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通常在經過影像壓縮之後,輸出的影像通常都會有某種程度與原始影像不一樣。為了衡量經過處理後的影像品質,我們通常會參考PSNR值(峰值信號雜訊比 (Peak Signal to Noise Ratio))來認定某個處理程序是否令人滿意。來看Lena如何決定PSNR吧~

PSNR Lena

Denoising results using different methods in the DWT domain. (a) Clean image; (b) noisy image: PSNR=22.16 dB (σ=20); (c) denoised image using BiSrhink: PSNR=31.09 dB; (d) denoised image using ProbShrink: PSNR=31.00 dB; (e) denoised image using SURE-LET: PSNR=31.02 dB and (f) denoised image using the proposed method: PSNR=31.26 dB.

PSNR值的定義如下:

PSNRPSNR - MSE

Peak就是指8 bits表示法的最大值255。MSE指 Mean Square Error,In指原始影像第n個pixel值,Pn指經處理後的影像第n個pixel值,FrameSize是影像長度x寬度x通道數(灰階為1,彩色為3)。PSNR的單位為dB。

總結:所以PSNR值越大,就代表失真越少。這是一個客觀的評比數據。但有時候並不能完全代表人的主觀感受。

峰值訊噪比經常用作圖像壓縮等領域中信號重建質量的測量方法,主要是利用影像信號的最大值與影像中雜訊的比值作為評估的標準。對於每點有的RGB三個值的彩色圖像來說峰值訊噪比的定義類似,只是均方差是所有方差之和除以圖像尺寸再除以3

界定範圍:通常PSNR值越高表示品質越好,一般而言當PSNR的值<30db時,代表以人的肉眼看起來是不能容忍的範圍。因此大部分PSNR值皆要>30db。但PSNR高,並不代表影像品質一定好,有時候還是必須靠人的肉眼輔助來判斷影像的品質才較為正確。

百度這麼解釋:

峰值信噪比(PSNR),一種評價圖像的客觀標準。它具有局限性,PSNR是「Peak Signal to Noise Ratio」的縮寫。peak的中文意思是頂點,而ratio的意思是比率或比列的,整個意思就是到達噪音比率的頂點信號,PSNR一般是用於最大值信號和背景噪音之間的一個工程項目。通常在經過影像壓縮之後,輸出的影像在某種程度都會與原始影像不同。為了衡量經過處理後的影像品質,我們通常會參考PSNR值來衡量某個處理程序能否令人滿意。它是原圖像與被處理圖像之間的均方誤差相對於(2^n-1)^2的對數值(信號最大值的平方,n是每個採樣值的比特數),它的單位是dB。其中,MSE是原圖像與處理圖像之間均方誤差。

優缺點:PSNR是最普遍,最廣泛使用的評鑑畫質的客觀量測法,不過許多實驗結果都顯示,PSNR的分數無法和人眼看到的視覺品質完全一致,有可能PSNR較高者看起來反而比PSNR較低者差。這是因為人眼的視覺對於誤差的敏感度並不是絕對的,其感知結果會受到許多因素的影響而產生變化(例如:人眼對空間頻率較低的對比差異敏感度較高,人眼對亮度對比差異的敏感度較色度高,人眼對一個區域的感知結果會受到其周圍鄰近區域的影響)。

維基這麼描述:

The phrase peak Signal-to-Noise Ratio, often abbreviated PSNR, is an engineering term for the ratio between the maximum possible power of a signal and the power of corrupting noise that affects the fidelity of its representation. Because many signals have a very wide dynamic range, PSNR is usually expressed in terms of the logarithmic decibel scale.

參考:WiKi – Peak signal-to-noise ratio、某大學TA、百度 – PSNR

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Comments on: "峰值信號雜訊比 (Peak Signal to Noise Ratio)" (2)

  1. […] 前不久才使用影像品質衡量指標峰值信號雜訊比 (Peak Signal to Noise Ratio),然而我發現它儘管客觀衡量,但並不能保證人眼檢驗就如其數字所代表。於是,找到更好且更複雜的指標結構相似性 (Structural SIMilarity)。來看愛因斯坦如何決定SSIM吧:P […]

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  2. […] 除了從檔案大小可以知道影像品質的差異,我們還可以從PSNR這個衡量方法來驗證,定義可以參考峰值信號雜訊比 (Peak Signal to Noise Ratio)。這裡只列出公式: […]

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