计算两幅图像的PSNR和SSIM以及python代码实现

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psnr是“Peak Signal to Noise Ratio”的缩写，即峰值信噪比，是一种评价图像的客观标准，它具有局限性，一般是用于最大值信号和背景噪音之间的一个工程项目。

from PIL import Image
import numpy
import mathdef psnr(img1, img2):mse = numpy.mean( (img1 - img2) ** 2 )if mse == 0:return 100PIXEL_MAX = 255.0return 20 * math.log10(PIXEL_MAX / math.sqrt(mse))img1=Image.open('1.png')
img2=Image.open('2.jpg')i1_array = numpy.array(img1)
i2_array = numpy.array(img2)r12=psnr(i1_array,i2_array)
print(r12)

SSIM(Structural SIMilarity)，结构相似性，是一种衡量两幅图像相似度的指标。该指标首先由德州大学奥斯丁分校的图像和视频工程实验室(Laboratory for Image and Video Engineering)提出。

SSIM使用的两张图像中，一张为未经压缩的无失真图像，另一张为失真后的图像。

import cv2
import numpy as npdef ssim(img1, img2):C1 = (0.01 * 255) ** 2C2 = (0.03 * 255) ** 2img1 = 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]  # validmu2 = cv2.filter2D(img2, -1, window)[5:-5, 5:-5]mu1_sq = mu1 ** 2mu2_sq = mu2 ** 2mu1_mu2 = mu1 * mu2sigma1_sq = cv2.filter2D(img1 ** 2, -1, window)[5:-5, 5:-5] - mu1_sqsigma2_sq = cv2.filter2D(img2 ** 2, -1, window)[5:-5, 5:-5] - mu2_sqsigma12 = cv2.filter2D(img1 * img2, -1, window)[5:-5, 5:-5] - mu1_mu2ssim_map = ((2 * mu1_mu2 + C1) * (2 * sigma12 + C2)) / ((mu1_sq + mu2_sq + C1) *(sigma1_sq + sigma2_sq + C2))return ssim_map.mean()def calculate_ssim(img1, img2):'''calculate SSIMthe same outputs as MATLAB'simg1, img2: [0, 255]'''if not img1.shape == img2.shape:raise ValueError('Input images must have the same dimensions.')if img1.ndim == 2:return ssim(img1, img2)elif img1.ndim == 3:if img1.shape[2] == 3:ssims = []for i in range(3):ssims.append(ssim(img1, img2))return np.array(ssims).mean()elif img1.shape[2] == 1:return ssim(np.squeeze(img1), np.squeeze(img2))else:raise ValueError('Wrong input image dimensions.')img1 = cv2.imread("1.png", 0)
img2 = cv2.imread("2.jpg", 0)
img3 = cv2.imread("3.jpg", 0)
img4 = cv2.imread("4.png", 0)img1 = np.array(img1)
img2 = np.array(img2)
img3 = np.array(img3)
img4 = np.array(img4)ss = calculate_ssim(img2, img3)
print(ss)

ssim代码参考：https://www.jb51.net/article/176717.htm

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