图像质量评价指标

@TOC

一、均方误差(Mean Square Error,MSE)

1. 简介

均方误差是失真图像与原始图像做差取平方和,均方误差的计算复杂度低,和人的主观评价差距较大

2. 公式

二、峰值信噪比(Peak Signal Noise Ratio,PSNR)

1. 简介

峰值信噪比是用来衡量信号失真程度的指标,是峰值信号的能量与噪声的平均能量之比,计算时取log,单位为分贝。PSNR是最普遍,使用最广泛的评价图像的方法。计算复杂度低,与人的视觉评价有一定的差距

2. 计算

(1) 灰度图像计算

(2) RGB彩色图像计算

三、结构相似性(Structure Similarity Index,SSIM)

1. 简介

结构相似性是一种用来衡量重建图像与目标图像相似程度的指标,从亮度、对比度和结构三方面衡量图像的相似性,因此相邻的像素具有较强的关联性,即物体结构信息的相似性。与人的视觉评价具有高度的相似性,同时由于人的视觉系统是高度的非线性的,仅仅比较两个图像的结构相似性还远远不够,有很大的成长空间

2. 计算

亮度、对比度和结构三者的计算如下

式中是为了维持各式的稳定,避免分母为0,其中分别代表图像与图像的均值,分别代表图像与图像的标准差,代表图像和图像的协方差,计算方法如下:

SSIM的计算如下式所示

在计算过程中,通常将指数均设为1,SSIM的最终表达为:

对于RGB图像,SSIM的计算为分别计算每个通道的SSIM值,然后取平均