基于矩的尺度不变质量度量用于单张图像超分辨率

评估单张图像超分辨率（SISR）结果仍是一个开放的方法论问题。常见的全参考指标（PSNR、SSIM、LPIPS）不显式评估图像几何结构的保存，这对于尺度基重构的正确性至关重要。此外，这些指标要求将图像强制对齐到相同大小（强制缩放），这会引入评估过程中外部插值误差。本文提出一种诊断性尺度不变质量度量，MSIQ（基于矩的尺度不变质量），基于两种图像归一化中心几何矩的比较。MSIQ 使可以直接比较不同空间分辨率的图像，而无需缩放，具有数学确定性（模型无关），且具有解析形式。为了提供该方法的理论依据，我们引入了一种概念性区分：指标单调跟踪退化（tracking ability）的能力，以及它们的几何选择性（geometric specificity）。实验验证确认了MSIQ 在均匀缩放下的稳定性，同时也揭示了传统指标对插值方法选择的高度敏感性。结果表明，MSIQ 具有显著的几何选择性：该度量有效地将几何变形与非几何性损伤（特别是JPEG压缩）区分开来，不同于基于像素的感知指标。还表明，MSIQ 对结构扰动的响应在包括不同体系结构的DNN模型在内的各种SR算法类别中保持稳定。该提出的度量是域于几何保真度具有优先级的领域（特别是医学成像和遥感）的补充诊断工具。