Der Strukturähnlichkeitsindex (SSIM) ist eine Methode, mit der die Ähnlichkeit zwischen zwei Bildern gemessen wird. Er wird üblicherweise zur Bewertung der Bildqualität, insbesondere nach Kompression oder Übertragung, verwendet. SSIM berücksichtigt Änderungen der Luminanz, des Kontrasts und der Struktur, um einen umfassenden Ähnlichkeitswert zu erzielen.

SSIM verstehen

SSIM vergleicht ein Referenzbild mit einem verzerrten oder verarbeiteten Bild. Die Punktzahl reicht von -1 bis 1, wobei 1 eine perfekte Ähnlichkeit anzeigt. Es ist eher auf die menschliche visuelle Wahrnehmung ausgerichtet als herkömmliche Metriken wie Mean Squared Error (MSE).

Schritte zur Berechnung von SSIM

Die Berechnung von SSIM umfasst mehrere Schritte:

  • Konvertieren Sie Bilder in Graustufen, wenn sie in Farbe sind.
  • Teilen Sie Bilder in kleine Patches oder Fenster.
  • Berechnen Sie Luminanz, Kontrast und Strukturkomponenten für jedes Fenster.
  • Kombinieren Sie diese Komponenten, um den SSIM-Index für jedes Fenster zu berechnen.
  • Mittelwert der SSIM-Werte über alle Fenster, um die Endpunktzahl zu erhalten.

Tools und Bibliotheken

Mehrere Softwarebibliotheken können SSIM automatisch berechnen, einschließlich:

  • OpenCV (Python, C++)
  • scikit-Bild (Python)
  • MATLAB Bildverarbeitungs-Toolbox
  • ImageJ mit SSIM Plugin