Métriques IQA et leurs classifications
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Questions and Answers

Les métriques IQA peuvent être classées en deux catégories uniquement.

False (B)

Le PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) prend en compte le HVS (système de vision humaine).

False (B)

Le SSIM est utilisé pour mesurer la qualité visuelle d'une image par rapport à une image de référence.

True (A)

La sensibilité à la fréquence est une des propriétés fondamentales du HVS.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Le DMOS est une métrique utilisée uniquement pour des évaluations subjectives.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Le MSE (Mean Square Error) est une mesure exclusive à la qualité d'une image déformée.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Un intervalle de confiance de 95% est souvent associé à chaque note MOS.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

L'effet de masquage détermine la visibilité d'un signal en présence d’un autre signal.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Les métriques subjectives peuvent être facilement intégrées à des applications en temps réel.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Les résultats d'évaluation des métriques subjectives dépendent de nombreux facteurs, y compris l'état émotionnel des observateurs.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Les métriques à référence réduite comparent uniquement des images sans référence.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Le PSNR est calculé en fonction de la luminance et de la structure de l'image.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Les méthodes IQA ne peuvent pas imiter les prévisions de qualité d'un observateur humain.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Les systèmes d'acquisition d'images ne peuvent pas utiliser les métriques IQA pour améliorer la qualité d'image.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Les algorithmes de traitement d'image ne peuvent pas être évalués à l'aide de métriques IQA.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La méthode objective d'évaluation de la qualité est conçue pour être précise et automatique.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La base de données IVC a été publiée par le Laboratoire d'Image, Vidéo et Communication de l'Université de Lyon.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La base de données IVC comprend 160 images de test générées à partir de 10 images de référence couleur.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La méthode à double stimulus utilise des images de test affichées de manière séquentielle.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Les échelles d'altération dans la base de données IVC sont limitées à trois classes.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La base de données A57 a été créée à partir d'une expérience sur 54 images de test.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La base de données A57 utilise uniquement des distorsions de compression JPEG.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Sept experts en imagerie ont évalué les distorsions dans la base de données A57.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La stratégie d'évaluation de la base de données IVC est similaire à celle des bases de données Toyama et LIVE.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Le coefficient de corrélation de Pearson mesure la force d'une relation non linéaire entre deux variables.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Les coefficients de corrélation de rang sont des estimateurs non paramétriques typiques de la monotonie.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

L'Erreur Quadratique Moyenne (RMSE) est utilisée pour mesurer la fidélité des valeurs estimées par rapport aux valeurs réelles.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

La distance city-block est utilisée pour représenter la distance entre les images d référence lors de l'évaluation de la qualité d'image.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

La réorganisation du DCT est appliquée à l'image déformée avant l'image de référence.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Le coefficient de corrélation de Kendall est représenté par le symbole RHO.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Les coefficients de corrélation de Pearson nécessitent des hypothèses sur la linéarité entre les variables.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

L'indice de qualité visuelle d'une image est obtenu en regroupant les distances de chaque sous-bande DCT réorganisée.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Le vecteur de caractéristiques initial contient 36 éléments après réduction de moitié.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Le score de qualité de l'image est prédit à partir des vecteurs de caractéristiques dans un algorithme d'apprentissage machine.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Les coefficients MSCN sont ajustés par la fonction AGGD pour les produits pairs verticaux.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

L'algorithme SVM est un exemple d'apprentissage profond utilisé pour la prédiction.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Les algorithmes d'apprentissage machine peuvent transformer une image en vecteur de caractéristiques avant d'analyser sa qualité.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Les effets de bloc lors de la compression JPEG se manifestent principalement par des contours flous.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

L'effet d'oscillations parasites est causé par la quantification des coefficients basses fréquences.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Le flou dans une image JPEG provient d'une compression excessive.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Le bruit poivre et sel est aussi connu sous le nom de bruit binaire.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Le flou volontaire est un type de dégradation d'image qui résulte d'un mouvement.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Le bruit dans une image est toujours causé par une perturbation interne.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Les artefacts créés par les ondelettes se produisent principalement sur les contours d'objets à faible contraste.

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Tous les blocs dans la compression JPEG sont encodés de manière indépendante les uns des autres.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Effet de bloc

Distorsion visuelle qui apparaît sur les frontières des blocs dans les images compressées avec JPEG. On observe des lignes verticales et horizontales plus ou moins visibles en fonction de la distribution spatiale du signal.

Effet d'oscillations parasites (ringing effect)

Dégradation due à la quantification ou la décimation des coefficients de hautes fréquences. On observe des oscillations autour des zones à fort contraste, ressemblant à du bruit.

