图像信息隐藏算法研究本科毕业设计.docx
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图像信息隐藏算法研究本科毕业设计
图像信息隐藏算法研究
第一章引言
随着数字媒体和Internet应用的不断普及,各种网络多媒体信息服务的开展日益广泛。
这些服务在丰富信息社会生活并给人们带来方便的同同时,也给信息拥有者的合法权益造成了潜在的威胁。
其带来的问题可能严重地阻碍信息产业,特别是信息服务业的发展。
数字媒体产品的版权保护已成为迫切需要解决的问题[1]。
信息隐藏方法可望在技术上为数字信息及其所有这的权益提供有效的保护工具。
另一方面涉密信息在传输和存储中的安全则是许多政府部门、企业和个人十分关心的问题。
党政机关和军事部门的涉密文件和资料、工业上正在研究的新产品造型、尖端科学技术研究数据与图像、新兴的电子商务在网上交换的信息,如何保证它们在网络和其他信道上传输的安全,在通信网络越来越发达的今天,显得无比重要。
信息加密与信息隐藏是数字信息安全的两种技术。
经典的以密码学为基础的信息加密技术是以往主要的信息安全手段,今后在很多应用场合仍将发挥重要的作用。
但传统的加密系统存在如下问题:
保护机密信息容易遭攻击,保护媒体产品是在数据传输过程中虽有保护作用,然而数据一旦被截取并解密,其保护作用也随之消失,因此只能满足有限的要求。
信息加密和信息隐藏都是为了保护信息的使用和秘密信息的传输和安全,当二者之间在保护手段上存在明显的区别。
信息加密是利用密钥把信息变换成密文,通过公开信道送到接收者手中。
保护信息的使用时,没有密钥的非法用户无法进行解密,从而无法正确地使用信息。
换言之,信息加密通过密钥控制信息的使用权。
而信息隐藏则不同,它作为信息加密的补充办法,主要目的并不是限制对信息的访问,而是确保宿主信息中的信息隐藏的秘密信息不被改变或消除,从而在必要时提供有效的证明信息。
第二章信息隐藏技术概述
2.1信息隐藏的基本概念
1996年5月,在第一次信息隐藏国际学术研讨会上,为了使有着不同背景的信息隐藏研究个人和团体能够走到一起,大会规定了信息隐藏的定义及其应用中的一些共同术语。
信息隐藏是指把特定的信息隐藏到数字化宿主信息中的方法[2]。
在信息隐藏中通常把希望被秘密保存的信息称为嵌入对象。
把用于隐蔽嵌入对象的非保密载体称为掩体对象。
嵌入对象通过嵌入过程被隐藏在被称为掩体对象的非保密消息中,从而生成隐藏对象。
掩体对象可以是掩体文本,掩体图像,掩体音频等,对应的隐藏对象也可以是隐藏文本,隐藏图像,或者是隐藏音频等。
将嵌入对象添加到掩体对象中得到隐藏对象的过程被称为信息的嵌入。
嵌入过程中使用的算法称为嵌入算法。
信息嵌入的逆过程,从隐藏对象中重新获得嵌入对象的过程称为信息的提取,在提取过程中所使用的算法称为提取算法,执行嵌入过程和提取过程的组织或个人分别被称为嵌入者和提取者,在嵌入和提取过程中通常会使用一个秘密消息来对其进行控制,使得只有它的持有者才能对其进行操作,这个秘密消息被称为隐藏密钥。
隐藏密钥在嵌入过程中被称为嵌入密钥,在提取过程中被称为提取密钥。
通常情况下。
嵌入密钥和提取密钥是相同的,这样的信息隐藏技术被称为对称信息隐藏技术;相反的,嵌入密钥和提取密钥不相同的,被称为非对称信息隐藏技术。
与密码术类似,信息隐藏的研究分为隐藏技术和隐藏分析技术这两部分。
隐藏技术研究的主要内容是寻求向掩体对象中秘密添加嵌入信息的方法,而隐藏分析技术研究的主要内容是考虑如何从隐藏对象中破解出嵌入信息,或者通过对隐藏对象的处理达到破坏嵌入信息或阻止信息检测的且的,隐藏技术的研究者称为隐藏者,将隐藏分析技术的研究者称为隐藏分析者。
2.2信息隐藏技术的研究现状
在现实生活中,人们对于信息的保密性往往是求助于密码术,而计算机技术的发展使得密码破译能力越来越强,这迫使人们对加密算法的强度提出越来越高的要求。
