[发明专利]基于光线空间的自由视点图像质量评价方法

权利要求书

1.一种基于光线空间的自由视点图像质量评价方法，其特征在于根据对于固定方向插值所得光线空间、双线性插值所得光线空间、最邻近插值所得光线空间中的直线边缘会呈现不同程度锯齿效应的现象和高频能量可用于衡量数值变化剧烈程度的原理，首先获取上述三种插值方法所得光线空间中所有像素方向的高频能量图，同时获取这些光线空间的噪声较少的且边缘方向一致的边缘图；然后计算边缘图中边缘像素方向的平均高频能量值，并将其作为评价三种不同插值方法所得光线空间质量的边缘像素方向一致性参数；最后验证该参数获得的不同插值方法所得光线空间的质量评价结果在视点域是否成立，即是否满足高质量的光线空间总是产生高质量的视点图像的原理；其具体步骤是：

(1)获取插值所得光线空间中所有像素方向角度的高频能量图：对光线空间中所有像素方向角度的频谱进行高通滤波；

(2)插值所得光线空间的边缘图处理；用’canny’算子获取光线空间的边缘图，保留边缘图中方向相同的直线边缘作为修正后的边缘图，并根据需要去除修正后边缘图中的非边缘杂点获得最终的边缘图；

(3)确定用于评价不同插值方法所得光线空间质量的边缘像素方向一致性参数：计算最终边缘图中像素点方向角度的平均高频能量值，并将该值作为最终的用于评价不同插值方法所得光线空间质量的边缘方向一致性参数；

(4)在自由视点域验证试验结果的科学性：依据高质量的光线空间产生高质量视点图像的原理，若用步骤(3)的参数评价出的高质量的光线空间能生成高质量的自由视点图像，证明步骤(3)所得参数可用于衡量不同插值方法所得光线空间生成的自由视点图像质量。

2.根据权利1所述的基于光线空间的自由视点图像质量评价方法，其特征在于所述步骤(1)中的获取插值所得光线空间中所有像素方向角度的高频能量图，其具体步骤如下：

①用sobel算子获取光线空间中每一像素点的梯度向量其中dx_i，j，dy_i，j分别为水平梯度分量和垂直梯度分量；

②计算光线空间每一像素点的方向Ang_i，j；

③对Ang_i，j作快速傅立叶变换(fft)，再平移得到Ang_i，j的频谱图G(u，v)；

④用Butterworth高通滤波器对G(u，v)进行高通滤波，结果记为G′(u，v)。

3.根据权利要求1所述的基于光线空间的视点图像质量评价方法，其特征在于所述步骤(2)中的插值所得光线空间的边缘图处理，得到方向一致的直线边缘图，且此边缘图中直线边缘杂点较少，其具体步骤如下：

上述的插值所得光线空间的边缘图处理的具体步骤是：

①用’canny’算子获取光线空间的边缘图B₁；

②用霍夫变换检测B₁中每一直线；

③在检测过程中，将第i条直线的两个点记为P_1i(x_1i，y_1i)、P_2i(x_2i，y_2i)；

④计算第i条直线的斜率；

⑤如果第i条直线的斜率不在所需范围内，则将第i条直线边缘像素值赋为0。此时可获得修正后的具有方向相同的直线边缘图B₂；

⑥对二值图像B₂进行行扫描，当某像素与他相邻两像素点值为1的列间距在设定的阈值内时，认为该像素为直线边缘上的点，否则将该像素值赋为0；此时可得到最终的光线空间边缘图B₃。

4.根据权利要求1所述的基于光线空间的视点图像质量评价方法，其特征在于所述步骤(3)中的确定用于评价不同插值方法所得光线空间质量的边缘方向一致性参数，依据的原理是直线边缘锯齿效应越明显，边缘像素方向角度变化越剧烈，其高频能量值越大，其具体步骤如下：

①获取边缘图B₃中所有像素方向的高频能量图g(u，v)；

②计算边缘图B₃中B₃(i，j)＝1的像素数N；

③根据g(u，v)和N计算用于评价不同插值方法所得光线空间质量的边缘方向一致性参数L。

5.根据权利要求1所述的基于光线空间的视点图像质量评价方法，其特征在于所述步骤(4)中的在自由视点域验证试验结果的科学性，其具体步骤如下：

①在有原图像序列的情况下，选取和原图像I相同位置处的由不同插值方法所得光线空间生成的自由视点图像I_i；

②根据计算I和I_i的PSNR值来判断I_i的质量；

③判断根据L讦价的高质量光线空间是否能生成根据步骤②用PSNR评价出的高质量的自由视点图像，若是，则参数L可用于衡量不同插值方法所得光线空间生成的自由视点图像质量。