MATLAB双谱图像融合技术研究仿真(7)
2.5 图像融合效果的评价
2.5.1 主观评价
主观评价法是依靠人眼对融合图像质量进行主观评估的方法。主观的定性评价可以较为快捷地判断融合图像是否配准，配准误差势必产生融合的重影，也可以快捷地判断图像的边缘信息是否损失，以及色彩的畸变是否存在、融合图像色彩和纹理是否丰富，等等。主观评价法具有简单、直观、快捷、方便的优点，在某些特定应用中是可行的。国际上对图像质量评价作了一个主观评价的五分制，如表2.1所示。
表2.1的标准中存在着“稍”、“明显”、“较”等模糊概念的词，这些标准没有一个明确的分割点，对于不同的人和环境来说，可能得到不同的结果。另外，视觉质量主要取决于观察者，具有主观性强、片面、可重复性差等缺点，且当观测条件发生变化时，评定的结果可能产生差异。所以主观评价标准虽然简单，但是尺度难以把握，很容易失去评价的客观性，一般都采用统计的方法，即让大量的观察者观看同一幅融合图像，然后统计评价结果。因此，需要将主观定性评价与客观的定量评价标准相结合进行综合评价，即在目视主观评价基础上进行客观定量评价。
分数 质量等级 损伤程度
5分 非常好 不觉察有损伤或干扰存在
4分 好 有稍可觉察的损伤或干扰，不妨碍观看
3分 一般 有明显可觉察的损伤或干扰，对观看稍有妨碍
2分 差 损伤和干扰较严重，妨碍观看
1分 非常差 损伤和干扰极严重，非常妨碍观看2.5.2 客观评价
为了消除人的主观因素和外部环境对于评价结果的影响，有必要提出一些不受外来影响的客观评价标准。这些客观评价标准都建立在图像本身的特点之上，可以分为基于融合图像信息量的评价标准和基于融合图像统计特征的评价标准两大类。
1．基于信息量的评价标准
（1）信息熵
信息熵反映的是图像包含信息量的多少，融合图像包含的信息量大，则说明其能充分地反映源图像的信息，融合质量好。设图像的灰度等级为L，p(i)表示融合图像中像素灰度等级为i的概率，即灰度为i的像素数占整幅图像像素数的比例，信息熵的定义为：
（2）交互信息量
交互信息量是评价融合图像从源图像中获得多少信息的标准，与信息熵相比更准确地反映了融合图像信息与源图像信息的关系。按照信息论的定义，两个随机变量X和Y的交互信息量为：
将图像看成二文随机变量，则源图像A、B与融合后的图像F交互信息量分别为：
其中PA、PB、PF分别为图像A、B和F的概率密度，可以由图像的直方图除以图像的总像素数得到；PFA、PFB为图像的联合概率分布，可以求出图像的联合直方图除以总像素数得到。
2．基于统计特性的评价标准
（1）均值
一幅图像的灰度平价值反映为人眼感觉到的平均亮度，对图像的视觉效果有较大影响。一幅融合图像的均值定义为：
（2）标准差
融合图像的标准差反映了融合图像的对比度情况，标准差越大，融合图像的对比度越强，融合图像的效果越好。设图像的灰度等级为L，P(i)表示融合图像中灰度等级为i的像素数占整幅图像像素数的比例，则标准差的计算公式为：
（3）平均梯度
平均梯度反映的是融合图像的清晰度，即反映了图像表达细节的能力，平均梯度越大，融合图像细节越清晰，融合图像质量也越好。设图像尺寸为M×N，I为像素的灰度等级，图像的梯度为：
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