圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的兩種方法

在圖像的獲取、處理、傳輸和記錄的過(guò)程中，由于成像系統(tǒng)、處理方法、傳輸介質(zhì)和記錄設(shè)備等不完善，加之物體運(yùn)動(dòng)、噪聲污染 等原因,不可避免地帶來(lái)某些圖像失真和降質(zhì)，這給人們認(rèn)識(shí)客觀世界、研究解決問(wèn)題帶來(lái)很大的困難。?圖像信息相對(duì)于其它信息有著無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)圖像信息進(jìn)行合理處理成為各領(lǐng)域中不可或缺的手段，在圖像處理的時(shí)候如何評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量就變得尤為重要。

圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)
主觀評(píng)價(jià)只涉及人作出的定性評(píng)價(jià)，它以人為觀察者，對(duì)圖像的優(yōu)劣作出主觀的定性評(píng)價(jià)。對(duì)于觀察者的選擇一般考慮未受訓(xùn)練的“外行”或者訓(xùn)練有素的“內(nèi) 行”。該方法是建立在統(tǒng)計(jì)意義上的，為保證圖像主觀評(píng)價(jià)在統(tǒng)計(jì)上有意義，參加評(píng)價(jià)的觀察者應(yīng)該足夠多。主觀評(píng)價(jià)方法主要可分為兩種：絕對(duì)評(píng)價(jià)和相對(duì)評(píng)價(jià)。

絕對(duì)評(píng)價(jià)

所謂絕對(duì)評(píng)價(jià)，是由觀察者根據(jù)自己的知識(shí)和理解，按照某些特定評(píng)價(jià)性能對(duì)圖像的絕對(duì)好壞進(jìn)行評(píng)價(jià)。通常，圖像質(zhì)量的絕對(duì)評(píng)價(jià)都是觀察者參照原始圖像對(duì)待定 圖像采用雙刺激連續(xù)質(zhì)量分級(jí)法（Double Stimulus Continuous Scale,DSCQS），給出一個(gè)直接的質(zhì)量評(píng)價(jià)值。具體做法是將待評(píng)價(jià)圖像和原始圖像按一定規(guī)則交替播放持續(xù)一定時(shí)間給觀察者，然后在播放后留出一定 的時(shí)間間隔供觀察者打分，最后將所有給出的分?jǐn)?shù)取平均作為該序列的評(píng)價(jià)值，即該待評(píng)圖像的評(píng)價(jià)值。國(guó)際上也對(duì)評(píng)價(jià)尺度做出了規(guī)定，對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行等級(jí)劃分 并用數(shù)字表示，也稱(chēng)為圖像評(píng)價(jià)的5分制“全優(yōu)度尺度”。（見(jiàn)表1.1）

相對(duì)評(píng)價(jià)
相對(duì)評(píng)價(jià)中沒(méi)有原始圖像作為參考，是由觀察者對(duì)一批待評(píng)價(jià)圖像進(jìn)行相互比較，從而判斷出每個(gè)圖像的優(yōu)劣順序，并給出相應(yīng)的評(píng)價(jià)值。通常，相對(duì)評(píng)價(jià)采用單刺 激連續(xù)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法（Single Stimulus Continuous Quality Evaluation,SSCQE）。具體做法是，將一批待評(píng)價(jià)圖像按照一定的序列播放，此時(shí)觀察者在觀看圖像的同時(shí)給出待評(píng)圖像相應(yīng)的評(píng)價(jià)分值。相對(duì)于 主觀絕對(duì)評(píng)價(jià)，主觀相對(duì)評(píng)價(jià)也規(guī)定了相應(yīng)的評(píng)分制度，稱(chēng)為“群優(yōu)度尺度”（見(jiàn)表1.2）。

圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)

除了光源，測(cè)試卡也是非常重要的測(cè)試用具。針對(duì)不同的測(cè)試項(xiàng)目，測(cè)試卡也是各有不同，有的可以測(cè)試分辨率，有的可以測(cè)試MTF，有的可以測(cè)試色差……ISO 12233測(cè)試卡是測(cè)試鏡頭分辨率最權(quán)威測(cè)定方法，也是國(guó)際MTF成像曲線圖和鏡頭評(píng)估的主要依據(jù)。

ISO 12233分辨率測(cè)試卡

Imatest和DxO analyzer有異曲同工之處，都是將影像質(zhì)量評(píng)測(cè)拆分成多個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，分別對(duì)每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試、打分。兩者相比，DxO analyzer的測(cè)試項(xiàng)目會(huì)稍微全面一些。

無(wú)論是Imatest還是DxO analyzer，兩個(gè)測(cè)試系統(tǒng)都是通過(guò)“測(cè)試卡+光源環(huán)境+測(cè)試軟件=測(cè)試結(jié)果”的模式。通過(guò)各種各樣的測(cè)試卡和光源，在實(shí)驗(yàn)室中模擬各種環(huán)境，再把成像結(jié)果輸入軟件系統(tǒng)，由系統(tǒng)自動(dòng)分析，最后得出結(jié)果。

我們都知道，我們之所以能看到東西，那是因?yàn)槲锲钒l(fā)出光或者是反射光線，所以，影像質(zhì)量評(píng)測(cè)實(shí)驗(yàn)室往往會(huì)有兩種光源：透射性和反射型。3nh的標(biāo)準(zhǔn)透射燈箱HC5100就是最為被廣泛運(yùn)用的光源之一，它能模仿非常多的環(huán)境亮度。

標(biāo)準(zhǔn)透射燈箱HC5100

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我們要知道，我們準(zhǔn)備各種測(cè)試卡和光源是為了模擬各種光照環(huán)境，以及測(cè)試產(chǎn)品在這些光照環(huán)境下的表現(xiàn)。我們永遠(yuǎn)也無(wú)法猜到用戶會(huì)在什么環(huán)境下使用我 們的產(chǎn)品，就如之前特斯拉發(fā)生了第一起無(wú)人駕駛車(chē)禍，就是因?yàn)闆](méi)有考慮到用戶會(huì)在陽(yáng)光燦爛的時(shí)候遇到一輛白色卡車(chē)，攝像頭在這種情況下會(huì)失靈。所以，我們能做到的是盡可能測(cè)試產(chǎn)品在各種環(huán)境下的表現(xiàn)，爭(zhēng)取讓產(chǎn)品在各種環(huán)境下都表現(xiàn)正常。

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