piqe

Perception based Image Quality Evaluator (PIQE) 非参照画質スコア

構文

score = piqe(A)

[score,activityMask,artifactsMask,noiseMask] = piqe(A)

説明

score = piqe(A) は、Perception based Image Quality Evaluator を使用してイメージ A の非参照画質スコアを計算します。スコアが小さいほど知覚的品質が良好なことを示します。

[score,activityMask,artifactsMask,noiseMask] = piqe(A) は入力イメージから計算された空間品質マスクも返します。

例

イメージの PIQE スコアの計算と結果の表示

イメージをワークスペースに読み取ります。ノイズとブレを追加して歪んだイメージを生成します。ノイズを含むイメージを生成するには関数imnoiseを使用し、ブレを含むイメージを生成するには関数imgaussfiltを使用します。

A = imread("lighthouse.png");
Anoise = imnoise(A,"Gaussian",0,0.05);
Ablur = imgaussfilt(A,2);

元のイメージと歪んだイメージの PIQE スコアを計算します。

score = piqe(A);
score_noise = piqe(Anoise);
score_blur = piqe(Ablur);

イメージをモンタージュとして表示し、対応するスコアを Figure のタイトルの一部として表示します。

montage({A,Anoise,Ablur},Size=[1 3])
title("Original PIQE score = "+score+ ...
    "    |    Noisy PIQE score = "+score_noise+  ...
    "    |    Blurred PIQE score = "+score_blur,FontSize=8)

イメージの PIQE スコアと空間品質マスクの計算と結果の表示

歪んだイメージ (JPEG2K による歪み) をワークスペースに読み取ります。

Adistorted = imread("DistortedImage.png");

PIQE スコアと空間品質マスクを計算します。

[score,maskActivity,maskArtifacts,maskNoise] = piqe(Adistorted);

空間品質マスクを入力イメージに重ね合わせます。

mask_1 = labeloverlay(Adistorted,maskActivity,Colormap="winter",Transparency=0.25);
mask_2 = labeloverlay(Adistorted,maskArtifacts,Colormap="autumn",Transparency=0.25);
mask_3 = labeloverlay(Adistorted,maskNoise,Colormap="hot",Transparency=0.25);

元の歪んだイメージと、空間品質マスクを重ね合わせた歪んだイメージをモンタージュとして表示します。

figure
montage({Adistorted,mask_1,mask_2,mask_3},Size=[1 4])
title("Distorted Image   |    Activity    |    Noticeable Artifacts    |    Noise", ...
    FontSize=12)

歪んだイメージの PIQE スコアを表示します。

disp("PIQE score for the distorted image is "+score)

PIQE score for the distorted image is 65.1855

入力引数

A — 入力イメージ

2 次元グレースケール イメージ | 2 次元 RGB イメージ

入力イメージ。サイズ m 行 n 列の 2 次元グレースケール イメージ、またはサイズ m×n×3 の 2 次元 RGB イメージとして指定します。

データ型: single | double | int16 | uint8 | uint16

出力引数

score — PIQE スコア

非負のスカラー

入力イメージ A の PIQE スコア。範囲 [0, 100] の非負のスカラーとして返されます。PIQE スコアは非参照画質スコアであり、イメージの知覚的品質と逆相関があります。低い score 値は知覚的品質が高いことを示し、高い score 値は知覚的品質が低いことを示します。

データ型: double

activityMask — アクティブなブロックの空間品質マスク

2 次元バイナリ イメージ

アクティブなブロックの空間品質マスク。m 行 n 列の 2 次元バイナリ イメージとして返されます。ここで、m と n は入力イメージ A の次元です。activityMask は、入力イメージ内の空間的に非常にアクティブなブロックから構成されます。入力イメージ内の空間的に非常にアクティブなブロックは、圧縮アーティファクトやノイズを含む要因により空間的な変動性が大きい領域です。空間的に非常にアクティブなブロックには activityMask 内で値 1 が割り当てられます。

データ型: logical

artifactsMask — 視認できるアーティファクトの空間品質マスク

2 次元バイナリ イメージ

視認できるアーティファクトの空間品質マスク。m 行 n 列の 2 次元バイナリ イメージとして返されます。ここで、m と n は入力イメージ A の次元です。artifactsMask は、ブロック アーティファクト (圧縮による) または急激な歪みを含む activityMask 内のブロックから構成されます。

データ型: logical

noiseMask — ガウス ノイズの空間品質マスク

2 次元バイナリ イメージ

ガウス ノイズの空間品質マスク。m 行 n 列の 2 次元バイナリ イメージとして返されます。ここで、m と n は入力イメージ A の次元です。noiseMask は、ガウス ノイズを含む activityMask 内のブロックから構成されます。

データ型: logical

アルゴリズム

PIQE は、以下の手順を使用してブロック単位の歪み推定によりイメージの非参照画質スコアを計算します。

1. N. Venkatanath ら [1] により提唱されたアルゴリズムを使用して、イメージ内の各ピクセルの平均値減算コントラスト正規化 (MSCN) 係数を計算します。

2. 入力イメージをオーバーラップのない 16 行 16 列のブロックに分割します。

3. MSCN 係数の分散に基づいて空間的に非常にアクティブなブロックを特定します。

4. 特定した空間的に非常にアクティブなブロックを使用して activityMask を生成します。

5. 各ブロックで MSCN 係数を使用してブロック アーティファクトとノイズによる歪みを評価します。

6. しきい値条件を使用して、ブロック アーティファクトのある歪んだブロック、ガウス ノイズのある歪んだブロックおよび歪みのないブロックにブロックを分類します。

7. ブロック アーティファクトのある歪んだブロックから noticeableArtifactsMask を生成し、ガウス ノイズのある歪んだブロックから noiseMask を生成します。

8. 入力イメージの PIQE スコアを歪んだブロックのスコアの平均値として計算します。

9. イメージの PIQE スコアに基づく品質スケールを次の表に示します。品質スケールとそれぞれのスコア範囲は、LIVE Image Quality Assessment Database Release 2 [2] のデータセットに対する実験的な解析を通じて割り当てられます。

品質スケール	スコア範囲
非常に良い	[0, 20]
良い	[21, 35]
普通	[36, 50]
やや悪い	[51, 80]
悪い	[81, 100]

参照

[1] N. Venkatanath, D. Praneeth, Bh. M. Chandrasekhar, S. S. Channappayya, and S. S. Medasani. "Blind Image Quality Evaluation Using Perception Based Features", In Proceedings of the 21^st National Conference on Communications (NCC). Piscataway, NJ: IEEE, 2015.

[2] Sheikh, H. R., Z. Wang, L. Cormack and A.C. Bovik, "LIVE Image Quality Assessment Database Release 2 ", https://live.ece.utexas.edu/research/quality/.

バージョン履歴

R2018b で導入

参考

関数

• immse | ssim | psnr | brisque | niqe

トピック

• イメージ画質メトリクス