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SSIM（Structural Similarity Index Measure）是一种用于衡量两幅图像之间相似度的指标，是属于全参考视频质量评价算法范畴；它在图像质量评估领域得到了广泛的应用。SSIM是基于人类视觉系统的特性设计的，它考虑了图像的亮度、对比度和结构信息。SSIM的值范围在-1到1之间，当两幅图像完全相同时，SSIM值为1。
在实际应用中，SSIM经常用于图像压缩、图像去噪、图像分割、图像配准以及图像恢复等任务中，以评估算法的输出与原始图像之间的相似度。此外，SSIM也被用作深度学习中图像处理任务的损失函数，以训练模型生成与原始图像在视觉上更相似的输出。
原理
SSIM的计算涉及以下几个步骤：
- 亮度比较：计算两个图像的亮度均值。
- 对比度比较：计算两个图像的对比度（即标准差）。
- 结构比较：计算两个图像的协方差，这反映了图像中物体边缘的结构相似性。
具体的数学表达式如下：
