SSIMarvojen

SSIM-arvot ovat tilastollinen mittari, jolla kuvataan referenssi- ja kohdekuvan rakenteellista samankaltaisuutta. Arvoalue on 0–1, missä 1 merkitsee täydellistä identtisyyttä ja 0 ei vastaa lainkaan toista kuvaa.

SSIM perustuu kolmeenkomponenttiin: kirkkauteen (luminance), kontrasti ja rakenne. Kuva ja referenssi jaetaan ikkunakohtaisesti (esim. 11×11) ja jokaiselle ikkunalle lasketaan paikallinen l-, c- ja s-termien arvo. Lopullinen SSIM-arvo muodostetaan useimmiten näiden paikallisten arvojen keskiarvona koko kuvalle. Näin mittari ottaa huomioon sekä voimakkaat että heikommat alueet kuvaspien.

Peruslaskukaavat tavallisessa muodossa ovat esimerkiksi: l(x,y) = (2 μx μy + C1) / (μx^2 + μy^2 + C1), c(x,y) = (2 σx σy + C2) / (σx^2 + σy^2 + C2) ja s(x,y) = (σxy + C3) / (σx σy + C3), jolloin SSIM(x,y) = l(x,y) · c(x,y) · s(x,y). Vakioita C1, C2 (ja usein C3) käytetään laskun vakauttamiseen. Yleisesti C3 = C2/2. Usein luvussa käytetään useita skaaloja ja silmukoita, jolloin tulokset muodostuvat MS-SSIM-arvoina.

SSIM-arvoja käytetään laajasti kuvanpakkaus-, liuotus- ja denoisanointialgoritmien laadun arviointiin sekä kuvanlaatua mittaavien rinnakkaisten työkalujen validointiin. Verrattuna perinteisiin virhe- tai MSE- tai PSNR-lukuihin, SSIM antaa useimmissa tilanteissa paremman arvion ihmisen näköaistin mukaista laatua, mutta se ei ole erehtymätön ja voi antaa harhaisia tuloksia geometrian tai väriarvojen muutoksissa.