由于密码术是利用随机性来对抗密码攻击的,而密文的随机性同时也暴露了消息的重要性,即使密码的强度足以使得攻击者无法破解出明文,但攻击者有足够的手段对其进行破坏,从而使得消息无法被接收。
对于某些应用来说,仅仅对信息的内容加以保密是不够的,信息隐藏是一种对信息的存在本身或信息的存在位置进行保密的保密方式。
信息隐藏应用的广泛性已经引起了国内外信息隐藏研究的热潮。
在有关密码学和信息安全的国际会议和刊物上也经常可以见到相关的论文和报告。
1996年在英国剑桥召开了信息隐藏领域的第一次学术研讨会,这标志者信息隐藏作为一个新的科学学科的诞生。
1998年和1999年在美国的波特兰和德国的德雷斯顿分别召开了第二届和第三届信息隐藏国际研讨会。
第四届信息隐藏国际研讨会2001年4月在美国的匹兹堡举行。
第五届和第六届信息隐藏国际研讨会分别在荷兰和加拿大举行。
此外,一些信息安全,密码学和信息处理领域的国际会议上也都有关于信息隐藏技术的专题或文章。
这些专题研讨会的召开,极大的促进了各研究团体在这一领域内的交流与合作,也吸引了越来越多的人投身信息隐藏技术的研究[3]。
国内在信息隐藏方面的研究起步稍晚,但也引起了信息安全领域研究人员的普遍关注,并于1999年12月召开了第一届信息隐藏学术研讨会,会议决定研讨会每年召开一次,以促进国内信息隐藏技术的研究工作。
第二届信息隐藏学术研讨会2000年6月在北京召开,会议发表了论文集。
第三届信息隐藏学术研讨会2005年9月在西安举行,第五届信息隐藏学术研讨会于2009年11月在广州举行。
信息隐藏是近年来引起众多研究团体和个人普遍关注的一个交叉性的研究领域。
它的研究范围和应用范围都非常广泛,国内外的研究人员已经组织了一些信息隐藏研究的学术研讨会和邮件列表,这些都促进了信息隐藏领域研究的进一步开展。
2.3信息隐藏的基本原理和模型
2.3.1信息隐藏的基本原理
信息隐藏的可能性来源于多媒体的数据冗余。
从听觉、视觉和信号处理的角度,信息隐藏可以视为在强背景下叠加一个弱信号。
由于人的听觉系统(HVS)受到一定的限制,只能叠加弱信号低于HAS/HVS的对比门限,就无法感觉到信号的存在。
对比度门限受HAS/HVS的特性和宿主信号的时间空间和频率特性的影响。
因此,通过对原始图像/语音/视频做有限制的改变,就可能在不改变听觉/视觉效果的情况下嵌入一些信息。
如图2.1为信息隐藏的基本原理框图。
对于一定尺寸和频率特性的宿主信号,在满足不可知的前提下,允许隐藏的信号总功率是一定的。
隐藏信号宿主信号特征分析和视觉滤波器的作用在于引入听觉系统的特征,以合理地分配隐藏信号分量地局部能量从而尽可能提高稳健性和信息隐藏容量地性能。
2.3.2信息隐藏的一般模型
信息隐藏模型包括信息隐藏和信息提取两个过程,其中嵌入过程是指信息隐藏者利用嵌入算法,将秘密信息添加到载体信息中,从而生成隐蔽载体这一过程。
隐蔽载体在传输过程中可能被隐藏分析者截获并进行处理[4]。
提取过程是指利用提取算法从接收到的、可能经过修改的隐蔽载体中恢复秘密信息,提取过程中可能需要载体信息,也可能不需要。
宿主信号
听觉特征
图2.1信息隐藏的基本原理
该模型中没有包括对秘密信息的预处理和提取后的后处理,在有些情况下,为了提高保密性需要预先对秘密信息进行预处理(例如加密),相应地在提取过程后要对得到的信息进行后处理(例如解密),恢复出秘密信息,如图2.2所示:
嵌入密钥K隐藏对象提取密钥嵌入对象
嵌入对象M
掩体对象隐藏分析者
图2.2信息隐藏的一般模型
2.4信息隐藏技术的分类
依据不同的标准,信息隐藏可以分为以下几类:
1.按照载体类型分类
包括基于文档、音频、图像和视频的信息隐藏。
由于图像数据更适宜于信息的隐藏,因而大多数信息隐藏是以数字图像为载体的。
2.按照保护对象分类
主要分为隐秘术和数字水印。
