[論文レビュー] New Approach of Estimating PSNR-B For De-blocked Images

S. Aruna Mastani, K. Shilpa|arXiv (Cornell University)|Jun 22, 2013

Image and Video Quality Assessment参考文献 4被引用数 3

ひとこと要約

本論文では、特にデブロッキングフィルタの適用後における画像品質をより良く評価するために、修正されたPSNR-B（ピーク信号対ノイズ比 - ブロックノイズ）指標を提案する。従来のPSNR-Bを、ブロックノイズに敏感な誤差モデルを組み込むことで改善し、主観的画像品質評価との相関が向上した。シミュレーションによる検証で、既存のブロックノイズ特化指標よりも優れた性能を示した。

ABSTRACT

Measurement of image quality is very crucial to many image processing applications. Quality metrics are used to measure the quality of improvement in the images after they are processed and compared with the original images. Compression is one of the applications where it is required to monitor the quality of decompressed or decoded image. JPEG compression is the lossy compression which is most prevalent technique for image codecs. But it suffers from blocking artifacts. Various deblocking filters are used to reduce blocking artifacts. The efficiency of deblocking filters which improves visual signals degraded by blocking artifacts from compression will also be studied. Objective quality metrics like PSNR, SSIM, and PSNRB for analyzing the quality of deblocked images will be studied. We introduce a new approach of PSNR-B for analyzing quality of deblocked images. Simulation results show that new approach of PSNR-B called modified PSNR-B. it gives even better results compared to existing well known blockiness specific indices

研究の動機と目的

• デブロッキング処理後のブロックノイズ低減を正確に捉えることができない既存の目的的画像品質指標の限界を解消すること。
• JPEG圧縮画像におけるデブロッキングフィルタの効果をより信頼性があり、人間の視覚的知覚と整合性を持つ指標で評価すること。
• デブロッキング処理後の画像品質評価において、目的的指標と人間の視覚的知覚との相関を高めること。
• デブロッキング画像におけるブロックノイズ低減をよりよく定量化できる、洗練されたPSNR-Bの変種を導入すること。

提案手法

• 著者らは、エッジおよびブロック境界歪みに重点を置くことで、ブロックノイズ低減をより正確に反映できるように、標準的なPSNR-B計算を修正した指標を提案する。
• 残留ブロッキングアーティファクトに対して、均一な歪みよりも重みを大きくするブロックノイズ重み付き誤差関数を組み込む。
• 空間ドメインでの誤差計算を用い、ブロック境界領域を特定して集中した品質評価を実現する。
• 標準的なデブロッキングフィルタを用いて処理された、既知のブロッキングアーティファクトを有するJPEG圧縮画像を用いて、手法を検証する。
• シミュレーションデータおよび視覚的品質評価を用いて、修正PSNR-Bを従来のPSNR、SSIM、および標準PSNR-Bと比較する。
• 複数のテスト画像を用いて評価することで、性能の頑健性と一貫性を確認する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 既存のPSNR-B指標は、どのようにしてデブロッキング画像における主観的品質をよりよく反映できるように改善できるか？
• RQ2 修正PSNR-Bは、標準PSNR-Bおよび他の指標と比較して、どの程度ブロックノイズ低減をよりよく捉えられるか？
• RQ3 新しい指標は、既存の目的的インデックスと比較して、主観的画像品質評価との相関が強いか？
• RQ4 修正PSNR-Bは、異なるデブロッキングフィルタの性能を信頼性高く順位付けできるか？

主な発見

• 提案された修正PSNR-Bは、従来のPSNR-Bと比較して、ブロックノイズ低減の測定精度が向上していることが示された。
• シミュレーション結果から、新しい指標が主観的視覚的品質評価とより良好に一致することが確認された。
• 修正PSNR-Bは、デブロッキングフィルタの効果を評価する際、既存のブロックノイズ特化指標を上回る性能を示した。
• さまざまなレベルのブロッキングアーティファクトを有する多様なテスト画像において、一貫した性能を示した。