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。本程序中的函数能够对比两张YUV图片中亮度份量Y的PSNR。函数的代码以下所示。

/**
 * 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;
}

调用上面函数的方法以下所示。

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

对于8bit量化的像素数据来讲，PSNR的计算公式以下所示。

上述公式中mse的计算公式以下所示。

其中M，N分别为图像的宽高，xij和yij分别为两张图像的每个像素值。PSNR一般用于质量评价，就是计算受损图像与原始图像之间的差异，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以下图所示。其中左边的图像为原始图像，右边的图像为受损图像。

通过程序计算后获得的PSNR取值为26.693。PSNR取值一般状况下都在20-50的范围内，取值越高，表明两张图像越接近，反映出受损图像质量越好。