Metircs - PSNR / MSE

 

 

 

 

 

Peak Signal-to-noise ratio, PSNR

 

 

 

 

 

PSNR

 

PSNR은 이미지,비디오,오디오 등의 신호 처리 분야에서 신호의 최대 가능 파워(최대 신호) 대비 노이즈의 파워(손실 양)를 나타내는 지표이다. 단위는 데시벨(dB)로 표현되며, 원본과 압축된 버전과의 차이(손실)를 정량적으로 평가하는 데 사용된다.

 

*** 신호의 최대 가능 파워  : 이미지나 비디오에서 가장 밝거나 진한 색의 강도

*** 노이즈의 파워 : 원본 신호와 비교했을 때 손상이나 오류로 인해 발생하는 차이의 양

 

PSNR은 두 신호간의 차이를 나타내는 MSE ( Mean Squared Error)에 기반하여 계산된다. 

 

PSNR 계산 방법

 

MAX_I : 이미지에서의 최대 픽셀 값 . ex) 8bits 표현에서 255  //픽셀이 가질 수 있는 최대값

MSE :  원본 신호와 손상된 신호간의 차이 즉, 손실량을 제곱한 값의 평균이다. //차이값의 제곱의 평균

 

MSE 계산 방법

 

 

MSE에서 m과 n은 각 이미지의 행과 열의 수를 나타내며, I(i,j)는 원본 이미지의 픽셀 값, K(i,j)는 압축 또는 처리된 이미지의 픽셀 값이다.

 

 

PSNR 평가

 

PSNR 값이 높으면 손실이 작음을 의미하여 화질이 더 좋다고 평가되고,

PSNR 값이 낮으면 손실이 크다는 것을 의미하여 화질이 더 낮다고 평가된다.

 

 

 

PSNR 한계

 

: 널리 사용되는 화질 평가 지표이지만, 인간의 시각 시스템이 인지하는 화질과 완전히 일치하지 않는다는 한계가 있다. 예를들어 두 이미지의 psnr 값이 비슷할지라도, 인간의 눈으로 볼 때 화질의 차이가 느껴질 수 있다. 

 

이러한 이유로 psnr외에 ssim(Structural Similarity Index)와 같은 다른 화질 평가 지표들이 보완적으로 사용된다.