Original paper

A Sensor-Based Approach to Image Quality

[Ein sensorbasierter Ansatz zur Bestimmung der Bildqualität]

Jahn, Herbert; Reulke, Ralf

Abstract

In the past 20 years a large effort has been made to characterize the image quality of remote sensing systems. The image quality can actually be measured only by the quality of the final product (e.g. object detection, classification). One option now is to use the national image interpretability rating scales (NIIRS), because NIIRS is related to object detection. From an engineering standpoint a task-based scale, like NIIRS is not well suited, because it cannot be derived from the fundamental sensor and scene behaviour. Therefore, the aim of this paper is to derive an image quality criterion, based on the physical characteristics of sensor and scene. To assess the image quality, we compare the output of the real sensor with the output of an ideal sensor based on a local mean square error (LMSE). This criterion, we abbreviate in the following with IQC (image quality criterion).

Kurzfassung

In den letzten 20 Jahren wurde ein großer Aufwand zur Beschreibung der Qualität von Fernerkundungsbildern betrieben. Die Bildqualität kann letztlich nur durch die Beurteilung der Qualität des Endproduktes (z.B. Objektdetektion, Klassifizierung) eingeschätzt werden. Eine Möglichkeit ist die Verwendung des NIIRS (national image interpretability rating scales), da sich NIIRS auf die Objektdetektion bezieht. Vom Standpunkt des Sensorentwicklers ist NIIRS aber nicht gut geeignet, da es nicht von den grundlegenden Sensorparametern und den Szenencharakteristika abgeleitet werden kann. Deshalb wird in dieser Arbeit ein Bildqualitätskriterium vorgeschlagen, das auf diesen Größen beruht. Wir vergleichen hierzu den Output eines realen Sensors mit dem eines auf die entsprechende Aufgabe zugeschnittenen idealen Sensors mit Hilfe eines local mean square error (LMSE) Kriteriums. Dieses Kriterium kürzen wir im Folgenden mit IQC (image quality criterion) ab.

Keywords

image qualityideal sensorpoint spread functionimage noise