چکیده: یکی از مهمترین نیازمندی‌ها در پردازشِ هوشمندِ تصاویر، داشتن معیاری جهت سنجش کیفیت تصویر است. از چنین معیاری انتظار می‌رود که همانند انسان کیفیت تصاویر را ارزیابی نماید. در اغلب معیارهای موجود، میزان انطباق ارزیابی‌های ارائه شده با نظرهای انسانی رضایت‌بخش نیست. ضمناً بسیاری از این معیارها برای سنجش خرابی خاصی در تصویر طراحی شده‌اند و عمومیّت لازم را ندارند. بعلاوه، اکثر معیارهای موجود با کارآمدی نسبی بالا، از پیچیدگی محاسباتی بالایی نیز برخوردارند و بهمین دلیل در بسیاری از کاربردهای برخط کارایی خود را از دست می‌دهند. در این رساله، یک چهارچوب فکری جدید برای ارزیابی کیفیت تصویر ارائه می‌شود که در آن میزان قابل درک بودن تصویر بر اساس فرآیند قضاوت انسان تخمین زده می‌شود. این چهارچوب از سه مرحلۀ تخمین میزان روشنایی یا تیرگی تصویر، ارزیابی امکان درک محتوای تصویر، و سنجش امکان درک جزئیّات تصویر تشکیل شده است. آنچه این چهارچوب فکری را از چهارچوب‌های قبلی متمایز می‌کند، استقلال آن از نوع خرابی در تصویر است، چرا که اساساً در این روش خرابی تخمین زده نمی‌شود، بلکه موفقیّت در ادراک، در هر یک از مراحل فوق مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. در این رساله، پژوهشی مستقل در هر یک از سطوح سه‌گانۀ فوق‌الذکر انجام شده، نتایج و معیارهای بدیع و کارآمد حاصل شده‌اند که هر یک بطور کاملاً مستقل قابل بکارگیری و توسعه هستند. در اوّلین سطح، برای ارزیابی میزان روشنایی یا تیرگی تصویر و سنجش کنتراست آن، مفهوم جدید هیستوگرام‌های ویژه، مستخرج از هیستوگرام‌های محلی تصویر معرفی و در قالب یک سیستم یادگیرندۀ بدون مرجع، بکار گرفته شده است. موفقیّت در ادراک محتوای تصویر، به کیفیت اجزای اولیۀ ساختاری تصویر مانند لبه‌ها، و عدم وجود محتوای جعلی مانند نویز در تصویر وابسته است. برای ارزیابی کیفیت اجزای ساختاری تصویر، از تجزیۀ غیرمنفی ماتریسی استفاده شده که به اجزای اصلی تشکیل‌دهندۀ ماتریس ورودی حساس است. مهمترین تغییری که نویز در تصویر ایجاد می‌کند، تغییر در همواری نواحی آن است. برای سنجش این دسته از تخریب‌ها نیز یک معیار تخمین همواری جدید مبتنی بر مفهوم نواحی حدّی با بیشترین پایداری، معرفی و بر اساس آن دو معیار ارزیابی کارآمد پیشنهاد شده است. در سطح سوّم، برای ارزیابی جزئیّات تصویر، با استفاده از تجزیۀ مقدار تکین ماتریس، بخش‌های ساختاری و جزئیات غیرساختاری تصویر از هم متمایز گردیده، از ویژگی سطح فعالیّت بلوک برای سنجش جزئیّات استفاده شده است. در نهایت برای تجمیع نتایج مراحل فوق و شکل‌دهی به معیار سه‌سطحی منطبق بر فرآیند قضاوت انسان، انتخابی مناسب از میان راه‌حل‌های پیشنهادی و همین‌طور راه‌حل‌های موجود صورت ‌گرفته است، بگونه‌ای که ضمن موجه بودن پیچیدگی زمانی راه‌حل نهایی، تجمیع خطا نیز حداقل باشد. آزمایش‌های انجام شده بر روی بانک‌های تصویر LIVE، CSIQ، TID2008 و TID2013، نشان می‌دهد که معیار ارائه شده، علیرغم پیچیدگی زمانی قابل قبول، در ارزیابی کیفیت تصویر کارآمد است و از منظر تطابق با نظرهای کاربر انسانی، بر بسیاری از معیارهای موجود و رایج غلبه دارد.