Уточнение индекса SSIM структурного сходства изображений

Аннотация

Исследуются свойства популярной меры сравнения цифрового изображения с эталоном – индекса структурного сходства, называемого в литературе SSIM. Доказывается, что SSIM и производные от него функции не являются метриками. Описываются варианты модификации индекса SSIM. Показывается, что меры, подобные этому индексу, оценивают не качество изображений, а их пофрагментное сходство. Кроме того, отмечается, что усредненные оценки, выставляемые экспертами и называемые MOS, очень субъективны и не могут в точности коррелировать с вычисляемыми количественными оценками сходства сравниваемых изображений. Для подсчета индекса SSIM вычисляется матрица локальных оценок. Каждая оценка определяет сходство двух анализируемых пикселов с одинаковыми координатами с учетом соседних пикселов. Обычно в качестве индекса SSIM используется средняя арифметическая величина полученной матрицы. Вместо нее для усовершенствования индекса SSIM предлагается использовать параметр масштаба распределения Вейбулла, аппроксимирующего гистограмму локальных оценок индекса SSIM. На множестве изображений общедоступной базы TID2013 показывается, что предложенный параметр является более точной характеристикой сходства изображений, чем среднее множество локальных оценок.