Flou

Perte de netteté dans l'image, résultant d'une compression trop forte, notamment avec JPEG et JPEG2000. On observe des contours flous et des images moins précises.

Flou d'acquisition

Flou qui se produit lors de l'acquisition de l'image, par exemple à cause du mouvement de l'appareil photo.

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Flou de mouvement

Flou causé par le mouvement du sujet pendant la prise de vue.

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Flou volontaire

Flou intentionnel ajouté à l'image pour des raisons esthétiques.

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Bruit

Perturbation externe qui dégrade l'image. Il existe différents types de bruit, chacun ayant ses caractéristiques.

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Bruit poivre et sel

Bruit qui se caractérise par des points aléatoires noirs et blancs dispersés dans l'image. On l'appelle aussi bruit impulsionnel.

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Coefficient de corrélation linéaire

Le coefficient de corrélation de Pearson (PCC) mesure la force de la relation linéaire entre deux variables. Il est calculé en divisant la covariance des variables par le produit de leurs écarts-types.

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Coefficient de corrélation de rang

Les coefficients de corrélation de rang de Spearman (RHO) et de Kendall (TAU) mesurent la monotonie de la relation entre deux variables. Ils n'exigent pas une hypothèse de linéarité.

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Erreur de prédiction de la qualité

L'erreur de prédiction de la qualité mesure la précision des valeurs estimées par rapport aux valeurs réelles. Elle est calculée par l'erreur quadratique moyenne (RMSE) et l'erreur absolue moyenne (MAE).

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Métrique à référence réduite

Métrique de qualité d’image qui utilise une image de référence pour évaluer la qualité d’une image déformée. Le processus utilise une représentation basée sur la GGD de la transformée DCT de l’image.

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GGD (Generalized Gaussian Distribution)

La GGD (Generalized Gaussian Distribution) est un modèle de distribution utilisé pour représenter la distribution des coefficients DCT de l'image de référence dans une métrique à référence réduite.

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Métrique IQA à référence complète

Métrique IQA objective permettant d'évaluer la qualité d'une image en utilisant une comparaison avec l'image originale.

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Métrique IQA sans référence

Métrique IQA qui ne requiert pas l'image originale pour évaluer la qualité de l'image.

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PSNR (Peak Signal to Noise Ratio)

PSNR (Peak Signal to Noise Ratio) est une mesure utilisée pour quantifier la qualité d'une image en comparant l'image dégradée à celle d'origine.

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Limite du PSNR

Le PSNR ne prend pas en compte la perception humaine, il ne reflète pas toujours la qualité visuelle réelle de l'image.

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Indice de similarité structurelle (SSIM)

L'indice de similarité structurelle (SSIM) est une métrique IQA qui tient compte des caractéristiques de la vision humaine pour évaluer la qualité visuelle d'une image.

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Sensibilité de fréquence

Mesure la sensibilité de l'œil à différentes fréquences spatiales.

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Sensibilité à la luminance

Évalue l'impact du bruit sur la détection d'un signal.

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Effet de masquage

Détermine la visibilité d'un signal en présence d'un autre signal.

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Qu'est-ce que la base de données IVC ?

La base de données IVC est un ensemble de 160 images de test générées pour évaluer la qualité d'images compressées ou dégradées.

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Comment a été créée la base de données IVC ?

La base de données IVC a été créée à partir de 10 images de référence en haute résolution soumises à différents types de traitements, comme la compression JPEG et JPEG2000.

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Comment les images de la base de données IVC ont-elles été évaluées ?

15 observateurs ont évalué subjectivement la qualité de chaque image de la base de données IVC en utilisant une échelle d'altération à double stimulus.

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Qu'est-ce que la base de données A57 ?

La base de données A57 est un ensemble de 54 images de test qui ont été utilisées pour mesurer la distorsion perçue dans les images traitées.

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Comment a été créée la base de données A57 ?

La base de données A57 a été créée en utilisant 3 images de référence en niveaux de gris soumises à 6 types de distorsions différents, comme la compression JPEG et JPEG2000.

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Comment les images de la base de données A57 ont-elles été évaluées ?

7 experts en imagerie ont participé à l'évaluation subjective de la qualité des images de la base de données A57 en utilisant un système d'évaluation continue.

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Quel est le lien entre les bases de données IVC et A57 ?

La base de données IVC et la base de données A57 sont deux ensembles d'images utilisés pour évaluer la qualité des images dégradées ou traitées.

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Qu'est-ce que le DMOS ?

