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【摘 要】随着人类数字化高度的发展以及运用，数字图像、数字电视、数字视频的推广与普及也将成为必然。可视数字信息的收集、传输、显示、存储等方面设计和优化己经成为数字图像与数字视频系统的关键，使用图像中的相关参数对图像质量进行评价，由评价结果看出客观质量评价方法与人类的视觉感知相符合。
【关键词】客观质量评价方法 图像质量评价 数字图像
一、图像质量的评价
图像质量评价在处理图像的各种应用中发挥着不同的作用与影响：
（一）它可以用来对图像质量状况的进行动态监测和调整，例如图像与视频采集系统可以通过图像质量评价的结果来自动地调整系统的有关参数，以获得更好品质的图像和视频数据，在网络数字视频服务中，也可以根据评价结果对当前网络传输的视频质量情况时进行来实检查。
（二）图像处理系统和算法的优劣性可以用评价模型的评价结果作为一个指标。比如在一个具体应用中，如果有不止一个视频处理系统可以使用，那么就可以利用评价模型的结果，来看出哪一个系统能够有最佳的处理效果。
二、主观图像质量评价方法
（一）主观质量评分法。它是图像质量最具代表性的主观评价方法，它通过观察者对图像质量的评分归一化来进行判断，而主观质量评分法又可以分为绝对评价和相对评价两种类型。绝对评价是将图像按照视觉感受按照等级进行分级评分，对一般人来说，大多都采用质量尺度；对专业人员来讲，则多数采用妨碍尺度。
（二）主观评价的环境。标准ITU-R BT.500-11[1]规定主观评价需要的环境和条件，主观质量评价必须在特定的环境中进行，包括观看环境、观察距离、待评价的选择、图像的显示方式等，具体的环境如下所示：
1、显示设备的亮度在关闭状态下和在开启状态下白色亮度峰值比≤0.02。2、在完全黑暗的环境里，显示设备的亮度黑色和白色峰值比≈0.01。3、显示设备的白色亮度与环境亮度峰值比≈0.15。4、背景的染色性为D65。5、屏幕的最大亮度为70cd/M2。
国际电信联盟ITU（International Telecommunication Union）对主观测试方法进行了一系列统一的规划，并提出了很多标准。根据评价过程中的激励序列展示方式，可以讲评价方法分为双刺激和单刺激两大类。
（三）双刺激损伤测量法。评价人员将原始图像与多个待评价的图像组成‘图像对’，并且先让评价人员观看无失真图像，形成一个参考基准，然后在对失真图像进行展示，在对比之后，评价人员根据待评价失真图像的主观感受，对原始图像和待评价图像的显示以及评分过程有两种形式，一种是原始图像和待评价图像各自显示一次，还有一种是原始图像与待评价图像重复显示两次，在T1时间段评价人员观看原始图像，在T3时间段观看失真图像，在T4段进行评分，多数情况下，第二种方法效果比第一种好，评价过程中失真较小的图像，评分的准确更高。
（四）双刺激连续质量测量法。将多组原始图像和待评价图像给评价人员观看，但与DISIS不同的是，原始图像和待评价图像显示的顺序是随机的，并且一起对显示的两张图像都要进行评分，该方法采用连续分数表示，满分为100分，划定为5个等级，整个评价方法过程如下，先让评价人员观看图像一次对其并产生一定的主观印象，然后可以重复多次显示用于评分，对于原始图像和待评价图像，每次在T1和T3时间内显示是随机的，其时长为3至4秒，重复的次数最好是5次。
（五）单刺激测量法。将待评价图像以随机的方式连续显示给评价人员观看，该方法只展示待评价图像，而原始图像不显示，与DSIS和DSCQS的方法大为不同，在只观看待评价图像后，评价人员将采用ITU-R提出的5分制和11分制对其进行评分，而图像的显示方法有两种，一种是SS方法，这是一种较为简单的方法，该方法对待评价图像进行随机的显示，而且只显示一遍，评价人员对他们的质量进行打分。另一种方法是较为复杂的SSMR（Single Stimulus with Multiple）方法，该方法将待评价图像进行随机组合，并分为三组，然后按随机的方式来显示三组的待评价图像，第一组是给评价人员留下一个主观的感受，在第二组和第三组对待评价图像质量进行真正的评估打分。
（六）单刺激连续质量测试法。同单刺激质量测量法一样，对于显示的图像只有待评价图像，但是该方法显示图像的时间会更长些。
综合比较以上几种主观评价方法，其中单刺激测量法SS中的SSMR方法更适合图像质量的主观评价，SSMR方法既比DSCQS花费的时间少，又可以得到更加准确的评价结果。一般情况下，一幅图像采用SSMR方法评价方法需要45秒，而DSCQS则需要至少50秒。而如上述，DSCQS方法，更为适合针对时间较短的评价方式，如对于连续的显示小于15秒的视频对象，评价人员评价对于发现有细节差异的画质非常有效。相反的情况下，对于时长大于15秒的视频，则可以使用SSCQS方法进行评价。最后，对于那些由于某类特殊原因引起视觉失真的图像，则可以选择DSIS方法进行评价。
参考文献：
[1]魏政刚，袁杰辉，蔡元龙.图像质量评价方法的历史、现状和未来[J].中国图像图形学报1998，3（5）：387-389.
[2]白永强，朱仲杰，段智勇，粱丰.结合HVS特性的视频图像质量评价[J].计算机工程与应用，2009，45（27）：181-187.
[3]刘明娜.基于视觉系统和特征提取的图像质量客观评价方法及应用研究[D].上海：上海交通大学，2010.
[4]丁绪星，朱日宏，李建欣. 一种基于人眼视觉特性的图像质量评价[J]. 中国图像图形学报，2004，9（2）：190-194.
