SSIMllä

SSIMillä tarkoitetaan Structural Similarity Index Measure -mittaria, jota käytetään kuvanlaadun arviointiin vertaamalla kahta kuvaa toisiinsa. Se pyrkii mittaamaan näköaistin kannalta olennaiset erot ja antaa tuloksen väliltä 0–1, jossa arvo 1 tarkoittaa täydellistä identtistä kuvatulosta.

SSIM rakentuu kolmesta komponentista: valaisu (luminance), kontrasti ja rakenne. Paikallisia tilastoja arvioidaan käyttämällä ikkunaa, usein 11×11 pikselin kokoinen. Yleiset koostamistekijät voidaan kirjoittaa: l(x,y) = (2 μx μy + C1)/(μx^2 + μy^2 + C1), c(x,y) = (2 σx σy + C2)/(σx^2 + σy^2 + C2), s(x,y) = (σxy + C3)/(σx σy + C3). SSIM-kerroin on tavallisesti niiden tulon muodossa: SSIM(x,y) = l(x,y) · c(x,y) · s(x,y). Kuvien lopullinen piste saadaan usein ottamalla näiden paikallisten arvojen keskiarvo kuvan yli.

Käyttökohteet kattavat kuvanpakkauksen, videon pakkausprosesseja ja restaurointisovellukset, joissa referenssikuvaa verrataan käsiteltyyn kuvaan. Laadunindikaattorina SSIM on suosittu, koska se heijastaa parempia visuaalisia piirteitä kuin pelkät virhe- tai virhekertoimet. Variantteja, kuten MS-SSIM (multiscale SSIM), käytetään, kun kuva voi sisältää rakenteen erimittaisia skaaloja ja tarkkuusparannuksia eri resoluutioilla.

Rajoitukset: SSIM ei aina vastaa subjektiivista mielipidettä ja se voi olla herkkä väri- ja geometristen muutosten vaikutuksille. Se vaatii referenssikuvan, eikä sovellu täysin ilmanohjausta tai täysin erilaisten sisältöjen vertailuun. Väriä käsitellään usein erillisesti (esim. RGB-kanavat tai LAB/LUV-väriavaruudet), jolloin tulokset ovat luotettavampia värimuutosten kohdalla.

Historia: SSIM esiteltiin vuonna 2004 Wang ja kumppanit ja on sittemmin tullut vakiokäytännöksi kuvanlaadun mittauksissa sekä tutkimuksessa että teollisissa sovelluksissa.