指标体系(一张图了解指标体系的知识)

 

### 遥感影像匹配评估指标计算方法 #### 峰值信噪比(PSNR) 峰值信噪比是种衡量两幅像之间差异的方法,常用于评价重建或压缩后的像质量。对于遥感影像而言,该指标同样适用于比较配准前后的像变化情况。 \[ \text{PSNR} = 10\log_{10}\left(\frac{\max(I)^2}{\text{MSE}}\right) \] 其中 \( I \) 表示原始像的最大像素值;\( MSE \) 是均方误差: \[ \text{MSE}=\frac{1}{mn}\sum^{m}_{i=1}\sum^{n}_{j=1}[I(i,j)-K(i,j)]^2 \] 这里 \( m,n \) 分别代表像的高度和宽度;\( I,K \) 则分别表示源像与目标像[^2]。 ```python import numpy as np def psnr(original, compressed): mse = np.mean((original - compressed)**2) if mse == 0: # Perfect match return 'INFINITY' max_pixel_value = original.max() psnr_result = 20 * np.log10(max_pixel_value / np.sqrt(mse)) return psnr_result ``` #### 弗雷歇距离指数(FID) 弗雷彻距离主要用于测量两个概率分布之间的相似程度,在此背景下可以用来对比不同时间点获取的同区域内的遥感数据集间的统计特性致性。具体实现涉及到提取每张片的颜色直方并将其视为高维空间中的向量来进行运算。 由于 FID 的实际计算较为复杂,通常依赖于预训练好的神经网络模型来获得特征表达后再做进步分析,因此此处不提供具体的 Python 实现代码片段。 #### 像感知相似性(LPIPS) 这种度量方式考虑到了人类视觉系统的特性和敏感度,它不仅关注低层次的信息如亮度、颜色等,还会考虑到高层次的内容结构因素。通过预先训练过的深度卷积神经网络(DCNN),可以直接量化两张给定输入间主观感受上的差距大小。 同理,因为 LPIPS 涉及到复杂的深度学习框架调用过程,故省略其详细的编程示范部分。 #### 无参考平均梯度(AG) 这是种不需要参照标准样本就能单独对单个测试对象打分的技术手段。主要原理在于利用边缘检测技术捕捉画面内部细节轮廓的变化趋势,进而推断整体清晰度水平高低。简单来说就是求解整幅画面上所有相邻两点间灰度差绝对值得平均值。 ```python from scipy.ndimage import sobel def average_gradient(image): grad_x = sobel(image, axis=0, mode='constant') grad_y = sobel(image, axis=1, mode='constant') magnitude = np.hypot(grad_x, grad_y).mean() return magnitude ``` #### 无参考自然像质量评估(NIQE) 这种方法模仿了自然界中真实存在的良好成像效果所具备的些典型属性模式,比如局部纹理的致性以及全局范围内的色彩平衡状况等等。借助这些先验知识建立起套完整的评分体系之后便能快速判断任意一张未经标注的新照片是否接近理想状态下的表现形式。 如同前面提到过的情况样,鉴于 NIQE 方法本身的特殊性质决定了其实现起来相对繁琐些,所以在此也不给出相应的脚本实例供读者参考。
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