計算兩個YUV420P像素數據的PSNR---高等算法

PSNR是最基本的視頻質量評價方法。本程序中的函數可以對比兩張YUV圖片中亮度分量Y的PSNR。函數的代碼如下所示。

/**
 * Calculate PSNR between 2 YUV420P file
 * @param url1     Location of first Input YUV file.
 * @param url2     Location of another Input YUV file.
 * @param w        Width of Input YUV file.
 * @param h        Height of Input YUV file.
 * @param num      Number of frames to process.
 */
int simplest_yuv420_psnr(char *url1,char *url2,int w,int h,int num){
    FILE *fp1=fopen(url1,"rb+");
    FILE *fp2=fopen(url2,"rb+");
    unsigned char *pic1=(unsigned char *)malloc(w*h);
    unsigned char *pic2=(unsigned char *)malloc(w*h);

    for(int i=0;i<num;i++){
        fread(pic1,1,w*h,fp1);
        fread(pic2,1,w*h,fp2);

        double mse_sum=0,mse=0,psnr=0;
        for(int j=0;j<w*h;j++){
            mse_sum+=pow((double)(pic1[j]-pic2[j]),2);
        }
        mse=mse_sum/(w*h);
        psnr=10*log10(255.0*255.0/mse);
        printf("%5.3f\n",psnr);

        fseek(fp1,w*h/2,SEEK_CUR);
        fseek(fp2,w*h/2,SEEK_CUR);

    }

    free(pic1);
    free(pic2);
    fclose(fp1);
    fclose(fp2);
    return 0;
}

調用上面函數的方法如下所示。

simplest_yuv420_psnr("lena_256x256_yuv420p.yuv","lena_distort_256x256_yuv420p.yuv",256,256,1);

對於8bit量化的像素數據來說，PSNR的計算公式如下所示。

上述公式中mse的計算公式如下所示。

其中M，N分別為圖像的寬高，xij和yij分別為兩張圖像的每一個像素值。PSNR通常用於質量評價，就是計算受損圖像與原始圖像之間的差別，以此來評價受損圖像的質量。本程序輸入的兩張圖像的對比圖如下圖所示。其中左邊的圖像為原始圖像，右邊的圖像為受損圖像。

經過程序計算后得到的PSNR取值為26.693。PSNR取值通常情況下都在20-50的范圍內，取值越高，代表兩張圖像越接近，反映出受損圖像質量越好。