计算两个YUV420P像素数据的PSNR---高等算法

PSNR是最基本的视频质量评价方法。本程序中的函数可以对比两张YUV图片中亮度分量Y的PSNR。函数的代码如下所示。

1. /**
2. * Calculate PSNR between 2 YUV420P file
3. * @param url1     Location of first Input YUV file.
4. * @param url2     Location of another Input YUV file.
5. * @param w        Width of Input YUV file.
6. * @param h        Height of Input YUV file.
7. * @param num      Number of frames to process.
8. */
9. int simplest_yuv420_psnr(char *url1,char *url2,int w,int h,int num){
10. FILE *fp1=fopen(url1,"rb+");
11. FILE *fp2=fopen(url2,"rb+");
12. unsigned char *pic1=(unsigned char *)malloc(w*h);
13. unsigned char *pic2=(unsigned char *)malloc(w*h);
14. for(int i=0;i<num;i++){
15. fread(pic1,1,w*h,fp1);
16. fread(pic2,1,w*h,fp2);
17. double mse_sum=0,mse=0,psnr=0;
18. for(int j=0;j<w*h;j++){
19. mse_sum+=pow((double)(pic1[j]-pic2[j]),2);
20. }
21. mse=mse_sum/(w*h);
22. psnr=10*log10(255.0*255.0/mse);
23. printf("%5.3f\n",psnr);
24. fseek(fp1,w*h/2,SEEK_CUR);
25. fseek(fp2,w*h/2,SEEK_CUR);
26. }
27. free(pic1);
28. free(pic2);
29. fclose(fp1);
30. fclose(fp2);
31. return 0;
32. }

调用上面函数的方法如下所示。

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

对于8bit量化的像素数据来说，PSNR的计算公式如下所示。

上述公式中mse的计算公式如下所示。

其中M，N分别为图像的宽高，xij和yij分别为两张图像的每一个像素值。PSNR通常用于质量评价，就是计算受损图像与原始图像之间的差别，以此来评价受损图像的质量。本程序输入的两张图像的对比图如下图所示。其中左边的图像为原始图像，右边的图像为受损图像。

经过程序计算后得到的PSNR取值为26.693。PSNR取值通常情况下都在20-50的范围内，取值越高，代表两张图像越接近，反映出受损图像质量越好。