怎么定义图像质量?如何评价图像的质量?
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⼀、图像质量的定义
我的这个专栏叫做图像质量评价,但是什么叫做图像的质量呢? 图像质量是⼀个⾮常宽泛的概念,在不同情况下有不同的理解。
⽐如下⾯这张⾮常注明的照⽚《毕加索》,是肖像摄影“极简主义”创始⼈欧⽂·佩恩的名作。他被称为“极简主义”的摄影⼤师。1967年的作品《毕加索》是他“极简主义”的代表作。拍摄时,礼帽挡着毕加索的头顶,⾐领遮去了他的嘴唇和⽿垂,不仅如此,佩恩还⽤阴影掩饰了他的⼀只眼睛和⼀半的⿐⼦。优美的帽檐曲线给这幅作品增加了⾊彩,作品的主要特⾊亮点就是突出强调了⽬光深邃,囧囧有神的具有穿透⼒的眼睛,表现了毕加索敏锐眼神的⼒量。(引⾃肖像摄影“极简主义”创始⼈欧⽂·佩恩—许⽣评析作品《毕加索》)
这当然是⼀张在美学意义上经典的照⽚,但在⼀位专门做相机图像质量调优的⼯程师眼中,却可能会觉得画⾯很多地⽅⽋曝,动态范围不够,背景噪声过⼤。那这张图⽚的质量⾼吗?
还有这张收购价达到3401000美元的照⽚《⽆题》,画⾯上的⽜仔呈现了标准的美国男⼈⽓概,就像
西部⽚中歌颂的那样,但同时他⼜有些虚⽆缥缈,遥不可及。这当然是⼀张好照⽚,但你可以明显感觉到图像的噪声。这样的图像质量⾼吗?(图⽚来⾃世界⼗⼤最昂贵的摄影作品:)
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下⾯这张CT图⽚从美学上毫⽆美感,但是却能够清晰的揭⽰肺部的结节,它的图像质量⾼吗?
下⾯这张照⽚(来⾃杨幂写真)从细节、噪声、对⽐度等⽅⾯讲都很好,但是如果⽤来做⼈脸识别,却会难倒很多⼈脸识别算法。那这张照⽚的质量⾼吗?
因此,在进⾏图像质量的评价之前,我们需要⾸先仔细定义 “图像质量”的含义。这肯定取决于产⽣图像的⽤途,以及图像的观察者。
南海在哪个省在这个专栏中,我主要想要讨论的是消费级电⼦产品(例如⼿机)的相机成像的图像质量。按照主要参考资料[1]的观点,这种情况下的图像的质量应该被定义为:
在特定观看条件下的图像的感知质量,其由输⼊和输出成像系统的设置和 属性确定,最终影响⼈对图像的价值判断
注意,有些⼈认为相机图像质量好是要求拍出来的照⽚和⼈眼观察到的原始场景⼀致,例如有⼈认为苹果⼿机拍出来的图像⽐华为⼿机拍出来的图像更接近原始场景,因此苹果⼿机的图像质量更好——这种判断⽅式也是不对的。有两个原因:
第⼀,⼀幅图像可能会对某些属性进⾏⼤量修改,但仍然⽐⼀幅更真实的原始场景的图像看起来更令⼈愉快,并被认为具有更⾼的价 值。例如⼿机在做夜景拍摄时,可能会要求拍出来⽐⾁眼观察到的场景更加亮,能凸显⼀些细节的照⽚。⽽在⼈像拍摄时,⼜会对背景做⼀定程度的虚化,凸显出主⾓。
申世京图片
(引⾃DXOMARK:Huawei Mate 30 Pro 5G camera review)
第⼆,个⼈偏好之间也有差异。摄影专业⼈员和⾮专业⼈⼠之间就有偏好差异。⼀个专业相机图像质量算法⼯程师和其他⼈也可能具有完全不同的偏好。
因此,我们需要进⼀步讨论在上述定义中,图像质量具有哪些关键属性。
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⼆、图像质量的属性
我在1.早期的摄影技术Niépce Heliograph中给你展⽰了现存最早的照⽚
但是经过⼀定的处理之后,你可以明显看得更加清晰,在⼤多数⼈眼中,都会觉得下⾯这张照⽚的质量更⾼: