适用于可逆信息隐藏算法的图像质量评价标准研究

There is obvious inconsistence between human visual perception and the image quality assessment results representing by the parameter, PSNR, in the existing reversible data hiding algorithms. Therefore, establishing image quality assessment that suitable for reversible data hiding technique and coinciding with human visual perception has great significance for establishing reversible data hiding algorithm with high image quality in subjective perception. This project will firstly establish image quality assessment metric that coinciding with human visual perception and then use this assessment metric to optimize the existing reversible data hiding algorithm, and implement reversible data hiding algorithm with high image quality in subjective perception finally.. The main contributions will be: (1) The proposing of a new image quality assessment idea named image distortion visual perception which can be straightforwardly applied to optimize color reversible data hiding algorithms to get largest embedding capacity while keeping the image quality in human visual perception; (2) The establishment of a universal color image quality assessment metric which can directly reflects human subjective perception of color image; (3) The exploiting of new adaptive reversible data hiding algorithm with highest data embedding rate and lowest image distortion based on the idea of image distortion visual perception and masking model of human visual system.

目前可逆信息隐藏算法基本以峰值信噪比等传统指标作为性能评价标准，而图像质量评价研究领域已表明峰值信噪比与视觉感知并不吻合。从而建立适用于可逆信息隐藏算法的、与视觉感知吻合的图像质量评价标准，对建立具有高视觉质量的自适应可逆信息隐藏算法具有一定意义。本项目从彩色空间、结构化和人眼视觉系统三个方面，首先建立适用于彩色图像可逆信息隐藏的图像质量评价标准，其次将以此评价结果作为指导优化可逆隐藏算法，最终实现具有高视觉质量特性的自适应可逆信息隐藏算法。. 本项目研究的主要贡献将有: (1)提出图像失真视觉感知界限概念，从视觉感知角度判断数据嵌入量最大且图像不失真的极限情况。(2)建立适用于彩色图像可逆信息隐藏的、反映视觉感知的图像质量评价标准。(3)利用已定义的图像失真视觉感知界限，以及人眼视觉系统中的视觉掩蔽特性优化可逆信息隐藏算法，提出新的具有高嵌入率和低失真度的自适应可逆信息隐藏算法。

目前可逆信息隐藏算法基本以峰值信噪比等传统指标作为性能评价标准，而图像质量评价研究领域已表明峰值信噪比与视觉感知并不吻合。从而建立适用于可逆信息隐藏算法的、与视觉感知吻合的图像质量评价标准，对建立具有高视觉质量的自适应可逆信息隐藏算法具有一定意义。本项目从彩色空间、结构化和人眼视觉系统三个方面，首先建立适用于彩色图像可逆信息隐藏的图像质量评价标准，其次将以此评价结果作为指导优化可逆隐藏算法，最终实现具有高视觉质量特性的自适应可逆信息隐藏算法。. 本项目已完成的主要研究内容有: (1)提出图像失真视觉感知界限概念，从视觉感知角度判断数据嵌入量最大且图像不失真的极限情况。(2)建立适用于彩色图像可逆信息隐藏的、反映视觉感知的图像质量评价标准。(3)利用已定义的图像失真视觉感知界限，以及人眼视觉系统中的视觉掩蔽特性优化可逆信息隐藏算法，提出新的具有高嵌入率和低失真度的自适应可逆信息隐藏算法。(4) 设计了一系列具有高视觉质量特性的医学图像可逆信息隐藏算法。