文章学习44“RankIQA: Learning from Rankings for No-reference Image Quality Assessment”

本文是ICCV 2017年一篇文章,作者来自西班牙UAB(巴塞罗那自治大学),是IQA里比较经典的方法。本文一个比较中心的思想就是:人类对于图像很难进行一个客观的打分结果,但是对于两个图像质量排序很容易获得。因而本文将质量排序融入质量评估,结合siamese网络进行质量打分。

图像质量评价(IQA)可以分成三个做法:FR-IQA(全参考质量评价),比如PSNR,SSIM这种,有label存在,根据图像同lABEL间区别判断质量;RR-IQA(半参考)一般不会考虑这种方法,也很少有人研究;NR-IQA(无参考质量评估)是最符合真实需求的,也是现在研究最广的方向。

NR-IQA的传统做法包括NIQE和brisque这种利用图像NSS信息的和基于学习的方法。但目前的研究多在深度学习领域,而由于训练数据的不足,大家的一般都是将图像裁剪成一定大小的patch以增加数据量,而后利用MOS进行训练,通过SVR得到连续的质量得分。而本文采取了完全不同的做法,通过学习一个rank网络进行数据增强。

首先,生成rank数据集,和ranksrgan相反,这里是用clean image经过不同程度的失真得到rank的数据集;而后取一组排好序的数据集输入siamses网络的两个输入,让网络学习图像质量的rank信息;最后取siamese网络的一支当作pretrained的model,利用已有IQA信息的数据集进行finetune,rank的siamese已经学习到了很强的质量信息,可以给IQA阶段提供有效的指导意义。

具体来看,Siamese学习过程中,同ranksrgan一样,分别向两个分支输入两个排名不同的图像,网络通过rank hinge loss进行学习,学习好的model要在人工标记的IQA数据集上进行finetune,利用mse loss学习。

实验:作者在网上挑选了4744张图像形成了the Waterloo dataset,而后添加不同的失真形成rank数据集,另外作者从PLACE365数据集中选取了36500张图像进行验证,作者希望证明即使针对不是用于IQA的数据集,方法也一样使用。

对于数据集的预处理,作者没有采用传统的裁剪成patch,而是随机采样子图像,且子图像大于原图的1/3,以捕捉图像non-local信息,以此方法每个原图像抽取出30张子图构成clean数据集,添加5种不同的失真形成训练数据集。

评价标准就是SROCC和PLCC,在LIVE数据集上的表现如下。

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