sapiСистемный анализ и прикладная информатика«System analysis and applied information science»2309-49232414-0481Belarusian National Technical University10.21122/2309-4923-2024-1-4-11sapi-653Research ArticleСистемный анализSystem analysisОценка качества цифровых изображений изломов металлических объектов.Image quality assessment of fractures of metallic objectsГолубЮ. И.GolubYu. I.

Голуб Юлия Игоревна, кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник

Минск

Yuliya I. Golub, PhD, Associate Professor, Senior Research Fellow

Minsk

СтаровойтовВ. В.StarovoitovV. V.

Старовойтов Валерий Васильевич, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник

Минск

Starovoitov Valery, Doctor of Sciences and professor of computer science. He is a Principal research fellow

Minsk

valerys@newman.bas-net.byОбъединенный институт проблем информатики Национальной академии наук БеларусиБеларусьUnited institute of informatics problems of the National Academy of Sciences of BelarusBelarus20240805202401411Copyright © Голуб Ю.И., Старовойтов В.В., 20242024Голуб Ю.И., Старовойтов В.В.Golub Y.I., Starovoitov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sapi.bntu.by/jour/article/view/653

Рассматривается задача вычисления количественной оценки качества цифровых изображений изломов металлических объектов, зарегистрированных фотоаппаратом и цифровым микроскопом. Оценка качества выполняется в отсутствии эталонных изображений. В статье представлен подход, в основе которого лежит вычисление локальных оценок с последующим анализом их распределения. Исследованы разные варианты оценочных функций для резкости, яркости и контраста, описанные в отечественной и зарубежной литературе. Отобраны те из них, распределение которых унимодально. Показано, что среднее локальных оценок является приемлемой обобщающей характеристикой качества изображения, если они имеют нормальное (гауссово) распределение. В этом случае среднее является одним из его параметров. В ином случае более точными количественными характеристиками качества изображения могут служить параметры распределения Вейбулла. Предложенный подход позволяет более объективно делить множество изображений анализируемых объектов на две группы – имеющие удовлетворительное или неудовлетворительное качество для выполнения экспертных исследований по изображениям.

The problem of calculating a quantitative quality assessment of digital images of metal object fractures recorded by a camera or a digital microscope is considered. Quality assessment is performed when the reference images are absent. The paper presents an approach based on calculation of local estimates followed by analysis of their distribution. Several variants for calculation of local estimates have been studied. Those whose distribution is unimodal were selected. It is shown that the average of local estimates is an acceptable general characteristic of image quality if they have a normal (Gaussian) distribution. In this case, the average is one of its parameters. Otherwise, the parameters of the Weibull distribution can serve as more accurate quantitative characteristics of image quality in general. The proposed approach divides more objectively the set of the analyzed images into two groups those with satisfactory or unsatisfactory quality for performing expert studies using images. Examples of the quality assessment of different object images recorded at different resolutions are presented.

цифровое изображениеколичественная оценка качества изображенияизлом металлараспределение Вейбулланормальное распределениеdigital imagequantitative assessment of image qualitymetal fractureWeibull distributionnormal distributionReferencesГолуб, Ю.И., Старовойтов В.В. Оценка качества цифровых изображений. – Минск: ОИПИ НАН Беларуси, 2023. – 252 с.Golub, Y.I., Starovoitov, V.V. Digital image quality assessment. – Minsk : UIIP NAN Belarus, 2023. – 252 p.Kocić, J. Image quality parameters: A short review and applicability analysis / J. Kocić, I. Popadić, B. Livada // Proceedings of the 7th Intern. Scientifi Conf. on Defensive Technologies, Belgrade. – Belgrade, 2016. – P. 391-397.Kocić, J. Image quality parameters: A short review and applicability analysis / J. Kocić, I. Popadić, B. Livada // Proceedings of the 7th Intern. Scientifi Conf. on Defensive Technologies, Belgrade. – Belgrade, 2016. – Pр. 391-397.Xu, S. No-reference/blind image quality assessment: a survey / S. Xu, S. Jiang, W. Min // IETE Technical Review. – 2017. – Vol. 34. – № 3. – P. 223-245.Xu, S. No-reference/blind image quality assessment: a survey / S. Xu, S. Jiang, W. Min // IETE Technical Review.  – 2017. – Vol. 34.  – № 3.  – Pр. 223-245.Dumic, E. IQM2 – New image quality measure based on steerable pyramid wavelet transform and structural similarity index / E. Dumic, S. Grgic, M. Grgic // Signal, Image and Video Processing. – 2014. – V. 8. – № 6. – P. 1159–1168.Dumic, E. IQM2 – New image quality measure based on steerable pyramid wavelet transform and structural similarity index / E. Dumic, S. Grgic, M. Grgic // Signal, Image and Video Processing. – 2014. – V. 8. – № 6.  – Pр. 1159-1168.Terminals and subjective and objective assessment methods. Mean opinion score interpretation and reporting: ITU-T Rec. P.800.2 Series P. – 2016. – 18 p.Terminals and subjective and objective assessment methods. Mean opinion score interpretation and reporting: ITU-T Rec. P.800.2 Series P. – 2016. – 18 p.Methodologies for the subjective assessment of the quality of television images: ITU-R Rec. BT.500-15. – 2023. – 112 p.Methodologies for the subjective assessment of the quality of television images : ITU-R Rec. BT.500-15. – 2023. – 112 p.Pertuz, S. Analysis of focus measure operators for shape-from-focus / S. Pertuz, D. Puig, M.A. Garcia // Pattern Recognition. – 2013. – Vol. 46. – № 5. – P. 1415–1432.Pertuz, S. Analysis of focus measure operators for shape-from-focus / S. Pertuz, D. Puig, M.A. Garcia // Pattern Recognition. – 2013. – Vol. 46. – № 5. – Pр. 1415-1432.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.