圖像質量的含義包括圖像的逼真度和圖像的可讀懂性。所謂圖像的逼真度是指被評價圖像與標準圖像的偏離程度，偏差越小，逼真度越高。而圖像的可讀懂性是指由圖像能向人或機器提供信息的能力，它不僅與圖像系統的套用要求有關，而且常常與人眼的主觀感覺有關。圖像質量指標包括解析度、色彩深度、圖像失真等方面。
基本介紹
- 中文名：圖像質量指標
- 外文名：Image quality index
- 組成部分：解析度、色彩深度、圖像失真
- 主觀評價：最直接的圖像質量評價方法
- 客觀評價：只作為輔助手段
- 顯示解析度：VGA、XGA
圖像質量,主觀評價,客觀評價,指標組成部分,解析度,色彩深度,圖像失真,
圖像質量
圖像質量的含義包括圖像的逼真度和圖像的可讀懂性。所謂圖像的逼真度是指被評價圖像與標準圖像的偏離程度，偏差越小，逼真度越高。而圖像的可讀懂性是指由圖像能向人或機器提供信息的能力，它不僅與圖像系統的套用要求有關，而且常常與人眼的主觀感覺有關。
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。為了對圖像處理的各個環節進行合理評估，圖像質量評價的研究已經成為圖像信息工程的基礎技術之一。目前對圖像的評價主要是通過客觀的定量評價和主觀的定性評價進行的，前者憑藉實驗人員的主觀感知來評價對象的質量；後者依據模型給出的量化指標，模擬人類視覺系統感知機制衡量圖像質量。但目前人們對人類視覺特性仍沒有充分理解，特別是對人眼視覺的心理特性還難以找出定量的描述方法，因此圖像質量評價還處於研究階段。
主觀評價
觀察者的主觀評價最常用，也是最直接的圖像質量評價方法，通常可分為絕對評價和相對評價兩種。絕對評價是由觀察者根據事先規定的評級尺度或自己的經驗對圖像做出判斷和評價。必要時，可提供一組標準圖像作為參照系，幫助觀察者對圖像質量做出合適的評價。必要時，可提供一組標準圖像作為參照系，幫助觀察者對圖像質量做出合適的評價。為了保證圖像質量主觀評價的客觀性和準確性，可用一定數量觀察者的質量分數平均值作為最終主觀評價結果。
目前國際上已有成熟的主觀評價技術和國際標準，例如ITU-T Rec.P.910規定了多媒體套用的主觀評價方法；ITU-R BT.500-11規定了電視圖像的主觀評價方法，就視頻質量主觀評價過程中的測試序列、人員、距離以及環境做出了詳細的規定。主觀質量評分法（Mean Opinion Score：MOS）是質量最具代表性的主觀評價方法，它通過對觀察者的評分歸一化來判斷圖像質量。而主觀圖像評分法又可以分為絕對評價和相對評價兩種類型。
絕對評價是將圖像直接按照視覺感受分級評分，國際上規定了5級絕對尺度，包括質量尺度和妨礙尺度。對一般人來說，多採用質量尺度；對專業人員來說，則多採用妨礙尺度。
相對評價是由觀察者將一批圖像從好到壞進行分類，將它們比較得出好壞，並給出相應的評分。
客觀評價
客觀評價方法是根據人眼的主觀視覺系統建立數學模型，並通過具體的公式計算圖像的質量。傳統的圖像質量客觀評價方法主要包括均方誤差（mean squared error，MSE）和峰值信噪比（peak signal to noise rate，PSNR）。
因為客觀評價的內容是物理參量，評價的手段是物理量測量度，所以客觀評價的特點是能夠做到嚴格準確，具有較高的科學性和客觀性。但是這類評價並未考慮觀察者的心理因素，如感覺和情緒等，而後兩者在實際評判圖像質量時往往起著重要作用，因此，採用客觀評價方法來評價圖像質量是嚴格的，但不夠全面。特別是，採用客觀評價方法對當今數字圖像壓縮技術的圖像質量進行評價時，得到的客觀評價與實際的圖像質量情況相去甚遠。一般而言，由於圖像質量的優劣主要是由人眼的感覺決定的，所以通用的評價方法是以主觀評價為主，而客觀評價只作為輔助手段。
指標組成部分
解析度
解析度是評價人工圖像表現景物細節的能力，或圖像中細微部分能分解到什麼程度並被顯示出來的指標。顯然，在一個人工圖像系統中，圖像解析度與輸入解析度、表示解析度和輸出解析度都密切相關。
（1）輸入解析度是指圖像採制設備將景物光像轉換為人工圖像時，人工圖像表示原景物光像視覺信息的解析度。主要由成像系統的解析度、圖像感測器的解析度共同決定。掃瞄器通常用像素密度dpi（dot per inch，每英寸多少點）表示；數字相機習慣用其所輸出圖像的像素數N×M表示。
（2）表示解析度是指圖像信息系統中，通常用一副圖像在水平方向的像素數（N）與垂直方向的像素數（M）的乘積“N×M”的方式來表示該圖像的解析度；也可用一副凸現的像素密度ppi（pixels per inch，每英寸的像素數）來表示。可見，一副圖像的像素方陣的像素數目或單位長度的像素數目越多，圖像就越精細，看起來將越細膩清晰，表明圖像的解析度越高。但通過“插值（即插補）”生成的像素，就不含有原景物光像的視覺信息，因此，像素數多了，但圖像的解析度未提高。
（3）輸出解析度是指顯示器、印表機等圖像顯示/輸出設備所輸出的圖像表示原景物光影信息的精細程度。顯示解析度既可用N×M表示，也可用像素密度ppi表示；列印解析度通常用紙張上每英寸列印多少個點（dpi）表示。
目前，計算機顯示器常用的顯示解析度主要有：VGA（Video Graphics Araay）為640×480（4:3）；XGA（Extended Graphics Araay）為1024×768（4:3）。
色彩深度
色彩深度，又稱像素深度或圖像深度，是指用於表現、存儲每個像素圖像信息所用的碼位數。它決定了彩色圖像中可出現的最多顏色數，或者灰度圖像中的最大灰度等級數。因此，色彩也是用來度量圖像解析度（圖像在彩色信息方面的精細程度）的指標。
