圖像質量評價是圖像處理、計算機視覺和多媒體通信等領域中不可或缺的一環。通過客觀、準確的參數指標，我們可以對圖像的質量進行全面的評估，進而為圖像處理算法的優化、系統性能的提升以及用戶體驗的改善提供有力支持。那么，圖像質量評價的參數指標有哪些呢？本文進行了簡單總結。

?

1.分辨率

圖像分辨率體現了給定的圖像轉換系統對圖像細節的描述程度，要把分辨率與整個圖像的銳化程度或者圖像質量的整體評估正確地區分。分辨率是決定輸出信號能否在給定的圖像尺寸下包含足夠細節信息的唯一參數，它和圖像是否銳化或者是否受到干擾的影響沒什么關系。分辨率常用一維或者線分辨率來表示，因為這樣方便測量且符合理論。用待測相機拍攝一個稱為“wedge”的測試模板，該模板被黑白線間隔覆蓋，且線間距離逐漸放大。待測相機將它視為一幀電影、一張打印照片或是一幅在電子顯示器上重構的圖像進行視覺觀察，然后以合適的分辨率決定點數，使得白線與黑線有一定的距離。也就是說，分辨率是目標圖像系統所能傳輸的最高空間頻率。圖1為ISO 12233定義的測試圖，專門用于數碼相機，并且有雙曲型分辨率楔型條紋用于優化視覺分辨率的測量。

?

2.?頻率響應

與分辨率類似，頻率響應是一種與空間輸出響應相關的參數，但是它涵蓋所有頻段的響應，它常由輸出信號的響應幅度（歸一化的最低頻率）與頻率繪制成的曲線來表示，測試系統的輸入采用頻率掃描方法。頻率響應相當于光學系統的MTF，從響應曲線中可以讀出各種與圖像質量相關的信息。例如，在每個頻率下的一個更高的輸出級別都會給出更高的銳化度。分辨率的值相當于響應曲線的最高頻率。即使一些系統有著相同的分辨率，在中頻范圍內具有更高響應的系統有更高的銳化度。

3.?噪聲

廣義上講，任何信號成分混入輸出所引起的實際輸出與期望輸出之間的差異都可以稱為噪聲。這個詞源于音頻技術，有時也稱為“失真”，它產生于觀察到的圖片發生幾何形狀的變化或者視頻信號的波形變化。從這個觀點來看，一切造成圖像惡化的因素都可以稱為噪聲。在通常情況下，人們常用一種相對狹義的定義，即在輸入是平穩的信號時，將波動的信號疊加在輸出信號上并稱之為噪聲。最主要的噪聲是在圖像系統的光電轉換過程（如散粒噪聲、暗電流等）和信號處理過程中產生的，其中包括電路的干擾（如放大器噪聲、電源開關噪聲等）。大部分時候，人們希望噪聲越少越好。為了定量評估噪聲，用圖像信號的偏差分布作為評價噪聲的一個指標，采用對均勻白圖進行拍攝作為預先設定的參考信號的值。其參考值為零時，即圖像系統完全被遮光，噪聲被稱為“暗噪聲”。標準偏差或者最大偏差（峰峰值的差）通常 用來指示噪聲的強度。信噪比，即噪聲和參考信號的比值。作為一個評估值，通常使用它的對數值。