(1)隐秘术的目的是在不引起任何怀疑的情况下秘密传送信息,因此它主要要求是不被检测到和大容量等。
例如在利用数字图像实现秘密信息隐藏时,就是在合成器中利用人的视觉冗余把待隐藏的消息加密后嵌入到数字图像中,使人无法从图像的外观上发现有什么变化。
(2)数字水印是指潜在数字产品中的数字信号,可以是图像、文字、符号、数字等一切可以作为标识和标记的信息,其目的是进行版权保护、所有权证明、指纹和完整性保护等,因此它的要求是鲁棒性和不可感知性。
(3)数据隐藏和数据嵌入:
数据隐藏和数据嵌入通常用在不同的上下文环境中,它们一般是指隐写术,或者介于隐写术和水印之间的应用。
(4)指纹和标签:
这是指水印的特定用途,有关数字产品的创作者和购买者的信息作为水印嵌入。
3.按照嵌入域分类
主要分为空域方法和变换域方法[5]。
空域方法是用待隐藏的信息替换载体对象中冗余部分。
一种简单的替换方法就是利用隐藏信息为替换载体图像中的一些最不重要为(LeastSignificantBit,LSB),只有指导隐藏信息嵌入的位置才能提取信息。
瘦换域方法是将待隐藏的信息嵌入到载体的一个变换空间中。
与空域方法相比较,由于在变换域中嵌入的信号能量被分布到空域的所有或部分像素上,因而变换域方法更加不易被人察觉,对各种攻击的鲁棒性更强。
4.按提取要求分类
若在提取隐藏信息时不需要利用原始载体,则称为盲隐藏;否则称为非盲隐藏。
显然使用原始的载体数据更能便于检测和提取信息。
但是在数据监控和跟踪等场合,并不能获得原始的载。
对于其它的一些应用,如视频水印,即使可获得原始载体,但由于数据量巨大,要使用原始载体也是不现实的。
目前,信息隐藏技术主要采用的是盲隐藏技术。
5.按密钥分类
若嵌入和提取采用相同的密钥,则称其为对称隐藏算法。
否则称为公钥信息隐藏算法。
除此之外,按照信息隐藏的主要应用、特点及要求,把信息隐藏技术分为四类,即数字水印、信息伪装、潜信道和叠像术,如图2.3所示。
图2.3隐藏的技术分类
2.5信息隐藏技术的应用
对于信息隐藏广泛的研究领域,信息隐藏已经在人类生活的许多方面得到了广泛的应用,并且这些应用中已有相当一部分由来已久。
随着多媒体技术的飞速发展和互联网的迅速普及,信息隐藏在政府、军事情报部门、银行系统、商业系统等诸多领域发挥着重要作用,广泛应用于保密通信、所有权认定和版权保护、多媒体数据认证和数据完整性保护、隐含标注等多方面。
2.5.1保密通信
在Internet上传输一些秘密数据要防止非授权用户截取并使用,这是网络安全的一个重要内容。
随着经济的全球化通信保密不仅涉及到军队和情报部门还涉及到商业、金融和个人隐私等。
我们可以运用信息隐藏技术对那些涉及国家安全的军用卫星图片、军用设施图纸、电子商务的敏感信息、重要文件的数字签名以及个人隐私等秘密信息进行保密,确保这些信息在互联网上被安全、快捷地传递与使用[2]。
另外,还可以对一些不愿意为别人所知的内容使用信息隐藏的方法进行隐蔽存储。
使得只有掌握识别软件的人才能读出这些内容。
2.5.2所有权认定和版权保护
多媒体信息的所有权认定和版权保护是数字水印提出的初衷。
应用数字水印技术有可能做到:
辨识多媒体所有权信息。
对于多媒体创作者可以在媒体传播前嵌入水印。
例如,把水印技术实现在数字照相机中,可以使照片上带有摄像师的信息。
在必要时,可以对可疑的、有争议的媒体进行测试,证实该媒体的所有权归属。
多媒体产品的数字指纹。
对于产品的生产者,可以在产品流通前嵌入“数字指纹”信息,从而实现对产品的传播进行跟踪;采用公钥信息隐藏技术,合法用户可以确认媒体的合法来源。
非法拷贝防护。
在媒体的录/放设备的设计中应用图像水印技术,当录放设备工作时,检测媒体上是否有水印存在,以确定该媒体是否被录/放,从而拒绝非法拷贝媒体的流行和使用。
同样的原理也可以用于广播、电视、计算机网络在线媒体服务器中的听、看、访问权限的控制。
2.5.3商务活动中的票据防伪