Le DMOS (Difference Mean Opinion Score) est une mesure subjective de la qualité d'une image. Il représente la moyenne des notes attribuées par un groupe d'observateurs humains à une image.

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Qu'est-ce que l'intervalle de confiance ?

L'intervalle de confiance est utilisé pour quantifier l'incertitude associée à une mesure. Il indique la plage de valeurs dans laquelle la vraie valeur du DMOS est susceptible de se trouver.

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Pourquoi l'intervalle de confiance est-il important ?

Il est souvent utilisé pour réduire l'impact des erreurs dans les évaluations subjectives de la qualité, comme celles du DMOS, en spécifiant une plage de valeurs probables.

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Qu'est-ce que l'écart-type dans le contexte de la qualité d'image ?

L'écart type est une mesure de la dispersion des données autour de la moyenne. Dans le contexte de la qualité d'image, l'écart-type représente la variabilité des opinions des observateurs pour une image donnée.

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Qu'est-ce que l'évaluation objective de la qualité (IQA) ?

Les méthodes IQA (Image Quality Assessment) visent à remplacer les évaluations subjectives par des algorithmes capables de prédire automatiquement la qualité d'une image.

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Quelles sont les limites desméthodes d'évaluation subjectives ?

L'évaluation subjective est un processus coûteux car il nécessite de nombreuses personnes pour évaluer les images. De plus, elle est sensible aux conditions d'observation, ce qui rend les résultats difficiles à comparer.

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Quelles sont les applications des méthodes IQA ?

Les méthodes IQA peuvent être utilisées pour surveiller la qualité d'image en temps réel, ce qui permet d'améliorer la qualité des images sans intervention humaine. Elles peuvent également être utilisées pour comparer différents algorithmes de traitement d'image.

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Quel est le but ultime des méthodes IQA ?

L'idéal est que les méthodes IQA soient capables de prédire la qualité d'une image avec précision, imitant ainsi les prévisions d'un observateur humain.

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Vecteur de caractéristiques

Un vecteur de caractéristiques est une représentation numérique des traits importants d'une image, permettant à l'ordinateur de la comprendre.

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Réduction d'image

Le processus de réduction d'une image à la moitié de sa taille, puis de répétition de l'analyse des caractéristiques sur la version réduite, permet d'obtenir un vecteur de caractéristiques plus complet.

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Machine à Vecteurs de Support (SVM)

La Machine à Vecteurs de Support (SVM) est un algorithme d'apprentissage automatique qui utilise un vecteur de caractéristiques pour prédire la qualité d'une image.

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Jeu de données d'entraînement

Un jeu de données d'entraînement est une collection d'images et de leurs scores de qualité associés, utilisés pour entraîner un algorithme d'apprentissage automatique.

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Study Notes

Types de dégradations

  • Différents types de dégradations affectent la qualité des images, notamment l'effet de bloc, le ringing effect, le flou, et le bruit.
  • L'effet de bloc est une distorsion qui apparaît sous forme de blocs aux frontières entre zones de l'image.
  • Le ringing effect est un bruit d'oscillations autour des zones à fort contraste.
  • Le flou est un effet esthétique qui produit des contours imprécis.
  • Le bruit peut être de différentes sortes, comme poivre et sel (bruit impulsionnel) ou gaussien.

Effet de bloc

  • La compression JPEG génère l'effet de bloc.
  • Visuellement, l'effet apparaît comme des contours verticaux et horizontaux entre blocs.
  • La visibilité de l'effet dépend de la distribution spatiale du signal image.
  • Les blocs sont encodés indépendamment, ce qui peut causer des discontinuités à leurs jonctions.
  • Ces discontinuités sont perceptibles par l'œil humain.

Effet d'oscillations parasites (ringing effect)

  • Cette dégradation est due à l'étape de quantification ou de décimation des coefficients hautes fréquences.
  • Elle se manifeste sous forme d'oscillations aux frontières des zones de fort contraste.
  • Les ondelettes dont le support croise le bord d'un objet créent ce type d'artefact.

Flou

  • L'effet esthétique produit des contours imprécis.
  • Principalement visible dans les compressions JPEG et JPEG2000, conduisant à une perte de netteté.
  • Les bords des objets apparaissent plus diffus.
  • Le flou peut provenir de plusieurs facteurs, comme le mouvement, la profondeur de champ, ou une mauvaise acquisition.

Bruit

  • Dégradation de l'image due à une perturbation externe.
  • Le bruit poivre et sel (bruit impulsionnel) est caractérisé par des pixels en blanc ou noir apparaître aléatoirement.
  • Le bruit gaussien est un bruit aléatoire dans le signal image.

