怎么定义图像的质量？如何评价图像的质量?

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一、图像质量的定义

我的这个专栏叫做图像质量评价，但是什么叫做图像的质量呢？图像质量是一个非常宽泛的概念，在不同情况下有不同的理解。

比如下面这张非常注明的照片《毕加索》，是肖像摄影“极简主义”创始人欧文·佩恩的名作。他被称为“极简主义”的摄影大师。1967年的作品《毕加索》是他“极简主义”的代表作。拍摄时，礼帽挡着毕加索的头顶，衣领遮去了他的嘴唇和耳垂，不仅如此，佩恩还用阴影掩饰了他的一只眼睛和一半的鼻子。优美的帽檐曲线给这幅作品增加了色彩，作品的主要特色亮点就是突出强调了目光深邃，囧囧有神的具有穿透力的眼睛，表现了毕加索敏锐眼神的力量。（引自肖像摄影“极简主义”创始人欧文·佩恩—许生评析作品《毕加索》）

这当然是一张在美学意义上经典的照片，但在一位专门做相机图像质量调优的工程师眼中，却可能会觉得画面很多地方欠曝，动态范围不够，背景噪声过大。那这张图片的质量高吗？

还有这张收购价达到3401000美元的照片《无题》，画面上的牛仔呈现了标准的美国男人气概，就像西部片中歌颂的那样，但同时他又有些虚无缥缈，遥不可及。这当然是一张好照片，但你可以明显感觉到图像的噪声。这样的图像质量高吗？（图片来自世界十大最昂贵的摄影作品：）

下面这张CT图片从美学上毫无美感，但是却能够清晰的揭示肺部的结节，它的图像质量高吗？

下面这张照片（来自杨幂写真）从细节、噪声、对比度等方面讲都很好，但是如果用来做人脸识别，却会难倒很多人脸识别算法。那这张照片的质量高吗？

因此，在进行图像质量的评价之前，我们需要首先仔细定义 “图像质量”的含义。这肯定取决于产生图像的用途，以及图像的观察者。

在这个专栏中，我主要想要讨论的是消费级电子产品（例如手机）的相机成像的图像质量。按照主要参考资料[1]的观点，这种情况下的图像的质量应该被定义为：

在特定观看条件下的图像的感知质量，其由输入和输出成像系统的设置和属性确定，最终影响人对图像的价值判断

注意，有些人认为相机图像质量好是要求拍出来的照片和人眼观察到的原始场景一致，例如有人认为苹果手机拍出来的图像比华为手机拍出来的图像更接近原始场景，因此苹果手机的图像质量更好——这种判断方式也是不对的。有两个原因：

第一，一幅图像可能会对某些属性进行大量修改，但仍然比一幅更真实的原始场景的图像看起来更令人愉快，并被认为具有更高的价值。例如手机在做夜景拍摄时，可能会要求拍出来比肉眼观察到的场景更加亮，能凸显一些细节的照片。而在人像拍摄时，又会对背景做一定程度的虚化，凸显出主角。

（引自DXOMARK：Huawei Mate 30 Pro 5G camera review）

第二，个人偏好之间也有差异。摄影专业人员和非专业人士之间就有偏好差异。一个专业相机图像质量算法工程师和其他人也可能具有完全不同的偏好。

因此，我们需要进一步讨论在上述定义中，图像质量具有哪些关键属性。

二、图像质量的属性

我在1.早期的摄影技术Niépce Heliograph中给你展示了现存最早的照片

乍一看一下，从这张照片里面看不出什么内容，因为照片本身拍摄的条件有限，且又经过这么多年的辗转，确实不易分辨其中的内容。

但是经过一定的处理之后，你可以明显看得更加清晰，在大多数人眼中，都会觉得下面这张照片的质量更高：

当然，这张照片依然是模糊的，而且有很多噪声，并且没有颜色。我们无法看清楚图像上的细节，而且由于拍摄时曝光时间长达八小时，因此图像上两边的墙壁都被照亮了。因此，总体来说在看惯了高清无码大片的我们来说，这张照片依然是渣画质

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