一種掃描圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多目標(biāo)多約束的掃描圖像質(zhì)量 評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 掃描圖像質(zhì)量主要表現(xiàn)在圖像的可懂程度和逼真程度兩個(gè)方面?？啥潭确从巢?集到的圖像給人或計(jì)算機(jī)提供信息的能力，與圖像應(yīng)用有關(guān)；逼真程度反映掃描圖像與標(biāo) 準(zhǔn)圖像的偏差，偏差越小表示圖像越逼真。圖像可懂程度越大或逼真程度越高表明圖像質(zhì) 量越高，反之，亦然。目前圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)過多，各自有各自不用的評(píng)價(jià)方法，顯得紛亂繁 雜，為實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像質(zhì)量的統(tǒng)一描述，需要從理論出發(fā)采用數(shù)學(xué)方法度量圖像的像素或頻率 特性，構(gòu)建圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)體系，使得圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)代替人的主觀感知且真實(shí)可信、操作 簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于多目標(biāo)多約束的掃描圖像質(zhì)量評(píng) 價(jià)方法，旨在解決目前圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法不統(tǒng)一、側(cè)重點(diǎn)不同，從而導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果摻入過 多主觀因素的問題，提供一個(gè)綜合性的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。
[0004] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種掃描圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟：
[0005] 步驟S1，對(duì)掃描圖像進(jìn)行預(yù)處理；
[0006] 步驟S2,對(duì)預(yù)處理后的掃描圖像進(jìn)行無參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)，得到無參考圖像質(zhì)量 評(píng)價(jià)指標(biāo)D 1;
[0007] 步驟S3,對(duì)預(yù)處理后的掃描圖像進(jìn)行參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)，得到參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià) 指標(biāo)D 2;
[0008] 步驟S4,根據(jù)無參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)D1和參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)D 2以及各自 的權(quán)重，計(jì)算得到圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)D。
[0009] 進(jìn)一步地，在步驟S3之前還包括：
[0010] 步驟S31，對(duì)所述預(yù)處理后的掃描圖像進(jìn)行閥值分割和二值化處理，得到后掃描圖 像；
[0011] 步驟S32,讀取所述預(yù)處理后的掃描圖像對(duì)應(yīng)的Gerber資料生成標(biāo)準(zhǔn)圖像；
[0012] 步驟S33,提取所述后掃描圖像和所述標(biāo)準(zhǔn)圖像對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)，計(jì)算所述標(biāo)準(zhǔn)圖像 到所述后掃描圖像的變換矩陣，通過矩陣變換將所述標(biāo)準(zhǔn)圖像變換到與所述后掃描圖像等 大的掃描圖，得到后標(biāo)準(zhǔn)圖像；
[0013] 所述步驟S3具體為：對(duì)所述后掃描圖像和所述后標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行參考圖像質(zhì)量評(píng) 價(jià)，得到參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)D 2。
[0014] 進(jìn)一步地，所述圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算公式為：D = W1DJw2D2, W1表示無參 考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，《2表示參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)對(duì)應(yīng)的權(quán)重值，其中：
μ、σ、g和A分別表示所述掃描圖像的亮度、方差、清晰 度和拉伸率；
[0016] D2= SM(I-MSE)，MSE和S頂分別表示后掃描圖像和后標(biāo)準(zhǔn)圖像之間的均方差和 相似度。
[0017] 進(jìn)一步地，所述無參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：亮度μ、方差〇、信息熵H、 清晰度g和拉伸率Α，所述指標(biāo)變量取值范圍均在[0, 1]之間；以M和N分別表示所述掃描 圖像I的行列數(shù)，I (i，j)表示所述掃描圖像在（i，j)處的灰度值，m表示所述掃描圖像灰度 級(jí)最大值，各評(píng)價(jià)指標(biāo)通過如下公式計(jì)算得到：
[0020] 3)信息熵
Pi表示所述掃描圖像取灰度值i的概率，L表示灰 度級(jí)總數(shù)；
[0021] 4)清晰度：
[0023] 5)拉伸率
為所述掃描圖像圓的直徑，ry為縱向上變形后的長(zhǎng)度，A〈1 表示圖像壓縮，A>1表示圖像拉伸。
[0024] 再進(jìn)一步地，所述拉伸率可進(jìn)一步修正為：
[0026] 進(jìn)一步地，所述參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：
[0027] 均方差MSE、峰值信噪比PNSR和相似度S頂，所述相似度S頂包括亮度相似 度LS頂、對(duì)比相似度CS頂和結(jié)構(gòu)相似度SS頂，所述相似度S頂?shù)挠?jì)算公式為：S頂= LS頂*CS頂*SSIM ;
[0028] 以I1 (i，j)表示所述后掃描圖像在（i，j)處的灰度值，1。(1，j)表示所述后標(biāo)準(zhǔn)圖 像在（i，j)處的灰度值，M和N表示兩幅圖像的行列數(shù)，則以上各評(píng)價(jià)指標(biāo)通過如下公式計(jì) 算得到：
