基于图像功率谱的航空图像质量判别技术研究

【摘要】：随着航空成像技术的不断完善和发展，其最终产品——航空图像的质量判别问题也引起国内外航空图像工作者的广泛关注。航空图像质量判别的特殊性在于大多数航空图像都没有参考图像，属于无参考图像质量判别范畴。无参考图像质量判别是一项十分困难的工作，目前国内外研究成果较少，已有的成果多是针对已知的某种降质因素进行有限范围的判别。本文对航空图像的质量判别方法进行了深入的研究和探讨，在分析航空图像降质因素的基础上，提出了利用图像功率谱检测图像降质程度，从而判别图像质量的方法，并引入人眼视觉特性，将主客观判别方法有效地结合在一起。 文中首先从主观和客观评价两个方面，介绍了国内外航空图像质量判别的发展历史及有代表性的判别方法，将主客观方法结合起来，在客观判别参量中引入人眼视觉特性是今后图像质量判别的发展方向。 依据航空摄像的外部环境条件和航空相机的内部工作特点，深入分析了引起航空图像降质的主要因素，提出图像功率谱作为检测图像降质程度的主要工具，并从理论和实验两方面分析了各种降质因素对功率谱的影响。 利用功率谱比率的方法检测图像噪声，为避免图像中的噪声对功率谱质量判别造成干扰，利用小波多分辨分析特性和对信号奇异点检测的优越性，对噪声图像进行了消噪处理，提高了图像质量的判别效果。 利用人眼对比敏感度特性对图像功率谱进行了视觉加权处理，从而建立了对数功率谱质量判别函数，并利用实验分析论证了该方法的有效性。 最后利用频域分析的方法对简单的降质模型进行了检测和预估。 本文研究的重点在于对给定图像进行定量的分析和计算，通过输出数值结果判别图像质量，一系列系统性的实验结果证明本文提出的基于功率谱和HVS的图像质量评价方法的可行性。这种方法将图像质量的主、客观评价方法相结合，有效地克服了图像质量主观评价方法耗时耗力，而传统客观评价方法与实际图像质量不相吻合等弊端，为图像质量判别技术的发展提供了一种有效手段。