yán)重拖尾現(xiàn)象，校正當(dāng)前得到的分布度sp ； 步驟7 :基于公式
6.一種TFDS圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括第一計(jì)算模塊、第二計(jì)算模塊和綜合評(píng)價(jià)模塊，其中；第一計(jì)算模塊，用于計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的清晰度S ；第二計(jì)算模塊，用于計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的區(qū)域飽和度Sa、分布度sp和暗區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差st ；綜合評(píng)價(jià)模塊，用于根據(jù)所述第一計(jì)算模塊得到的清晰度S、以及第二計(jì)算模塊得到的區(qū)域飽和度Sa、分布度sp和暗區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差st，計(jì)算得到需評(píng)價(jià)圖像的圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)f。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種TFDS圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 全局?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于保存包含有所述綜合評(píng)價(jià)模塊得到的圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)f的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種TFDS圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括結(jié)果輸出模塊和主界面；其中，結(jié)果輸出模塊，用于從所述全局?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中讀取所述圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，并在主界面上的圖像結(jié)果顯示區(qū)輸出當(dāng)前圖像的所述圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果；主界面，用于實(shí)時(shí)顯示所述需評(píng)價(jià)圖像的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種TFDS圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 用戶界面模塊，用于處理用戶對(duì)界面的操作，包括移動(dòng)、最大化、最小化窗口以及需評(píng)價(jià)圖像和圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果在所述主界面上的顯示和更新。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種TFDS圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括 主線程部分和輔線程部分，所述輔線程部分包含所述第一計(jì)算模塊、第二計(jì)算模塊和綜合評(píng)價(jià)模塊；所述主線程部分包含所述用戶界面模塊、結(jié)果輸出模塊和主界面；所述全局?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊為所述主線程部分和輔線程部分的公共部分。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種TFDS圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，所述方法包括計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的清晰度S；計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的區(qū)域飽和度Sa；計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的分布度sp；計(jì)算需評(píng)價(jià)圖像的暗區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差st；根據(jù)計(jì)算得到的清晰度S、區(qū)域飽和度Sa、分布度sp和暗區(qū)標(biāo)準(zhǔn)差st，計(jì)算得到需評(píng)價(jià)圖像的圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)f。相應(yīng)的，本發(fā)明還公開(kāi)了一種TFDS圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)，能夠自動(dòng)完成TFDS圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)，可對(duì)任意多數(shù)量圖像進(jìn)行連續(xù)不間斷評(píng)價(jià)，也可對(duì)單幅圖像進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，實(shí)時(shí)自動(dòng)給出圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，解決了人為因素差異造成的評(píng)價(jià)結(jié)果不統(tǒng)一問(wèn)題。
文檔編號(hào)G06T5/00GK102609939SQ20121001301
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者孫軍華, 張廣軍, 曹志鵬, 趙長(zhǎng)波, 魏振忠 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)