Ο μέγιστος λόγος σήματος-προς-θορύβωση (PSNR) είναι μια κοινή μετρική που χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της ποιότητας των συμπιεσμένων εικόνων. Μετράει τη διαφορά μεταξύ του αρχικού και της συμπιεσμένης εικόνας, παρέχοντας μια ένδειξη για το πόση ποιότητα έχει χαθεί κατά τη συμπίεση.

Τι είναι το PSNR;

Το PSNR εκφράζεται σε ντεσιμπέλ (dB) και συγκρίνει τη μέγιστη δυνατή τιμή εικονοστοιχείου μιας εικόνας με το σφάλμα που εισάγει η συμπίεση. Οι υψηλότερες τιμές PSNR υποδεικνύουν γενικά καλύτερη ποιότητα εικόνας, με λιγότερη παραμόρφωση.

Υπολογισμός του PSNR

Ο υπολογισμός του PSNR περιλαμβάνει δύο κύρια βήματα: τον υπολογισμό του μετρίου τετραγωνικού σφάλματος (MSE) και στη συνέχεια τη μετατροπή του σε PSNR. Ο τύπος για MSE είναι:

MSE = (1 / (m × n) × Σ Σ [I(x, y) - K(x, y)]2

όπου I(x, y) είναι η αρχική τιμή εικονοστοιχείου εικόνας, K(x, y) είναι η συμπιεσμένη τιμή εικονοστοιχείου εικόνας, και m και n είναι οι διαστάσεις των εικόνων.

Μόλις υπολογιστεί η MSE, το PSNR προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο:

PSNR = 10 × log10 (MAX2 / MSE)

Ερμηνεύοντας τιμές PSNR

Οι τιμές PSNR κυμαίνονται συνήθως από 20 dB έως 50 dB. Οι τιμές άνω των 30 dB θεωρούνται γενικά αποδεκτές για τις περισσότερες εφαρμογές, με υψηλότερες τιμές που δείχνουν καλύτερη ποιότητα. Ωστόσο, η αντιληπτική ποιότητα μπορεί να διαφέρει ανάλογα με το περιεχόμενο της εικόνας και την ευαισθησία του θεατή.

Εφαρμογές του PSNR

Το PSNR χρησιμοποιείται ευρέως στη συμπίεση εικόνας, κωδικοποίηση βίντεο και συστήματα μετάδοσης για την αξιολόγηση και σύγκριση της αποτελεσματικότητας των διαφορετικών αλγορίθμων. Παρέχει ένα γρήγορο και αντικειμενικό μέτρο της πιστότητας εικόνας μετά την επεξεργασία.