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全參考客觀視訊質量評價方法 (MSE, PSNR,SSIM)原理

全參考客觀視訊質量評價方法是指把原始參考視訊與失真視訊在每一個對應幀中的每一個對應畫素之問進行比較。準確的講,這種方法得到的並不是真正的視訊質量,而是失真視訊相對於原始視訊的相似程度或保真程度。最簡單的方法如均方誤差MSE和峰值信噪比PSNR,其應用比較廣泛。
最常見的全參考視訊質量評價方法有以下三種:

(1) 均方誤差MSE


其中,fij,f'ij分別代表原始參考視訊對應幀和失真視訊對應幀,M,N分別表示視訊幀的高和寬。

(2) 峰值信噪比PSNR


PSNR本質上與MSE相同,是MSE的對數表示。

(3) 基於結構失真的SSIM評估方法


SSIM模型旨在比較參考和受損訊號的結構資訊,研究感知結構的損傷,而不是感知誤差。上節中基於HVS的模型,採用自底向上的方法,模擬人類視覺系統中每個與質量感知相關的器官的功能,然後將每個部分聯結起來實現評價模型,而SSIM是一種自頂向下的方法,模擬的是HVS整體的功能。

PSNR,SSIM計算有如下工具可選:

Evalvid中的psnr.exe:開源軟體,命令列介面,使用無限制。推薦,適合批處理。