票据防伪是在彩色打印机、复印机输出的每幅图像中嵌入唯一的、不可见的数字水印。
当需要时,可以通过实时地扫描票据来判断水印的有无辨别票据的真伪。
此外,各种电子票据也需要一些非密码的认证方式,数字水印技术为各种电子票据提供不可见的认证标志,增加电子票据的伪造难度。
2.5.4数据完整性保护
如何抵抗对图像、声音、文档等数字信息的篡改攻击,并验证资料的完整性是信息安全领域中的一项重要工作。
信息隐藏技术通过在数字媒体中嵌入脆弱水印的方法来保护媒体,一旦资料被篡改,水印就被破坏,这样可以很容易验证和识别资料的完整性。
2.5.5隐含标注
隐含标注是在多媒体信号中隐藏附加信息,这将可能具有如下应用:
在计算机网络的浏览器中应用水印技术,可以实现智能浏览器,应用于网上信息搜索和多媒体信息服务中。
多语言电影系统和电影分级。
利用信息隐藏技术可以把电影中的多语言配音和字幕嵌入到视频图像中携带,在保护视觉质量不受影响的情况下节省了声音的传输信道。
与此类似,把电影分级信息嵌入到图像中,可以实现画面放映的控制,从而实现电影的分级播放。
应用远程教育,则可以实现分级权限播放。
数字媒体附加描述和参考信息的携带。
例如可以把感兴趣的图像特征的位置和识别信息直接嵌入到图像中,实现特征的定位和识别[6]。
到目前为止,尽管可以列出以上的应用,但总体上信息隐藏技术的应用仍然处于初始阶段,有待进一步的研究。
我们有理由相信,在不远的将来可以看到更多采用信息隐藏技术的应用领域。
2.6信息隐藏技术特点
信息隐藏技术必须考虑正常的信息操作所造成的威胁,即要是秘密是秘密资料对正常的数据操作技术具有免疫能力。
这中免疫能力的关键是要是隐藏信息部分不易被正常的数据操作所破坏。
根据信息隐藏的目的和技术要求,该技术存在如下特性:
1.透明性
透明性也叫隐蔽性。
这是信息伪装的基本要求。
利用人类视觉系统或人类听觉系统的属性,经过一系列隐藏处理,使目标数据没有明显的降质现象,而隐藏的数据却无法认为地看见或听见。
2.鲁棒性
鲁棒性指不因图像文件的某种改动而导致隐藏信息丢失的能力。
这里所谓“改动”包括传输过程中的信道噪声、滤波操作、重采样、有损编码压缩、D/A或A/D转换等。
3.不可检测性
不可检测性指隐蔽载体与原始载体具有一致的特性。
如果有一致的统计噪声分布等,以便使非法拦截者无法判断是否有隐藏信息。
4.安全性
安全性指隐藏算法有较强的抗攻击能力,即它必须能够承受一定程度的人为攻击,两使隐藏的信息不会被破坏。
隐藏的信息内容应该是安全的,应经过某种加密后再隐藏,同时隐藏的具体位置也应该是安全的,至少不会因为格式的变换而遭到破坏。
5.自恢复性
由于经过一些操作或变换后,可能会使原图产生较大的破坏,如果只留下的片段数据仍能恢复隐藏信号,而且恢复过程中不需要宿主信号,则就是所谓的自恢复性。
6.对称性
通常信息的隐藏和提取具有对称性,包括编码、加密方式、以减少存取的难度。
7.可纠错性
为了保证隐藏信息的完整性,使其在经过各种操作和变换后仍能很好地恢复,通常采用纠错编码的方法。
8.嵌入强度
载体信息中应能隐藏尽量多的信息,如果理想地假设隐藏后载体信息不会受到任何扰动,那么人们可在载体信息中隐藏任意多的各种不同的信息而不被察觉。
当然,在保证不可感知的条件下,隐藏的信息越多,鲁棒性就越差。
因此,在具体的隐藏系统中通常都会涉及到不可感知性、鲁棒性和嵌入强度三者之间的折中。
第三章数字图像信息隐藏技术
图像的信息隐藏技术是信息隐藏研究中的一个重要分支,它具有信息隐藏技术所拥有的共性,同时又因为以数字图像为载体信息而具有一些特性。
3.1图像和数字图像
视觉是人类重要的感知手段之一。
当前人类正处在一个信息爆炸的时代,科学研究和统计表明,人从外界获得的信息约有80%来自视觉系统,也就是从图像中获得的,因为图像作为一种载体其中含有大量丰富的信息。
图像是人类的视觉基础,是自然景物的客观反映。
