本发明公开了一种自顶向下的自然图像恰可察觉失真阈值估计方法，其对源图像的灰度图像进行分块并向量化得到向量化矩阵；获取向量化矩阵的协方差矩阵及协方差矩阵的特征值与特征向量，将特征向量按特征值从大到小排列起来得到KLT核；计算KLT系数矩阵、KLT系数能量、归一化KLT系数能量、累积归一化KLT系数能量，并根据推导的感知无失真临界点计算方程计算感知无失真临界点；构建感知无失真系数重建矩阵，重建得到感知无失真系数矩阵；将感知无失真系数矩阵中的每维向量转换成图像块并重新拼接起来，得到感知无失真临界图像，进而得到恰可察觉失真阈值图；优点是能很好地反映人类视觉系统的视觉掩蔽特性，并能很好地刻画自然图像的视觉感知冗余度。