4.?灰度（色調曲線、伽馬特性曲線）

用灰度來評估從低光強到高光強的輸入輸出特性曲線，這個曲線被稱為灰度曲線或者色調曲線。相機從輸入目標光照度到輸出信號的色調曲線，而每一個輸出設備（如顯示器、打印機等）都有一個從輸入信號到輸出光照度的色調曲線。總體灰度是由相機和輸出設備的整體色調曲線所描述的。這些圖像設備中的一部分色調曲線有時是近似以指數方式增長，公式如下：上式中，x是輸入，y是輸出，k是線性常數，γ是指數系數。所以，色調曲線有時也稱為伽馬特性曲線。能給整體灰度當作參考的典型參數稱為線性參數。如果輸出結果顯示的強度和原始目標的光照度成比例，就可以說這是一個理想的圖像再現過程?；叶葏翟谝粋€實際的圖像系統中適當地受到限制，至少在高光照度和低光照度的部分壓縮是很正常的。對相機中灰度參數的評估，需要考慮以下兩點：第一，要考慮一個輸入信號是否能夠被處理成標準信號的伽馬曲線，這是最基本的。第二，在選好顯示設備后，需要考慮整體的色調再現是否是恰當的。也就是說相機的色調曲線經由基本的標準伽馬曲線怎么轉換才能再現最佳的視覺圖像。

5.?動態范圍

動態范圍是檢測信號中最大值和最小值的比，即最大的光照度和最小的光照度的比值，它常常是以對數形式表示出來的（以分貝或曝光值為單位）。將處理信號的范圍分為兩部分：高于或者低于一個任意邊界的參考信號值（通常選用白點評做參考）。這個邊界（高光照度）以上的信號范圍取決于信號電平的最大值（飽和度），反之則取決于噪聲（信噪比）。動態范圍是這兩個范圍之和。輸入飽和度指的是在輸出信號達到最大或者停止變化的點（飽和點）的目標光照度，也可以理解為是灰度曲線變平之上的點。因此，邊界以上的范圍可以由下面的方法給出，即計算輸入飽和值和對應于參考信號的目標光照度的比值。

6.?色彩再現

目標物體的色彩是否能真實地再現和恰當地傳達給觀察者體現了色彩再現的質量。一個比色圖表的照片由測試相機拍攝，這個圖片可以經適當的公式轉換后給出相應的色度值。在它的幫助下，我們可以得出每種顏色由相機產生的色度和它預期色度差值。為了評估整體色彩再現的結果，需要一個顯示設備或者打印出的圖像，然后測量輸出設備中顯示的輸出光照的色度，并和預期的值進行比較。影響人類感知色彩的因素有很多，例如亮度大小的影響，對色彩的記憶，背景色的影響，在反射和傳輸中給人感覺的不同，還有系統有限的動態范圍的影響。此外，目前的色彩學和色度學是基于三刺激值的等色理論（三色分立理論）建立起來的，但是實際上人類顏色視覺與光譜有關，很難直接用三色表示?；谶@個原因，圖像色度和預期值之間微小的偏差不能簡單的表示真實色彩的重現。因此，通常觀察比色圖或實際物體作為最終的評估。所以在現有技術條件下，色彩再現的選擇，即什么樣的色彩呈現在輸出設備上，是依賴于設計者或者評估者的主觀敏感度的。然而，色彩再現中的數值計算對于一個圖像系統依然是非常有用的。圖像的許多重要性能參數可以在色度上進行量化評估，例如，色彩的飽和度、色彩的再現范圍，色彩再現的穩定性、相機本身色散特性的差別等。最重要的是，記錄量化再現系統的色彩參數可以正確地再現由設計者選擇的顏色。

7.?均勻性

均勻性不是一個內在的評估項，它描述的是圖像的各種參數在一定為范圍內是怎樣變化的。這是說“均勻性”可以應用于任何特性，例如分辨率，它可以在整個圖像范圍中變化，其中經?？紤]的內容是光照度的均勻性和色彩的均勻性。當光照均勻時，記錄的圖像是扁平的，記錄值或者輸出值在整個圖像范圍內都不會有多大的變化。但是，實際相機的各種因素會擾亂光照度或者色彩輸出的均勻性。通常情況下，不均勻性是對均勻照明的白色圖片全圖進行拍攝時，測量記錄信號光照水平的峰峰值范圍。對于色彩的不均勻性來說，一個簡單的方法就是估量貫穿整個屏幕中兩個不同顏色信號的峰峰值。另一個更為精確的方法是利用色彩差異的最大值，即在色環上像素數據分布的最大距離。其他的圖像參數也呈現出不均勻性。

?

?