作者简介：
尹星 男（1990--）安徽 淮南人 学历：本科，专业：通信工程。
【关键词】客观质量评价方法 图像质量评价 数字图像
一、图像质量的评价
图像质量评价在处理图像的各种应用中发挥着不同的作用与影响：
（一）它可以用来对图像质量状况的进行动态监测和调整，例如图像与视频采集系统可以通过图像质量评价的结果来自动地调整系统的有关参数，以获得更好品质的图像和视频数据，在网络数字视频服务中，也可以根据评价结果对当前网络传输的视频质量情况时进行来实检查。
（二）图像处理系统和算法的优劣性可以用评价模型的评价结果作为一个指标。比如在一个具体应用中，如果有不止一个视频处理系统可以使用，那么就可以利用评价模型的结果，来看出哪一个系统能够有最佳的处理效果。
二、主观图像质量评价方法
（一）主观质量评分法。它是图像质量最具代表性的主观评价方法，它通过观察者对图像质量的评分归一化来进行判断，而主观质量评分法又可以分为绝对评价和相对评价两种类型。绝对评价是将图像按照视觉感受按照等级进行分级评分，对一般人来说，大多都采用质量尺度；对专业人员来讲，则多数采用妨碍尺度。
（二）主观评价的环境。标准ITU-R BT.500-11[1]规定主观评价需要的环境和条件，主观质量评价必须在特定的环境中进行，包括观看环境、观察距离、待评价的选择、图像的显示方式等，具体的环境如下所示：
1、显示设备的亮度在关闭状态下和在开启状态下白色亮度峰值比≤0.02。2、在完全黑暗的环境里，显示设备的亮度黑色和白色峰值比≈0.01。3、显示设备的白色亮度与环境亮度峰值比≈0.15。4、背景的染色性为D65。5、屏幕的最大亮度为70cd/M2。
国际电信联盟ITU（International Telecommunication Union）对主观测试方法进行了一系列统一的规划，并提出了很多标准。根据评价过程中的激励序列展示方式，可以讲评价方法分为双刺激和单刺激两大类。
（三）双刺激损伤测量法。评价人员将原始图像与多个待评价的图像组成‘图像对’，并且先让评价人员观看无失真图像，形成一个参考基准，然后在对失真图像进行展示，在对比之后，评价人员根据待评价失真图像的主观感受，对原始图像和待评价图像的显示以及评分过程有两种形式，一种是原始图像和待评价图像各自显示一次，还有一种是原始图像与待评价图像重复显示两次，在T1时间段评价人员观看原始图像，在T3时间段观看失真图像，在T4段进行评分，多数情况下，第二种方法效果比第一种好，评价过程中失真较小的图像，评分的准确更高。
（四）双刺激连续质量测量法。将多组原始图像和待评价图像给评价人员观看，但与DISIS不同的是，原始图像和待评价图像显示的顺序是随机的，并且一起对显示的两张图像都要进行评分，该方法采用连续分数表示，满分为100分，划定为5个等级，整个评价方法过程如下，先让评价人员观看图像一次对其并产生一定的主观印象，然后可以重复多次显示用于评分，对于原始图像和待评价图像，每次在T1和T3时间内显示是随机的，其时长为3至4秒，重复的次数最好是5次。
（五）单刺激测量法。将待评价图像以随机的方式连续显示给评价人员观看，该方法只展示待评价图像，而原始图像不显示，与DSIS和DSCQS的方法大为不同，在只观看待评价图像后，评价人员将采用ITU-R提出的5分制和11分制对其进行评分，而图像的显示方法有两种，一种是SS方法，这是一种较为简单的方法，该方法对待评价图像进行随机的显示，而且只显示一遍，评价人员对他们的质量进行打分。另一种方法是较为复杂的SSMR（Single Stimulus with Multiple）方法，该方法将待评价图像进行随机组合，并分为三组，然后按随机的方式来显示三组的待评价图像，第一组是给评价人员留下一个主观的感受，在第二组和第三组对待评价图像质量进行真正的评估打分。
（六）单刺激连续质量测试法。同单刺激质量测量法一样，对于显示的图像只有待评价图像，但是该方法显示图像的时间会更长些。
综合比较以上几种主观评价方法，其中单刺激测量法SS中的SSMR方法更适合图像质量的主观评价，SSMR方法既比DSCQS花费的时间少，又可以得到更加准确的评价结果。一般情况下，一幅图像采用SSMR方法评价方法需要45秒，而DSCQS则需要至少50秒。而如上述，DSCQS方法，更为适合针对时间较短的评价方式，如对于连续的显示小于15秒的视频对象，评价人员评价对于发现有细节差异的画质非常有效。相反的情况下，对于时长大于15秒的视频，则可以使用SSCQS方法进行评价。最后，对于那些由于某类特殊原因引起视觉失真的图像，则可以选择DSIS方法进行评价。
参考文献：
[1]魏政刚，袁杰辉，蔡元龙.图像质量评价方法的历史、现状和未来[J].中国图像图形学报1998，3（5）：387-389.
[2]白永强，朱仲杰，段智勇，粱丰.结合HVS特性的视频图像质量评价[J].计算机工程与应用，2009，45（27）：181-187.
[3]刘明娜.基于视觉系统和特征提取的图像质量客观评价方法及应用研究[D].上海：上海交通大学，2010.
[4]丁绪星，朱日宏，李建欣. 一种基于人眼视觉特性的图像质量评价[J]. 中国图像图形学报，2004，9（2）：190-194.
作者简介：
尹星 男（1990--）安徽 淮南人 学历：本科，专业：通信工程。