用Python+OpenCV对比图像质量的几种方法
作者:Jeru_d39e 发布时间:2022-06-28 10:57:59
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 * 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
来源:https://www.jianshu.com/p/ca343a441e6d
猜你喜欢
- http://swik.net/Ajax/Ajax+Mistakes在某网站瞎逛时,发现这个链接,进去逛了逛,觉得很有意思,大家也可以去看看
- Windows下ORACLE完全卸载:使用OUI可以卸载数据库,但卸载后注册表和文件系统内仍会有部分残留。这些残留不仅占用磁盘空间,而且影响
- 代码如下:<% Function Bytes2bStr(vin,cSet) Dim BytesStream,StringReturn
- 学习前言我发现不仅有很多的Keras模型,还有很多的PyTorch模型,还是学学Pytorch吧,我也想了解以下tensor到底是个啥。Py
- 一、原型模式原型是相对于复制、克隆而言的,但是不同于模板,模板创造出的东西是一模一样,而原型创造出的东西是允许存在差异化和个性化的。原型模式
- 已经下载了wampserver,以后有时间试下在本地运行ThinkPHP。在app/lib/Action/文件夹下可以为每一个模块定义控制器
- 一、检测网络信息和系统信息 在Frontpage 2000 的Explorer管理器中选择帮助(Help)|关于Frontpage管理器(A
- 在 PHP 中表示空的map或空数组都是以空数组形式,在转化为json数据时,会将空数组统一 json 序列化成 [],这样就存在
- 这篇文章主要介绍了python如何实现不可变字典inmutabledict,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参
- 最近公司有一个日文项目,由于之前使用的是自己开发的中文CMS,并没有将语言包分离,在网站建设调试过程中出现了令人头疼的乱码问题。乱码出现的原
- 本文实例讲述了php以post形式发送xml的方法。分享给大家供大家参考。具体方法如下:方法一,使用curl:$xml_data = <
- 一: 删除LOG1:分离数据库 企业管理器->服务器->数据库->右键->分离数据库2:删除LOG文件3:附加数据库 企业管理器->服务器-
- 本文实例讲述了python函数局部变量用法。分享给大家供大家参考。具体分析如下:当你在函数定义内声明变量的时候,它们与函数外具有相同名称的其
- window.onload 是页面全部加载完成,包括图片、CSS、JavaScript等。但加载JavaScript的方法有很多种
- 分享一下 IntelliJ IDEA 2021.1 的激活破解教程,相当于永久激活了,亲测有效,下面是详细文档哦~申明:本教程 Intell
- 代码如下:using System; using System.Data; using System.Configuration
- 选用Access作为建站数据库,除了低成本的原因之外,主要是Access数据库的易发布性,一个MDB文件就包括了全部的表和数据,开发完后连同
- 一直以来都有这样一个困惑,那就是打开页面间的链接时是在原窗口转换还在新窗口打开呢?如果是在原窗口里转换页面的话,那我还想使用原页面的信息呢?
- 一张表(ColumnTable)的结构如下图所示当前需要实现的功能:通过Number的值为67来获取当前的节点ID、父节点ID递归实现SQL
- 防止用户通过后退按钮重复提交表单 <% response.Buffer=true response.Expires=0 respons