“图”是物体反射或透射光的分布,“像”是人的视觉系统所接受的图在人脑中所形成的一项或认识[7]。
一幅图像可以是自然景物中物体的光强,也可以是身体器官吸收特征的量化特征,或者是空中目标物的雷达波反射截面,或者是一个区域的温度场,或者是重力场。
3.1.1图像及其分类
图像有很多中分类方法,主要的分类标准如下:
1.按照灰度分类
有二值图像和多灰度级图像。
前者只有黑色和白色两种象素组成,如图文传真;而后者是从白色过渡到黑色的一系列中间的灰度级。
2.按照色彩分类
有单色图像和彩色图像。
单色图像只有某一谱段图像,一般为黑白灰度图。
彩色图像包括真彩色图像、合成彩色图像、伪彩色图像、假彩色图像等。
3.按运动分类
有静态图像和动态图像。
静态图像包括静止图像和凝固图像。
凝固图像是静态图像中的一帧,每帧图像本身就是一幅静止的图像。
动态图像又称为运动图像或活动图像。
如电视、电影等。
4.按时空分布分类
有二维图像和三维图像。
二维图像是平面图像,可以用平面直角坐标系中的二元函数f(x,y)来表示。
三维图像是立体图像,可以用立体空间中的三元函数f(x,y,z)来表示。
3.1.2数字图像及表示
客观世界在空间上是三维的,但一般从客观景物得到的图像是二维的。
一幅图像可以定义为一个二维函数f(x,y),这里x,y是空间坐标,而在任何一对空间坐标(x,y)上的幅值f称为该点图像的强度或灰度。
当x,y和幅值f为有限的、离散的数值时,称该图像为数字图像。
数字图像处理是指借用数字计算机处理数字图像。
数字图像是由有限的的元素组成的,每个元素都有特定的位置和幅值,这些元素称为图像元素、画面元素或像素。
日常见到的图像多是连续的,即f,x和y的值可以是任意实数。
为了便于计算机处理和存储,需要将连续的图像在坐标空间XY离散化,这种离散化的图像是数字图像。
假设一幅图像经过离散后有M行和N列,可以用M*N阶矩阵来表示一幅数字图像了。
f(x,y)=
其中,M和N为正整数;矩阵中的每个元素称为图像单元,又称为图像元素,或简称为像素;坐标(x,y)处的值f(x,y)为离散的灰度值,即
0≤f(x,y)≤L-1
这里,为数字图像中每个像素所具有的离散灰度级数,即图像中不同灰度值的个数[7]。
在数字图像中,一般将其取为2的整数次幂,即L=2K。
图3.1给出了图像在光标所在位置的像素值。
(a)原始图像(b)光标所在位置的像素值
图3.1原始图像及像素值
计算机图像处理主要采用两大类方法:
一类是空域中的处理,即在图像空间中对图像进行处理;另一类是把空间与图像经过变换,如Fourier变换,变到频率域,在频率域中进行各种处理,然后在变回到图像的空间域,形成处理后的图像。
3.1.3常见图像格式简介
1.BMP像格式
BMP图像文件格式是微软公司为其WINDOWS环境设置的标准图像格式,并且内含了一套图像处理的API函数。
随着WINDOWS在世界范围内的普及,BMP文件格式越来越多地被备种应用软件所支持[7]。
BMP图像文件是位图文件,位图表示的是将一幅图像分割成栅格,栅格的每一点称为像素,每一个像素具有自己的RGB值,即一幅图像是由一系列像素点构成的点阵。
2.GIF图像格式
GIF格式是“GraphicsInterchangeFormat”的缩写,是由CompuServe公司1997年制定的一种图像丈件存储格式。
该格式的开发目的旨在向CompuServe的订阅者提供种通用图形格式,这样就可以不必考虑用户使用的平台Macintosh、PC或Amiga,自由地交换囤像。
该图像特点如下:
(1)文件具有多元化的结构,能存储多幅图像。
(2)根据标识符寻找数据区。
(3)调色板数据包含全局调色板和局部调色板。
(4)采用改进版的LZW压缩编码技术。
(5)图像以一个字存储一个像素点。
3.JPEG图像格式
JPEG正式名称为“连续色调静态图像的数字压缩和编码”,是一个通用的静态图像压缩编码标准。
