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Image similarity/distance measures: what is really behind MSE and SSIM?

Palubinskas, Gintautas (2017) Image similarity/distance measures: what is really behind MSE and SSIM? International Journal of Image and Data Fusion, 8 (1), Seiten 32-53. Informa UK Limited. doi: 10.1080/19479832.2016.1273259. ISSN 1947-9832.

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3MB

Offizielle URL: http://dx.doi.org/10.1080/19479832.2016.1273259

Kurzfassung

Similarity/distance measures play an important role in various signal/image processing applications such as classification, clustering, change detection and matching. In most cases, maybe excluding visual perception, the distance measure should be amplitude/intensity translation invariant what means that it depends only on the relative difference of compared variables/parameters, but not on their absolute values. The two most popular measures: mean squared error (MSE) and structural similarity (SSIM) index used in image processing have been analysed theoretically and experimentally by showing their origin, similarities/differences and main properties. Both measures depend on the same parameters: sample means, standard deviations and correlation coefficient. It has been shown that SSIM originates from the two generalised Dice measures and thus inherit their main property scale invariance. Consequently, this property leads to the dependence of the measure on absolute mean and standard deviation values. Similarly, MSE depends on the absolute standard deviation values. A new composite similarity/distance measure based on means, standard deviations and correlation coefficient (CMSC) which has been proposed recently exhibits translation invariance property with respect to means and standard deviations. Experiments on simulated and real data corrupted with various types of distortions: mean shift, contrast stretching, noise (additive/multiplicative, impulsive) and blurring, supported theoretical results.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/110687/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Image similarity/distance measures: what is really behind MSE and SSIM?
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Palubinskas, GintautasGintautas.Palubinskas (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7322-7917NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2017
Erschienen in:International Journal of Image and Data Fusion
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.1080/19479832.2016.1273259
Seitenbereich:Seiten 32-53
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTTaylor & Francis GroupNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Informa UK Limited
ISSN:1947-9832
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Similarity; distance; Euclidian; Dice; composite; correlation coefficient; translation invariant; Image processing
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Vorhaben hochauflösende Fernerkundungsverfahren (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Photogrammetrie und Bildanalyse
Hinterlegt von: Palubinskas, Dr.math. Gintautas
Hinterlegt am:13 Jan 2017 12:16
Letzte Änderung:31 Okt 2023 07:24

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