用Python+OpenCV对比图像质量的几种方法

站长资源 2024/11/26 佚名

67 1538 67

DDR爱好者之家 Design By 杰米

前言

图片的本质就是大量像素在二维平面上的组合，每个像素点用数字化方式记录颜色。可以直观的想象，一张图片就是一个巨大的电子栅格，每个格子内有一盏灯泡，这个灯泡可以变换256的三次方种颜色，就像下面这张卡通像素图一样，越清晰的图片像素越密集。

这一次来看看OpenCV提供的两种图像质量对比方式(PSNR & SSIM)及其扩展, 这篇文章会涉及到一点数学公式，顺便介绍一个我用过的生成公式的最佳在线编辑工具，秒杀所有收费工具。

链接在这里, 请收好: https://www.mathcha.io/editor

1. MSE对比

均方差 MSE(Mean Squared Error)对比, 思路是对两张尺寸完全相同的图片一个个像素进行对比，对比的数值就是颜色。注意下面公式有两个维度，因为我们对比的图像是像素矩阵，m and n 代表行数和列数。

MSE formula

MSE公式自己用numpy写几行代码实现，这里唯一要注意的是我找的图片是彩色的，因为有BGR3个颜色通道所以MSE要除以3得到平均值。

有了核心逻辑后准备一下素材 - 著名的经典图片Lena，再手工压缩75%, 90%, 95%放置入lena folder. Lena是1972年12月花花公子的封面女郎，这张照片只是裸体插页的1/3，下面少儿不宜部分被截断了，未删节原图在卡耐基梅隆大学的网页上还能找到(Warning: contains nudity)。

至于为什么选取她的照片，据说这张图片包含了各种细节，平滑区域，阴影和纹理，是完美的测试图像。其实都是扯淡，主要因为她当年是个迷人的美女，深受老一代美国码农欢迎。

2. PSNR对比

PSNR (Peak Signal to Noise Ratio)是最广泛使用的一种图像客观评价指标，通常用来评价一副图像压缩后与原图对比质量的好坏，这个值大概在30dB到50dB之间，PSNR值越高则压缩后失真越小，如果差异非常明显可能会得到15甚至更低的值。

所以MSE或者PSNR也好主要是对比完全一样但是压缩重构的图片，OpenCV官方文档说这也是逐帧比较视频差异的最常用方式，毕竟它简单，运行速度快。

但其呈现的差异有时候与人的主观感受不一致，所以OpenCV还提供了结构相似性算法SSIM做出改进。下面是PSNR公式，也是在MSE基础上的进一步扩展，这里MAX表示图像颜色最大值，8bit图像取值为255

3. SSIM对比

自然图像具备高度结构性，临近的像素间存在强相关性。

SSIM考虑了人眼的生物特征，是基于感知的计算模型，人类视觉系统就是从可视区域内获取结构信息，所以我们也可以检测结构信息的差异来对比图片，这和MSE或者PSNR通过线性变换来分解信号有本质上的不同。

SSIM的测量体系由三个模块组成: 亮度，对比度和结构。

三个模块的对比函数组合之后得到SSIM的公式如下:

下面是完整代码实现把三种score都打印出来看看，三种评测函数都直接改用了scikit-image库提供的现成方法，实验过结果和前面的实现是一样的。SSIM的score范围从-1到1，1表示和原图完全一致。

下面继续用SSIM来玩玩找不同游戏看看，我在网上找了两张图片，第一张是原图，第二张是PS后有N处差异，看看如何用SSIM快速找出答案。

原图

修改图

新开一个文件来实现逻辑:首先载入文件并转成grayscale, 并计算出SSIM; 核心逻辑在于line 22通过OSTU找出自适应阈值，line 23行根据这个阈值来提取轮廓，最后画方框出来。

对比结果，一秒找出八处不同

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持。

python,opencv,对比图像质量

DDR爱好者之家 Design By 杰米

广告合作：本站广告合作请联系QQ：858582 申请时备注：广告合作（否则不回）
免责声明：本站资源来自互联网收集,仅供用于学习和交流,请遵循相关法律法规,本站一切资源不代表本站立场,如有侵权、后门、不妥请联系本站删除！

DDR爱好者之家 Design By 杰米

评论“用Python+OpenCV对比图像质量的几种方法”

暂无评论...

稳了！魔兽国服回归的3条重磅消息！官宣时间再确认！

昨天有一位朋友在大神群里分享，自己亚服账号被封号之后居然弹出了国服的封号信息对话框。

这里面让他访问的是一个国服的战网网址，com.cn和后面的zh都非常明白地表明这就是国服战网。
而他在复制这个网址并且进行登录之后，确实是网易的网址，也就是我们熟悉的停服之后国服发布的暴雪游戏产品运营到期开放退款的说明。这是一件比较奇怪的事情，因为以前都没有出现这样的情况，现在突然提示跳转到国服战网的网址，是不是说明了简体中文客户端已经开始进行更新了呢？

更新日志

2024年11月26日

2024年11月26日

搜索

关键字搜索

热门推荐：