В статье описаны исследования влияния уменьшения изображений на количественную оценку их качества. Под уменьшением изображения подразумевается пропорциональное уменьшение горизонтального и вертикального разрешений изображения в пикселях. В рамках данных исследований был выполнен анализ корреляции между количественными оценками качества изображений и субъективными оценками экспертов. Для экспериментов использовались изображения из общедоступной базы TID2013с разрешением изображений 512 × 384 пикселя и с экспертными оценками их качества, а также фотографии, сделанные цифровой фотокамерой Nikon D5000 с разрешением 4288 × 2848 пикселя. Все изображения уменьшались в 2, 4 и 8 раз. Для уменьшения использовались два метода: билинейная интерполяция и интерполяция по ближайшему соседу.
Для оценки качества изображений было отобрано 22 меры. Количественная оценка качества изображения вычислялась в два этапа. На первом этапе получали массив локальных оценок в окрестности каждого пиксела с использованием отобранных мер. На втором этапе вычислялась глобальная оценка качества по полученным локальным. Для обобщения локальных оценок качества рассматривались параметры 16 распределений случайных величин.
По результатам экспериментов сделан вывод, что точность оценки качества для некоторых мер снижается при уменьшении изображений (например, меры FISH, GORD, HELM, LOEN). Рекомендуется применять меры BREN и SHAR. Для уменьшения изображений лучше использовать метод интерполяции ближайшего соседа. При этом время вычислений оценок в среднем сокращается в 4 раза при уменьшении изображений в 2 раза. При уменьшении изображений в 8 раз, время вычислений в среднем снижается в 80 раз. При этом объем памяти необходимой для хранения цифровых изображений уменьшается в 25 раз.
The article describes studies of the effect of image reduction on the quantitative assessment of their quality. Image reduction refers to the proportional reduction of horizontal and vertical image resolutions in pixels. Within the framework of these studies, correlation analysis between quantitative assessments of image quality and subjective assessments of experts was performed. For the experiments, we used images from the public TID2013 database with a resolution of 512 × 384 pixels and expert estimates of their quality, as well as photographs taken with a Nikon D5000 digital camera with a resolution of 4288 × 2848 pixels. All images were reduced in 2, 4 and 8 times. For this two methods were used: bilinear interpolation and interpolation by the nearest neighbor.
22 measures were selected to evaluate image quality. Quantitative assessment of image quality was calculated in two stages. At the first stage, an array of local estimates was obtained in the vicinity of each pixel using the selected measures. At the second stage, a global quality assessment was calculated from the obtained local ones. To summarize local quality estimates, the parameters of 16 distributions of random variables were considered.
According to the results of the experiments, it was concluded that the accuracy of the quality assessment for some measures decreases with image reduction (for example, FISH, GORD, HELM, LOEN measures). BREN and SHAR measures are recommended as the best. To reduce images, it is better to use the nearest neighbor interpolation method. At the same time, the computation time of estimates is reduced on average by 4 times while reducing images by 2 times. When images are reduced by 8 times, the calculation time decreases on average by 80 times. The amount of memory required to store the reduced images is 25 times less.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.