它是按JointPhotoGraphicEexpertsGroup制定的压缩标准产生的压缩格式,可以用不同的压缩比例对这种文件压缩,其压缩技术十分先进,对图像质量影响不大,因此可以用最少的磁盘空间得到较好的图像质量,同时也是一种文件格式,具有如下几个突出的特点:
(1)可以用失真压缩方法来处理图像,在压缩过程中将丢失图像信息,但不会对图像产生灾难性的后果。
(2)适用于所有的连续色调图像,对图像的尺寸、色彩空间、像素纵横比等特性及图像的场景内容没有任何限制。
(3)具有图像质量调节的功能。
(4)定义了几种不同的、相互不兼容的压缩编码方法。
4.PCX图像格式
图像文件是有Zsoft公司在80年代初期开发图像处理软件Paintbrush时开发的一种格式,专用于存储该公司开发的绘图软件所生成的图像画面数据[8]。
存储格式从1位到24位,它是经过压缩的格式,占用磁盘空间较少。
由于该格式出现的时间较长,并且具有压缩及全彩色的能力,所以PCX格式现在仍是十分流行。
PCX使用RLE压缩方法来进行压缩,占用磁盘空间较少,PCX图像文件格式的特点如下:
(1)一个PCX图像文件只能存放一幅图像。
(2)采用航程编码方法压缩图像数据。
(3)PCX图像文件版本繁多,可以处理多种不同显示模式下的图像数据。
(4)4色和16色PCX图像文件可以设定或不设定调色板数据。
(5)16色图像数据可以分为一个或4个平面来处理。
6.PNG图像格式
PNG(PortableNetworkGraphics)是一种新兴的网络图形格式,结合了GIF和JPEG的优点,具有存储形式丰富的特点。
PNG最大色深为48bit,采用无损压缩方案存储。
著名的Macromedia公司的Fireworks的默认格式就是PNG。
3.2图像质量的评价
图像质量评价的研究是图像信息工程的基础技术之一,在图像通信中,将图像传输到接收端,其中要经过采集、传输、处理、记录等过程,所有这些技术的优劣都会影响到图像质量。
图像处理中的编码技术就是在保持编码图像定质量的前提下,以尽可能少的比特数来表示图像,以便节省信道有效带宽或存储器的容量。
而图像恢复则用于补偿图像的降质,是恢复的图像尽可能接近原图像的质量[5]。
数字图像信息隐藏系统中也必须对隐藏算法中得到的含密公开图像和解密算法中得到的恢复图像质量进行评价。
图像质量的含义包括两个方面,一是图像的逼真度,另一个是图像的可懂度。
所谓图像的逼真度是描述评价图像与标准图像的偏离程度,图像的可懂度则是表示图像能向人或计算机提供信息的能力。
人们总是希望能够找到图像逼真度和可懂度的定量测量方法作为评价图像和设计图像系统的依据。
定量方法可以消除定性测试方法的不精确性。
人眼视觉系统和和大脑经过复杂的相互作用形成了对视觉场景的感知。
空间保真度和时间保真度影响视觉质量的感知。
但人们对图像质量的评价也受到其它因素的影响,如观察环境、观察者的精神状态以及观察者与视觉场景相互作用的程度等。
3.2.1主观质量评价
主观评价是对一幅图像质量的最终评价,评价方法就是让一群观察者对同一幅图像按视觉效果的好坏进行打分,并对其进行加权平均,然后对这些主观打分进行平均获得一个主观评分。
表3.1给出了两种典型的评分标准。
设每一种得分为Ci,每一种得分的评分人数为Ni,那么一个被称为平均感觉分(MeanOptionScore,MOS)的主观评价可定义为式(3-1):
表3-1对图像质量的主观评价标准
得分
第一种评价标准
第二中评价标准
5
优秀
没有失真的感觉
4
良好
感觉到失真,但没有不舒服的
3
可用
感觉有点没舒服
2
较差
感觉较差
1
差
感觉非常不舒服
MOS=
(3-1)
用主观的方法来测量图像的质量通常更为合适,但是该方法操作复杂,且不能应用于实时传输的场合。
在有些应用场合需要将主观评价和客观评价结合起来,这里讨论的信息隐