[0029] 1)均方差：
[0030] 2)峰值信噪比：
[0031] 3)亮度相似度：
μ:表示所述后掃描圖像的亮度，μ c表示所述后標(biāo)準(zhǔn)圖像的亮 度；
[0032] 4)對(duì)比相似度：
σ i表示所述后掃描圖像的標(biāo)準(zhǔn)差，σ。表示所述后標(biāo)準(zhǔn)圖 像的標(biāo)準(zhǔn)差；
[0033] 5)結(jié)構(gòu)相似度：
σ 1D表示所述后掃描圖像與所述后標(biāo)準(zhǔn)圖像的聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)差。
[0034] 本發(fā)明還提供了一種掃描圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括：
[0035] 預(yù)處理單元，用于對(duì)掃描圖像進(jìn)行預(yù)處理；
[0036] 無參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)單元，用于對(duì)預(yù)處理后的掃描圖像進(jìn)行無參考圖像質(zhì)量評(píng) 價(jià)，得到無參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)D 1;
[0037] 參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)單元，用于對(duì)預(yù)處理后的掃描圖像進(jìn)行參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)，得 到參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)D 2;
[0038] 計(jì)算單元，用于根據(jù)無參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)D1和參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)D 2以及 各自的權(quán)重，計(jì)算得到圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)D。
[0039] 進(jìn)一步地，所述預(yù)處理單元包括：
[0040] 預(yù)處理模塊，用于對(duì)掃描圖檔進(jìn)行去噪、形態(tài)學(xué)運(yùn)算和灰度補(bǔ)償?shù)念A(yù)處理；
[0041] 處理模塊，用于對(duì)預(yù)處理后的掃描圖檔進(jìn)行閥值分割和二值化處理，得到后掃描 圖像；
[0042] 生成模塊，用于讀取所述預(yù)處理后的掃描圖像對(duì)應(yīng)的Gerber資料生成標(biāo)準(zhǔn)圖像；
[0043] 變換模塊，用于提取所述后掃描圖像和所述標(biāo)準(zhǔn)圖像對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)，計(jì)算所述標(biāo) 準(zhǔn)圖像到所述后掃描圖像的變換矩陣，通過矩陣變換將所述標(biāo)準(zhǔn)圖像變換到與所述后掃描 圖像等大的掃描圖，得到后標(biāo)準(zhǔn)圖像。
[0044] 進(jìn)一步地，所述無參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)單元包括：
[0045] 亮度評(píng)價(jià)模塊，用于計(jì)算所述掃描圖像的亮度；
[0046] 方差評(píng)價(jià)模塊，用于計(jì)算所述掃描圖像的方差；
[0047] 信息熵評(píng)價(jià)模塊，用于計(jì)算所述掃描圖像的信息熵；
[0048] 清晰度評(píng)價(jià)模塊，用于計(jì)算所述掃描圖像的清晰度；
[0049] 拉伸率評(píng)價(jià)模塊，用于計(jì)算所述掃描圖像的拉伸率；
[0050] 進(jìn)一步地，所述參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)單元包括：
[0051] 均方差評(píng)價(jià)模塊，用于計(jì)算所述后掃描圖像和所述后標(biāo)準(zhǔn)圖像的均方差；
[0052] 峰值信噪比評(píng)價(jià)模塊，用于計(jì)算所述后掃描圖像和所述后標(biāo)準(zhǔn)圖像的峰值信噪 比；
[0053] 相似度評(píng)價(jià)模塊，包括亮度相似度評(píng)價(jià)子模塊、對(duì)比相似度子模塊和結(jié)構(gòu)相似度 子模塊，用于計(jì)算所述后掃描圖像和所述后標(biāo)準(zhǔn)圖像的相似度；
[0054] 其中：
[0055] 所述亮度相似度評(píng)價(jià)子模塊，用于計(jì)算所述后掃描圖像和所述后標(biāo)準(zhǔn)圖像的亮度 相似度；
[0056] 所述對(duì)比相似度評(píng)價(jià)子模塊，用于計(jì)算所述后掃描圖像和所述后標(biāo)準(zhǔn)圖像的對(duì)比 相似度；
[0057] 所述結(jié)構(gòu)相似度評(píng)價(jià)子模塊，用于計(jì)算所述后掃描圖像和所述后標(biāo)準(zhǔn)圖像的結(jié)構(gòu) 相似度。
[0058] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本發(fā)明為統(tǒng)一目前對(duì)圖像質(zhì)量的描述提 供一圖像質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，將市面上的眾多評(píng)價(jià)指標(biāo)收斂至一個(gè)，代替人的主觀意識(shí)對(duì) 圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖像質(zhì)量的統(tǒng)一描述。
【附圖說明】
[0059] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種掃描圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。
[0060] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種掃描圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的流程圖。
[0061]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種掃描圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0062] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0063] 常見的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)體系主要由無參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法和參考圖像質(zhì)量評(píng)價(jià) 方法，如圖1所示。無參考圖像