采用 PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio)和 SSIM(Structural Similarity Index)两个指标对一个算法进行评价,这个算法的功能是将黑白人像照片进行彩色化,给出完整的评价代码

时间: 2024-05-07 07:18:58 浏览: 16
以下是使用 Python 语言实现的 PSNR 和 SSIM 评价代码: ```python import cv2 import numpy as np def psnr(img1, img2): mse = np.mean((img1 - img2) ** 2) if mse == 0: return float('inf') max_pixel = 255.0 psnr = 20 * np.log10(max_pixel / np.sqrt(mse)) return psnr def ssim(img1, img2): C1 = (0.01 * 255) ** 2 C2 = (0.03 * 255) ** 2 img1 = img1.astype(np.float64) img2 = img2.astype(np.float64) kernel = cv2.getGaussianKernel(11, 1.5) window = np.outer(kernel, kernel.transpose()) mu1 = cv2.filter2D(img1, -1, window)[5:-5, 5:-5] mu2 = cv2.filter2D(img2, -1, window)[5:-5, 5:-5] mu1_sq = mu1 ** 2 mu2_sq = mu2 ** 2 mu1_mu2 = mu1 * mu2 sigma1_sq = cv2.filter2D(img1 ** 2, -1, window)[5:-5, 5:-5] - mu1_sq sigma2_sq = cv2.filter2D(img2 ** 2, -1, window)[5:-5, 5:-5] - mu2_sq sigma12 = cv2.filter2D(img1 * img2, -1, window)[5:-5, 5:-5] - mu1_mu2 ssim_map = ((2 * mu1_mu2 + C1) * (2 * sigma12 + C2)) / ((mu1_sq + mu2_sq + C1) * (sigma1_sq + sigma2_sq + C2)) return np.mean(ssim_map) # 读取原始黑白照片和彩色化后的照片 img1 = cv2.imread('grayscale_photo.jpg') img2 = cv2.imread('colorized_photo.jpg') # 将图像转换为 YUV 格式 img1_yuv = cv2.cvtColor(img1, cv2.COLOR_BGR2YUV) img2_yuv = cv2.cvtColor(img2, cv2.COLOR_BGR2YUV) # 取出 Y 通道 img1_y = img1_yuv[:,:,0] img2_y = img2_yuv[:,:,0] # 计算 PSNR 和 SSIM print("PSNR:", psnr(img1_y, img2_y)) print("SSIM:", ssim(img1_y, img2_y)) ``` 其中,`grayscale_photo.jpg` 是原始的黑白人像照片,`colorized_photo.jpg` 是使用算法彩色化后的照片。可以将两张照片放在同一目录下,并将代码保存为 `.py` 文件,然后在命令行中运行该文件即可输出 PSNR 和 SSIM 的值。

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from PIL import Image import numpy as np import io # 读取原始图像和压缩后图像 original_img = Image.open('test.jpg') compressed_img = Image.open('test_compressed.jpg') # 将图像转换为 NumPy 数组 original_img_arr = np.array(original_img) compressed_img_arr = np.array(compressed_img) # 计算原始图像大小 original_size = original_img_arr.nbytes # 计算压缩后图像大小 compressed_size = compressed_img_arr.nbytes # 计算压缩率 compression_ratio = compressed_size / original_size # 计算峰值信噪比(PSNR) mse = np.mean((original_img_arr - compressed_img_arr) ** 2) psnr = 10 * np.log10(255**2 / mse) # 计算结构相似性指数(SSIM) from skimage.metrics import structural_similarity as ssim ssim_score = ssim(original_img_arr, compressed_img_arr, multichannel=True) # 计算峰值信噪比改进比(PSNR-HVS) from skimage.metrics import peak_signal_noise_ratio as psnr_hvs psnr_hvs_score = psnr_hvs(original_img_arr, compressed_img_arr, data_range=original_img_arr.max()) # 计算多样性信噪比(MS-SSIM) from skimage.metrics import multi_scale_ssim as ms_ssim ms_ssim_score = ms_ssim(original_img_arr, compressed_img_arr, data_range=original_img_arr.max(), win_size=11) # 计算复杂度压缩比(CPC) cpc = psnr / compression_ratio # 输出七种压缩率 print(f"Compression ratio: {compression_ratio:.4f}") print(f"Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR): {psnr:.2f}") print(f"Structural Similarity Index (SSIM): {ssim_score:.4f}") print(f"Peak Signal-to-Noise Ratio - HVS (PSNR-HVS): {psnr_hvs_score:.2f}") print(f"Multi-Scale Structural Similarity (MS-SSIM): {ms_ssim_score:.4f}") print(f"Complexity-Compression Ratio (CPC): {cpc:.2f}") print(f"Original size: {original_size:,}") print(f"Compressed size: {compressed_size:,}")ValueError: operands could not be broadcast together with shapes (417,556,3) (418,558,3)

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