图像质量评价指标-UCIQE-UIQM

一、评价指标UCIQE

在文章《An underwater color image quality evaluation metric》中，提到的了评价指标UCIQE（Underwater Colour Image Quality Evaluation），是一种无参考图像质量评价指标，主要用于评估水下图像的质量。它通过色度、饱和度和对比度的线性组合来量化水下图像的非均匀色偏、模糊和低对比度问题。UCIQE值越高, 表明图像在色彩、饱和度和对比度之间具有更好的平衡。

1.1 计算公式

$$UCIQE=c_1\ast {\sigma }_c+c_2\ast co{n}_l+c_3\ast {\mu }_c$$

其中：

• ${\sigma }_c$是色度的标准差，用于衡量色彩浓度；
• $co{n}_l$是亮度对比，用于评估图像的对比度；
• ${\mu }_c$是饱和度的平均值；
• $c_1,c_2,c_3$​ 是加权系数，通常取值为 $c_1=0.4680，c_2=0.2745，c_3=0.2576$。

UCIQE指标的优势在于它不需要参考图像，因此可以快速、无偏地评估图像质量。它在水下图像处理、图像预处理、图像检索等领域有广泛应用。

二、评价指标UIQM

在文章《Human-visual-system-inspired underwater image quality measures》中，提到的了评价指标UIQM（Underwater Image Quality Measure）是一种无参考图像质量评价指标，专门用于评估水下图像的质量。它综合考虑了图像的色彩、清晰度和对比度三个维度，并通过加权平均的方式计算整体质量。

2.1 UIQM的组成

UIQM由以下三个子指标组成：

1. 色彩测量指标（UICM，Underwater Image Colorfulness Measure）：用于评估图像的色彩丰富度和平衡性。
2. 清晰度测量指标（UISM，Underwater Image Sharpness Measure）：通过边缘检测和局部对比度评估图像的清晰度。
3. 对比度测量指标（UIConM，Underwater Image Contrast Measure）：衡量图像中最亮和最暗部分的区分度。

2.2 计算公式

UIQM的计算公式为：

$$UIQM=c_1\times UICM+c_2\times UISM+c_3\times UIConM$$

其中，$c_1,c_2,c_3$​ 是加权系数，通常取值分别为 $c_1=0.15,c_2=0.25,c_3=0.6$

2.3 应用领域

UIQM广泛应用于水下图像处理、图像增强、图像复原等领域，能够有效评估水下图像的质量，并为图像处理算法的优化提供参考。UIQM能够更准确地反映人眼对水下图像质量的感知，是一种符合人类视觉系统的图像质量评价模型。
UIQM值越高说明越符合人眼的视觉感知。

三、仿真结果

以下三张图分别是原始图像、处理图像1、处理图像2，求他们的评价指标UCIQE、UIQM数值

评价指标	原始图像	处理图像1	处理图像2
UCIQE	0.36	0.62	2.23
UIQM	1.62	3.76	4.06

UCIQE值越高, 表明图像在色彩、饱和度和对比度之间具有更好的平衡, UIQM值越高说明越符合人眼的视觉感知，从指标来看，处理图像2略优

四、仿真代码

感兴趣的可以找论文复现，链接有评价指标函数

https://github.com/AomanHao/Matlab-Image-Evaluate/tree/master/Evaluate

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