"这篇资源提供了一段C++代码,利用OpenCV库计算图像的质量指标,包括峰值信噪比(PSNR)和结构相似度指数(SSIM)。这段代码适用于比较两幅图像之间的相似性,特别是在视频处理中评估帧与帧之间的质量差异。" 在图像处理和计算机视觉领域,评估图像或视频质量是非常重要的任务。PSNR(峰值信噪比)和SSIM(结构相似度指数)是两个常用的度量标准。 PSNR是一种量化图像质量和噪声水平的指标,它衡量的是原始图像(无损图像)与压缩或处理后的图像之间的均方误差。PSNR通常以分贝(dB)表示,公式为: \[ PSNR = 10 \cdot log_{10} \left( \frac{MAX_I^2}{MSE} \right) \] 其中,\( MAX_I \) 是图像的最大灰度值,\( MSE \) 是均方误差。 SSIM则是一种更高级的相似性度量,它不仅考虑了亮度、对比度,还考虑了图像的结构信息。SSIM指数的范围在-1到1之间,1表示完全相同,0表示完全不相似。SSIM的计算涉及到三个因素:亮度一致性(luminance),对比度一致性(contrast)和结构一致性(structure),其计算公式可以简化为: \[ SSIM(x,y) = \frac{(2\mu_x\mu_y + C_1)(2\sigma_{xy} + C_2)}{(\mu_x^2 + \mu_y^2 + C_1)(\sigma_x^2 + \sigma_y^2 + C_2)} \] 其中,\( \mu_x \) 和 \( \mu_y \) 是局部平均亮度,\( \sigma_x \) 和 \( \sigma_y \) 是局部标准差,\( \sigma_{xy} \) 是协方差,\( C_1 \) 和 \( C_2 \) 是常数,用于防止分母为零的情况。 在提供的代码中,`getPSNR`函数用于计算PSNR,而`getMSSIM`函数用于计算SSIM。这些函数可以应用于视频的每一帧,从而评估整个视频的质量。程序还会根据用户指定的触发值,当PSNR低于该值时,对后续帧进行SSIM计算,这有助于更深入地分析视频质量下降的程度。 在实际应用中,这样的代码可以用于视频编码器的性能评估、图像压缩算法的比较,或者任何需要检查图像处理效果的场景。通过调整输入参数,例如触发值和帧间等待时间,可以定制化这个工具以适应不同的需求。
#include <iostream> // for standard I/O
#include <string> // for strings
#include <iomanip> // for controlling float print precision
#include <sstream> // string to number conversion
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp> // Gaussian Blur
#include <opencv2/core/core.hpp> // Basic OpenCV structures (cv::Mat, Scalar)
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp> // OpenCV window I/O
using namespace std;
using namespace cv;
double getPSNR ( const Mat& I1, const Mat& I2);
Scalar getMSSIM( const Mat& I1, const Mat& I2);
void help()
{
cout
<< "\n--------------------------------------------------------------------------" << endl
<< "This program shows how to read a video file with OpenCV. In addition, it tests the"
<< " similarity of two input videos first with PSNR, and for the frames below a PSNR " << endl
<< "trigger value, also with MSSIM."<< endl
<< "Usage:" << endl
<< "./video-source referenceVideo useCaseTestVideo PSNR_Trigger_Value Wait_Between_Frames " << endl
<< "--------------------------------------------------------------------------" << endl
<< endl;
}
int main(int argc, char *argv[], char *window_name)
{
if (argc != 5)
{
cout << "Not enough parameters" << endl;
return -1;
}
stringstream conv;
const string sourceReference = argv[1],sourceCompareWith = argv[2];
int psnrTriggerValue, delay;
conv << argv[3] << argv[4]; // put in the strings
conv >> psnrTriggerValue >> delay;// take out the numbers
char c;
int frameNum = -1; // Frame counter
VideoCapture captRefrnc(sourceReference),
captUndTst(sourceCompareWith);
if ( !captRefrnc.isOpened())
{
cout << "Could not open reference " << sourceReference << endl;
return -1;
}
if( !captUndTst.isOpened())
{
cout << "Could not open case test " << sourceCompareWith << endl;
return -1;
}
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