图像的MSE和PSNR有什么区别?

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2022-01-16 03:15:10

我有些疑惑。

  1. 质量参数 MSE 和 PSNR 有什么区别?
  2. 什么时候用哪个?
  3. PSNR 与 MSE 相比是否有任何优势,反之亦然?

我也听说过人们说永远不应该使用 MSE 和 PSNR 来检查图像质量。相反,应该使用 UQI 和 SSIM。我阅读了有关 UQI 和 SSIM 的信息,并了解到它们接近人类视觉系统,但我阅读了一份技术报告,其中说 SSIM 有时比 MSE 更好,有时 MSE 更好。这是链接 http://www.cs.uregina.ca/Research/Techreports/2008-02.pdf

现在我很困惑使用哪一个(在 MSE 和 SSIM 中),为什么?

也有人说SSIM是UQI的升级版。那么这两者有什么区别呢?为什么人们仍然使用 UQI,而不管 SSIM 是否存在?

3个回答

这些指标用于计算某些信号属性。它们大致分为2类,即1-objective,2-subjective。客观标准过于机械化,不考虑任何人类感知权重。主观标准是基于模型的计算或直接基于意见的测量。什么时候使用是一个应用问题。

图像的MSE和PSNR有什么区别?

很少。 几乎没有,以相对的方式大多数误差测量与某些数量或参考有关。如果你有K样品 dk来自“原始”数据,以及估计、压缩或去噪的版本d^k, 然后:

  • MSE, 均方误差,与欧几里得度量中的零(越低越好)相关:

MSE=1Kk=1K(dkd^k)2

信噪比 (SNR) 或峰值信噪比 (PSNR) 是直接相关的量,与数据能量 (SNR) 成反比(越高越好):

SNR=10log10(1Kk=1K(dk)2MSE)

或最大可能数据功率 (PSNR):

PSNR=10log10((maxdk)2MSE)

其中有时设置为,其中是图像通道值编码到的位数。经典上是255。所以,总而言之,它们之间存在一对一的单调映射,所以它们是密切相关的。maxdk2b1b

这三个只是带有扭曲所以基本上和视力无关。SSIM 被认为在感知评论方面更现实。通过均值、比例和协方差重新加权,它可以纠正一些标准显示问题。L2

但它仍然存在争议,例如:

我认为有两个区别:

  • 如果不知道峰值强度或编码位数,则 MSE 毫无意义。根据编码,相同的 MSE 可以表示“强”或“弱”错误(例如,MSE=240 对于 8 位和 24 位图像的含义不同)。考虑到峰值强度,PSNR不存在这个问题。

  • 对数可以得到几位数的分数(例如,使用 90而不是 1,000,000,000 会更方便)。dB

因此,PSNR 优于 MSE 的优点是:(1)它能够比较使用不同位数编码的图像的结果,(2)简洁。然而,根据定义,PSNR 只不过是 MSE 的标准化版本。