اندازه گیری کیفیت تصویر در زمینه های مختلف مانند پردازش تصویر، فشرده سازی و انتقال ضروری است.دو معیار رایج مورد استفاده، نسبت سیگنال به نورس (PSNR) و شاخص شباهت ساختاری (SSIM) هستند.این مقاله توضیح می دهد که چگونه این معیارها را در عمل محاسبه کنید.

آشنایی با PSNR

PSNR تفاوت بین یک تصویر فشرده یا پردازش شده و نسخه اصلی آن را اندازه گیری می کند.این در decibels (dB) ارزش های PSNR بالاتر نشان دهنده کیفیت بهتر است.

برای محاسبه PSNR، ابتدا خطای مربعی (MSE) را بین دو تصویر محاسبه کنید:

MSE = (1 / ( ارتفاع × ×) ⁇ × ⁇ (I original - I Processed)

سپس PSNR به عنوان:

PSNR = 10 × log10 (MAX I2 / MSE)

در جایی که MAX I حداکثر مقدار پیکسل ممکن تصویر است (به عنوان مثال ۲۵۵ برای تصاویر ۸ بیتی).

درک SSIM

اس ام اسIM شباهت بین دو تصویر را بر اساس درخشندگی، کنتراست و ساختار ارزیابی می کند، بین ۱ تا ۱، که ۱ تصویر یکسان را نشان می دهد، ارزش می دهد.

شاخص SSIM با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

SIM = [2μ xμy + C1) (۲۱۳ xy + C2) / [μ x2 + μ y2 + C1) (شکل x2 + σy2 + C2)

در جایی که μ x و μ y ابزار تصاویر x و y، σ x2 و σ y2 تفاوت ها هستند، σ xy تخمدان است و C1 C2 ثابت است که تقسیم را تثبیت می کند.

نکات محاسباتی

پیاده سازی این محاسبات معمولا شامل استفاده از کتابخانه های پردازش تصویر مانند OpenCV یا Scikit-image در پایتون است.این کتابخانه ها توابعی برای محاسبه PSNR و SSIM به طور مستقیم، ساده سازی فرآیند ارائه می دهند.

  • اطمینان حاصل کنید که تصاویر در همان اندازه و فضای رنگی قرار دارند.
  • از نمایندگی های نقطه شناور برای دقت استفاده کنید.
  • در صورت لزوم، عادی سازی مناسب را اعمال کنید.
  • از توابع کتابخانه موجود برای بهره وری استفاده کنید.