SSIM(结构相似性)-数学公式及python实现

2023-12-13 22:08

本文主要是介绍SSIM(结构相似性)-数学公式及python实现,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

SSIM是一种衡量两幅图片相似度的指标。
出处来自于2004年的一篇TIP,
标题为:Image Quality Assessment: From Error Visibility to Structural Similarity
地址为:https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=1284395

与PSNR一样,SSIM也经常用作图像质量的评价。


先了解SSIM的输入
SSIM的输入就是两张图像,我们要得到其相似性的两张图像。其中一张是未经压缩的无失真图像(即ground truth),另一张就是你恢复出的图像。所以,SSIM可以作为super-resolution质量的指标。
假设我们输入的两张图像分别是x和y,那么

式1是SSIM的数学定义,其中:


总结

  1. SSIM具有对称性,即SSIM(x,y)=SSIM(y,x)
  2. SSIM是一个0到1之间的数,越大表示输出图像和无失真图像的差距越小,即图像质量越好。当两幅图像一模一样时,SSIM=1;

如PSNR一样,SSIM这种常用计算函数也被tensorflow收编了,我们只需在tf中调用ssim就可以了:

tf.image.ssim(x, y, 255)

源代码如下:

def ssim(img1, img2, max_val):"""Computes SSIM index between img1 and img2.This function is based on the standard SSIM implementation from:Wang, Z., Bovik, A. C., Sheikh, H. R., & Simoncelli, E. P. (2004). Imagequality assessment: from error visibility to structural similarity. IEEEtransactions on image processing.Note: The true SSIM is only defined on grayscale.  This function does notperform any colorspace transform.  (If input is already YUV, then it willcompute YUV SSIM average.)Details:- 11x11 Gaussian filter of width 1.5 is used.- k1 = 0.01, k2 = 0.03 as in the original paper.The image sizes must be at least 11x11 because of the filter size.Example:# Read images from file.im1 = tf.decode_png('path/to/im1.png')im2 = tf.decode_png('path/to/im2.png')# Compute SSIM over tf.uint8 Tensors.ssim1 = tf.image.ssim(im1, im2, max_val=255)# Compute SSIM over tf.float32 Tensors.im1 = tf.image.convert_image_dtype(im1, tf.float32)im2 = tf.image.convert_image_dtype(im2, tf.float32)ssim2 = tf.image.ssim(im1, im2, max_val=1.0)# ssim1 and ssim2 both have type tf.float32 and are almost equal.img1: First image batch.img2: Second image batch.max_val: The dynamic range of the images (i.e., the difference between themaximum the and minimum allowed values).Returns:A tensor containing an SSIM value for each image in batch.  Returned SSIMvalues are in range (-1, 1], when pixel values are non-negative. Returnsa tensor with shape: broadcast(img1.shape[:-3], img2.shape[:-3])."""_, _, checks = _verify_compatible_image_shapes(img1, img2)with ops.control_dependencies(checks):img1 = array_ops.identity(img1)# Need to convert the images to float32.  Scale max_val accordingly so that# SSIM is computed correctly.max_val = math_ops.cast(max_val, img1.dtype)max_val = convert_image_dtype(max_val, dtypes.float32)img1 = convert_image_dtype(img1, dtypes.float32)img2 = convert_image_dtype(img2, dtypes.float32)ssim_per_channel, _ = _ssim_per_channel(img1, img2, max_val)# Compute average over color channels.return math_ops.reduce_mean(ssim_per_channel, [-1])

参考:https://en.wikipedia.org/wiki/Structural_similarity

这篇关于SSIM(结构相似性)-数学公式及python实现的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/490133

相关文章

使用Python删除Excel中的行列和单元格示例详解

《使用Python删除Excel中的行列和单元格示例详解》在处理Excel数据时,删除不需要的行、列或单元格是一项常见且必要的操作,本文将使用Python脚本实现对Excel表格的高效自动化处理,感兴... 目录开发环境准备使用 python 删除 Excphpel 表格中的行删除特定行删除空白行删除含指定

Linux下删除乱码文件和目录的实现方式

《Linux下删除乱码文件和目录的实现方式》:本文主要介绍Linux下删除乱码文件和目录的实现方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录linux下删除乱码文件和目录方法1方法2总结Linux下删除乱码文件和目录方法1使用ls -i命令找到文件或目录

SpringBoot+EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出

《SpringBoot+EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出》这篇文章主要为大家详细介绍了SpringBoot如何结果EasyExcel实现自定义复杂样式导入导出功能,文中的示例代码讲解详细,... 目录安装处理自定义导出复杂场景1、列不固定,动态列2、动态下拉3、自定义锁定行/列,添加密码4、合并

mybatis执行insert返回id实现详解

《mybatis执行insert返回id实现详解》MyBatis插入操作默认返回受影响行数,需通过useGeneratedKeys+keyProperty或selectKey获取主键ID,确保主键为自... 目录 两种方式获取自增 ID:1. ​​useGeneratedKeys+keyProperty(推

Spring Boot集成Druid实现数据源管理与监控的详细步骤

《SpringBoot集成Druid实现数据源管理与监控的详细步骤》本文介绍如何在SpringBoot项目中集成Druid数据库连接池,包括环境搭建、Maven依赖配置、SpringBoot配置文件... 目录1. 引言1.1 环境准备1.2 Druid介绍2. 配置Druid连接池3. 查看Druid监控

Python通用唯一标识符模块uuid使用案例详解

《Python通用唯一标识符模块uuid使用案例详解》Pythonuuid模块用于生成128位全局唯一标识符,支持UUID1-5版本,适用于分布式系统、数据库主键等场景,需注意隐私、碰撞概率及存储优... 目录简介核心功能1. UUID版本2. UUID属性3. 命名空间使用场景1. 生成唯一标识符2. 数

Linux在线解压jar包的实现方式

《Linux在线解压jar包的实现方式》:本文主要介绍Linux在线解压jar包的实现方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录linux在线解压jar包解压 jar包的步骤总结Linux在线解压jar包在 Centos 中解压 jar 包可以使用 u

Python办公自动化实战之打造智能邮件发送工具

《Python办公自动化实战之打造智能邮件发送工具》在数字化办公场景中,邮件自动化是提升工作效率的关键技能,本文将演示如何使用Python的smtplib和email库构建一个支持图文混排,多附件,多... 目录前言一、基础配置:搭建邮件发送框架1.1 邮箱服务准备1.2 核心库导入1.3 基础发送函数二、

c++ 类成员变量默认初始值的实现

《c++类成员变量默认初始值的实现》本文主要介绍了c++类成员变量默认初始值,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧... 目录C++类成员变量初始化c++类的变量的初始化在C++中,如果使用类成员变量时未给定其初始值,那么它将被

Python包管理工具pip的升级指南

《Python包管理工具pip的升级指南》本文全面探讨Python包管理工具pip的升级策略,从基础升级方法到高级技巧,涵盖不同操作系统环境下的最佳实践,我们将深入分析pip的工作原理,介绍多种升级方... 目录1. 背景介绍1.1 目的和范围1.2 预期读者1.3 文档结构概述1.4 术语表1.4.1 核