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Title: Quality perception and chromatic changes in digital images
Author: Bernardo, Marco André Vieira Andrade
Advisor: Sousa, Maria Manuela Areias da Costa Pereira de
Fiadeiro, Paulo Torrão
Keywords: Imagens digitais - Avaliação da qualidade
Imagens digitais - Alterações cromáticas
Multimédia - Avaliação da qualidade
Defense Date: Jun-2017
Abstract: The work presented in this thesis intends to provide significant contributions to the research and development on multimedia quality assessment. It is particularly focused on the evaluation of image quality perception and models, and also on the study of consumer sensitivity to induced chromatic changes in digital images. The main motivation is to evaluate the perception of quality, providing the means to improve the consumer immersion capability of new trends in imaging technology, a more realistic perception of the contents, and consequently to reach new levels of quality of experience. New representation models of visual information are being developed to offer visual fidelity closer to the human perceptual limits. Such representation models, like hyperspectral and multiexposure technologies, lead to new image formats that recently had acquired large attraction from scientific, professional, and artistic communities. The first research topic in this thesis reports a study on the induced chromatic changes effects on perceived colors in images and subsequent quality of experience influence on consumers. The results had demonstrated that subjects reveal larger perception to a loss of color naturalness than to the error magnitude itself. Moreover, the eye tracking data revealed a high correlation with the perceived image quality. The second research topic is devoted to the quality evaluation of the JPEG XT performance on high dynamic range images coding. This study, made in cooperation with other research groups inside Qualinet, benefit from the experience and knowledge acquired on the first research topic. Furthermore, allowed to apply the acquired knowledge on quality in standardization activities. The JPEG XT profiles were verified and the application of quality metrics for quality evaluation was studied. It was concluded that metrics specifically developed for high dynamic range images revealed to be reliable predictors. Moreover, good performance can also be archived with objective metrics developed for low dynamic range domain, when used on perceptual domains. This thesis is concluded with a final comment on the achieved results and possible future research and development directions.
O trabalho apresentado nesta tese pretende fornecer contribuições significativas para a investigação e desenvolvimento na avaliação da qualidade multimédia, particularmente centrada sobre a avaliação da percepção e modelos de qualidade de imagem e também no estudo da sensibilidade do consumidor para alterações cromáticas induzidas em imagens digitais. A motivação principal é a avaliação da percepção da qualidade com o objetivo de fornecer meios para melhorar a capacidade de interação do consumidor com novas tendências em tecnologia de imagem, uma percepção mais realista dos conteúdos, e consequentemente, alcançando novos níveis de qualidade de experiência. O desenvolvimento de novos modelos de representação de informação visual está a ser disponibilizado como uma fonte de fidelidade visual, que por sua vez é mais próxima dos limites de percepção humana. Estes modelos de representação, tais como tecnologias de sistemas hiperespectrais e de multi-exposição, podem resultar em novos formatos de imagem que recentemente têm originado grande interesse das comunidades científicas, profissionais e artísticas. O primeiro tema desenvolvido nesta tese descreve uma investigação sobre os efeitos de alterações cromáticas induzidas em imagens e a subsequente influência na qualidade da experiência percebida pelos consumidores. Os resultados demonstraram que os observadores revelam maior sensibilidade com a perda da naturalidade da cor do que com a própria magnitude do erro induzido. Além disso, os dados de fixação visual revelaram uma alta correlação com a qualidade de imagem percebida pelos observadores. O segundo tema de investigação desta tese é dedicado à avaliação do desempenho do JPEG XT na codificação de imagens HDR. Este estudo, feito em colaboração com outros grupos de investigação pertencentes ao Qualinet, beneficiou da experiência e conhecimento adquiridos no primeiro tema de pesquisa. Além disso, permitiu a aplicação de conhecimento adquirido sobre qualidade em atividades de normalização. Os perfis JPEG XT foram verificados e a aplicação de métricas objetivas para avaliação da qualidade foram analisadas. Foi concluído que as métricas desenvolvidas especificamente para o domínio HDR, demonstram ser indicadores confiáveis de qualidade. Além disso, se as imagens HDR forem convertidas para domínios perceptuais as métricas objetivas desenvolvidos para o domínio LDR também revelam um bom desempenho. Esta tese é concluída com um comentário final sobre os resultados alcançados e as possíveis direções de investigação para desenvolvimentos futuros.
URI: http://hdl.handle.net/10400.6/4500
Designation: Doutor em Engenharia Informática
Appears in Collections:FE - DI | Dissertações de Mestrado e Teses de Doutoramento

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