圖像質量

圖像質量的含義主要包含兩個方面，一個是圖像的逼真度（fidelity），另一個是圖像的可懂度（intelligibility）。

（1）圖像的逼真度（fidelity）

描述被評價圖像與標準圖像的偏離程度，圖像質量直接取決於成像裝備的光學性能、圖像對比度、儀器噪聲等多種因素的影響，通過質量評價可以對影像的獲取、處理等各環節提供監控手段。

（2）圖像的可懂度（intelligibility）

則是表示圖像能向人和機器提供信息的能力。

圖像質量評價（Image Quality Assessment， IQA）

是圖像處理中的基本技術之一，主要通過對圖像進行特性分析研究，然後評估出圖像優劣（圖像失真程度）。主要目的是使用合適的評價指標，使得評價結果最符合人類主觀評價。

從有沒有人蔘與的角度區分，圖像質量評估方法分爲主觀評價和客觀評價。

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圖像質量的主觀評價

主觀圖像質量評價方法是以人的主觀意識爲判斷的評價方法，主觀評價方法主要可分爲兩種：絕對評價和相對評價。

一、絕對評價

是指平均主觀分（MOS），圖像質量的絕對評估是觀察者參照原始圖像對待定圖像採用雙刺激連續質量分級法，將待評價圖像和原始圖像按一定規則交替播放持續一定時間給觀察者，然後在播放後留出一定的時間間隔供觀察者打分，最終將所有給出的分數取平均作爲該序列的評價值，即待評價圖像的評分。

國際上也對評價尺度做出了規定，對圖像質量進行等級劃分並用數字表示，也稱爲圖像評價的5分制“全優度尺度”（優：5分，良：4分，中：3分，差：2分，劣：1分）

二、相對評價

是指差異平均主觀分（DMOS），相對評價中沒有原始圖像作爲參考，是由觀察者對一批待評價圖像進行相互比較，從而判斷出每個圖像的優劣順序，並給出相應的評價值。通常，相對評價採用單刺激連續質量評價方法，將一批待評價圖像按照一定的序列播放，此時觀察者在觀看圖像的同時給出待評圖像相應的評價分值。相對於主觀絕對評價，主觀相對評價也規定了相應的評分制度，稱爲“羣優度尺度”。也是5分制。

圖像質量的客觀評價

圖像質量客觀評價可分爲全參考（Full-Reference，FR），部分參考（Reduced-Reference，RR）和無參考（No-Reference，NR）三種類型。

圖像質量客觀評價方法是指脫離人的主觀意識判斷，主要通過函數擬合或者機器學習的方法來建立一個模型，對待評圖像進行相關的處理運算，得到圖像的評價值。

而優秀的圖像質量算法應該具有三個特點：與人眼感知相符、具有通用性、結果具有單調性、穩定性。

一、全參考圖像質量評估

指在選擇理想圖像作爲參考圖像的情況下，比較待評圖像與參考圖像之間的差異，分析待評圖像的失真程度，從而得到待評圖像的質量評估。常用的全參考圖像質量客觀評價主要以像素統計、信息論、結構信息三方面爲基礎。

1. 基於圖像像素統計

基於圖像像素統計基礎，峯值信噪比（PSNR）和均方誤差（MSE）是常見的評估方法。它門通過計算待評測圖像和參考圖像對應像素點灰度值之間的差異，從統計角度來衡量待評圖像的質量優劣。

（1） PSNR

PSNR（Peak Signal to Noise Ratio）峯值信噪比，是最普遍和使用最爲廣泛的一種圖像客觀評價指標，然而它是基於對應像素點間的誤差，即基於誤差敏感的圖像質量評價。PSNR一般是用於最大值信號和背景噪音之間的一個工程項目。通常在經過影像壓縮之後，通常輸出的影像都會在某種程度與原始影像不同。爲了衡量經過處理後的影像品質，我們通常會參考PSNR值來衡量某個處理程序能否令人滿意。

PSNR值越大，表明待評測圖像與參考圖像之間的失真較小，圖像質量較好。