Évaluation subjective

  • La notation subjective de la qualité des images (évaluation par des observateurs humains).
  • Cette méthode permet une évaluation précise de la qualité.
  • Prendre en considération les facteurs influents sur l'évaluation subjective :
  • Distance d'observation
  • Conditions de visualisation, notamment l'écran,
  • Choix des images (variété et représentation des scènes)
  • Observateurs (compétence, nombre, etc.)
  • Facteurs psychologiques

Méthodes catégorielles

  • L'observateur attribue une note de qualité à l'image.
  • Échelles possibles : vocabulaire qualificatif, échelle numérique de 0 à 100.
  • Méthodes à simple stimulus et à double stimulus pour la présentation aux observateurs.

Méthodes à double stimulus

  • L'observateur compare l'image à évaluer à l'image originale.
  • L'observateur note des différences, ou la fidélité à l'image originale, sur une échelle.

Méthodes comparatives

  • Présentation simultanée du couple image originale / image dégradée.
  • L'observateur juge quelle image est meilleure qualité.
  • Utilise une échelle pour noter la différence.

MOS (Mean Opinion Score)

  • Note moyenne de la qualité d'image obtenue après l'évaluation par plusieurs observateurs.
  • Formule : MOS(i) = (1/N) * Σ Note(i)

DMOS (Difference Mean Opinion Score)

  • Mesure de la différence entre la qualité de l'image de référence et l'image à évaluer,
  • Formule : di,j = ri,ref(j) - ri,j

Intervalle de confiance

  • Fournit un intervalle de confiance autour de chaque note MOS (généralement 95%).

Evaluation objective de la qualité des images fixes

  • Utilise des modèles mathématiques objectifs pour prédire la qualité perçue.
  • Applications dans les systèmes de contrôle de la qualité, dans l'optimisation des algorithmes de traitement d'image, et dans les systèmes de transmission.
  • Utilise les trois types de métriques : à référence complète, à référence réduite et sans référence.

Limites des métriques subjectives

  • Longues et coûteuses.
  • Non adaptées aux applications en temps réel.
  • Influencées par les facteurs physiques des observateurs (état émotionnel, dispositifs d'affichage, conditions d'éclairage)

Métriques à référence complète

  • Prennent en compte le signal original pour l'évaluation.
  • Exemple : PSNR (Peak Signal to Noise Ratio)
  • PSNR utilise la différence entre l'image originale et l'image dégradée pour déterminer la qualité.

Métriques avec prise en compte des caractéristiques SVH

  • Utilisent des modèles du Système Visuel Humain pour tenir compte de la perception visuelle humaine.
  • Sensibilité à la fréquence spatiale et à la luminance, effet de masquage.

Indice de similarité structurelle (SSIM)

  • Mesure de similarité entre deux images en se basant sur la luminance, le contraste et la structure.
  • Calculé sur plusieurs fenêtres d'image.

Métriques à référence réduite

  • Évaluation de la qualité d'image sans utiliser l'image originale.

Métriques sans référence

  • Évaluation de la qualité d'image sans recourir à l'image originale.
  • Exemple : BRISQUE.

Bases de données de qualité d'image subjective

  • Bases de données pour l'évaluation subjective : Toyama, LIVE, IVC, CSIQ, différentes images et métriques.
  • Elles contiennent des images originales et déformées à l'aide de différents algorithmes, avec leurs paramètres (déformation, échelle de mesure etc.).

Evaluation des performances des métriques de qualité

  • Précision de la prédiction, monotonie de la prédiction, et cohérence de la prévision.
  • Utilisation du coefficient de corrélation linéaire (PCC) et de coefficient de corrélation de rang (RHO).
  • Erreur de prédiction de la qualité (RMSE, MAE).

Métrique de qualité d'image sans référence

  • Métrique aveugle.
  • Exemple: BRISQUE.

Étape de la méthode

  • Processus pour obtenir les coefficients nécessaires à la prédiction.

Étape 1 : Extraction des statistiques de scènes naturelles (NSS)

  • Identifier les différences entre les distributions d'intensité des pixels des images naturelles et déformées.

Produits par paires pour les relations de voisinage

  • Calculer les produits par paires des coefficients MSCN pour capturer les relations entre les pixels voisins.

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Description

Ce quiz explore les différentes métriques d'évaluation de la qualité d'image (IQA), y compris le PSNR, le SSIM, et DMOS. Il aborde également des concepts fondamentaux comme la sensibilité à la fréquence et l'effet de masquage. Testez vos connaissances sur l'évaluation objective et subjective des images.

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