图像质量评价指标metrics:PSNR 、SSIM、LPIPS

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查看837 | 回复0 | 2023-8-23 11:35:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
一、PSNR(峰值信噪比)

1.界说

是基于对应像素点间的弊端,即基于弊端敏感的图像质量评价,由于并未考虑到人眼的视觉特性(人眼对空间频率较低的对比差异敏感度较高,人眼对亮度对比差异的敏感度较色度高,人眼对一个 地域的感知结果会受到其四周相近地域的影响等),因而经常出现评价结果与人的主观感觉不划一的情况。必须满足两张图像的size要完全一样。
2.公式

盘算时必须满足两张图像的size要完全一样!
对于单色图像来说,给定一个巨细为m×n的干净图像I和噪声图像K,均方弊端(MSE)界说为:

然后PSNR(dB)就界说为:

其中MAXI是表示图像点颜色的最大数值,如果每个采样点用 8 位表示,那么就是 255,如果每个采样点用 n 位二进制表示,则MAXI=2^n-1。
3.结果

因此MSE越小,PSNR越大,代表图像质量越好。
PSNR高于40dB阐明图像质量极好(即非常靠近原始图像)
在30—40dB通常表示图像质量是好的(即失真可以察觉但可以继承)
在20—30dB阐明图像质量差
PSNR低于20dB图像不可继承
二、SSIM(结构相似性)

1.界说

可以衡量图片的失真水平,也可以衡量两张图片的相似水平。与MSE和PSNR衡量绝对弊端差异,SSIM是感知模子,即更符合人眼的直观感受。
2.公式 


SSIM 主要考量图片的三个关键特性:
亮度(Luminance):亮度以匀称灰度衡量,通过匀称所有像素的值得到

对比度(Contrast):对比度通过灰度尺度差来衡量。尺度差无偏估计:
 
结构 (Structure):

α β γ 分别代表了差异特性在SSIM衡量中的占比,在实际盘算中一样寻常设定α = β = γ = 1,以及c 3 = c 2 / 2 ,因此公式可以化简为:
 
每次盘算的时间都从图片上取一个N×N的窗口,然后不断滑动窗口举行盘算,最后取匀称值作为全局的 SSIM。
3.结果


  • SSIM具有对称性,即SSIM(x,y)=SSIM(y,x)
  • SSIM是一个0到1之间的数,越大表示输出图像和无失真图像的差距越小,即图像质量越好。当两幅图像一模一样时,SSIM=1;
三、LPIPS(感知损失)

1.界说

基于学习的感知相似度度量LPIPS 比传统方法(好比L2/PSNR, SSIM, FSIM)更符合人类的感知情况。泉源于论文《The Unreasonable Effectiveness of Deep Features as a Perceptual Metric》
2.公式

(14条消息) LPIPS图像相似性度量尺度:The Unreasonable Effectiveness of Deep Features as a Perceptual Metric_Alocus_的博客-CSDN博客_lpips
3.结果

LPIPS的值越低表示两张图像越相似,反之,则差异越大



来源:https://blog.csdn.net/m0_67357141/article/details/128104020
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