Современные методы анализа и повышения качества цифровых изображений

Введение……………………………………………………………………..........................................................................…………..………. 3

1. Системы и методы передачи изображений ……………….............................................................………………….....……... 5

1.1. Общие принципы передачи изображений ……………………................................................................………….…………. 5

1.2. Особенности сжатия изображений на основе JPEG …………………………….............................................................. 12

1.3. Особенности сжатия изображений на основе JPEG 2000 ……………........................................................…………… 18

1.4. Цифровые видеокодеки………………………………………………….......................................................................……………. 23

1.4.1. Стандарт MPEG-2 ……………………………………………….................................................................................................. 23

1.4.2. Стандарт MPEG-4 ………………………………………………….............................................................................…………….. 29

1.4.3. Стандарт H.264 …………………………………………..............................................................................………………………... 32

1.4.4. Стандарт H.265/HEVC ……………………………………………............................................................................……………... 35

1.5. Характеристики визуальных искажений…………………..................................................................………………………… 37

1.5.1. Искажения JPEG ……………………………………………………................................................................................…………… 37

1.5.2. Искажения JPEG 2000 ……………………………………............................................................................……………………... 39

1.5.3. Искажения видеокодеков ………………………………………............................................................................……………… 41

2. Метрики качества цифровых изображений…………………..................................................................………………………. 43

2.1. Общие характеристики качества изображений ……………….............................................................……………………. 43

2.2. Оценка качества изображений по испытательным таблицам ………......................................................…………….. 46

2.3. Метрики оценки качества фотореалистичных изображений …………..........................................................………... 54

2.4. Оценка качества видеоданных ………………………………………………….....................................................................……. 61

2.5. Метрика оценки качества передачи мелких структур и границ крупных деталей изображения ……............... 68

2.5.1. Система N-CIELAB ………………………………………….................................................................................………………….. 68

2.5.2. Алгоритм идентификации мелких структур …………...................................................................………………………... 76

2.5.3. Метрика MFSD ……………………………………………………........................................................................................………. 79

2.5.4. Алгоритм оценки резкости ………………………...........................................................................……………………………. 84

3. Повышение качества компрессированных изображений ………………............................................................………… 87

3.1. Повышение качества изображений в стандарте JPEG ………………............................................................……………. 87

3.1.1. Идентификации мелких деталей …………………………………….............................................................................………. 87

3.1.2. Классификация блоков и оптимизация параметров квантования ….......................................................………… 90

3.2. Повышение качества изображений в стандарте JPEG 2000 ……………….......................................................………. 98

3.2.1. Способ оценки искажений ……………………………………………………...........................................................................… 98

3.2.2. Алгоритм адаптивного квантования ………………………………........................................................................………… 99

3.2.3. Результаты экспериментов …………………………………………….........................................................................………… 102

3.3. Ко рректирующие фи льтры дл я ул учшения ка чества изображений видеокодеков..........................................104

3.4. Сравнение качества видеофайлов на основе MSU VQMT………………….........................................................……… 108

3.5. Повышение точности фокусировки цифровой камеры ……………………............................................................……… 118

4. Цифровые фильтры повышения четкости изображений …………..............................................................……………... 126

4.1. Особенности измерения разрешения по полю изображения ……......................................................………………… 126

4.2. Методы и алгоритмы повышения качества изображений на основе цифровой фильтрации ……………………… 135

4.2.1. Линейные алгоритмы обработки изображений ……………………….....................................................................….. 135

4.2.2. Рекурсивные алгоритмы обработки изображений ………………….............................................................…………. 143

4.2.3. Быстродействующие алгоритмы обработки изображений ………............................................................……….... 151

4.3. Рекурсивно-сепарабельные фильтры повышения четкости изображений ……................................................... 154

4.4. Повышение качества изображений при их позонной обработкой обработке….................................................. 160

Заключение ………………………………………………………………………..............................................................................……….. 164

Литература …………………………………………………............................................................................……………………………….. 165