图像质量对比感悟

具体任务:

在本次任务中,我需要对比两张1080p的yuv图片的清晰度,那么如何判断呢?主要是进行了主观判断和客观psnr的判断。

psnr解释:

定义: PSNR 用于衡量 两幅图像之间的差异 (通常是原始图像和压缩/处理后的图像),其计算基于 像素级均方误差(MSE)

psnr的使用要求:

要求 说明
相同分辨率 两幅图像的宽度和高度必须完全一致,否则无法逐像素对比。
相同色彩格式 如 RGB、YUV 等格式需一致,避免因色彩空间转换引入误差。
无几何位移 图像内容需严格对齐(如偏移 1 像素会导致 PSNR 大幅下降)。
无格式转换 计算前避免 JPEG 压缩、缩放等操作,否则会污染原始误差。

psnr的应用场景:

场景 用途 局限性
图像/视频压缩评估 对比压缩前后质量(如 JPEG vs PNG)。 无法感知人眼敏感度(如纹理、边缘)。
超分辨率重建 评估上采样算法(如 1080p → 4K)的保真度。 高频细节损失可能被低估。
去噪/修复算法 量化去噪后图像与干净参考图的差异。 对结构性失真(如模糊)不敏感。
传感器校准 检查摄像头采集图像与标准图的偏差。 需严格对齐光照和色彩条件。

不适用范围:

问题 原因 替代方案
图像存在位移 即使内容相同,1 像素偏移也会导致 PSNR 骤降。 先对齐图像(如 SIFT 特征匹配)。
人眼感知差异 PSNR 高的图像可能视觉质量差(如过度平滑)。 使用 SSIM、VMAF 等感知指标。
色彩空间不一致 YUV 和 RGB 计算的 PSNR 差异大。 统一色彩空间(如全部转为 YUV)。
动态范围不同 HDR 和 SDR 图像直接对比无意义。 使用 HDR-VDP-2 等专用指标。

任务分析:

两张yuv的图片不方便直接对比,因此用mmfpeg转换成.png图片再用图片对比软件FSViewer.exe进行对比(主观)。主观对比后发现差别不大。然后将这两张图片进行上采样到4k,再与原始的4k数据进行psnr分析。

工具介绍:

一、FSViewer.exe

这个软件非常好用,便于两张图片的比较

可以自由将图片放大和缩小,效果展示如下,还是很清晰的:

二、ffmpeg

这个不是一个软件,而是类似一个工具包,可以实现图片格式的转换,裁切,psnr等和图像数据相关的操作。使用方法如下:

1、下载

2、使用

打开文件夹,这样,我们就可以得到如下,而且我们需要把这个路径放到环节变量里面,让他可以在任意路径下使用。

接着我们就可以在cmd里面去输入指令达到我们想要的效果。

例如我想进行一个像素的下移,下移一个像素(指令可以用ai去搜索):

ffmpeg -i camera_raw_1080p_2x_to_4k.png -vf "pad=3840:2161:0:1:black, crop=3840:2160:0:1" output_shifted.png

结果:

生成了我们想要的图片:

如果想要进行其他图像的操作,均可以用ai搜索一下对应的指令进行操作即可。

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