पीक सिग्नल-टू-नॉइज़ रेशियो

पीक सिग्नल-टू-शोर अनुपात (पीएसएनआर) एक सिग्नल (सूचना सिद्धांत) की अधिकतम संभव शक्ति और शोर को दूषित करने की शक्ति के बीच अनुपात के लिए एक इंजीनियरिंग शब्द है जो इसके प्रतिनिधित्व की निष्ठा को प्रभावित करता है। क्योंकि कई संकेतों की एक बहुत व्यापक गतिशील सीमा होती है, PSNR को आमतौर पर डेसिबल स्केल का उपयोग करके लघुगणकीय मात्रा के रूप में व्यक्त किया जाता है।

पीएसएनआर आमतौर पर छवियों और वीडियो के लिए पुनर्निर्माण गुणवत्ता को मापने के लिए उपयोग किया जाता है जो हानिकारक संपीड़न के अधीन होता है।

परिभाषा
औसत चुकता त्रुटि (MSE) के माध्यम से PSNR को सबसे आसानी से परिभाषित किया जाता है। एक शोर-मुक्त एम × एन मोनोक्रोम छवि I और इसके शोर सन्निकटन K को देखते हुए, MSE को इस रूप में परिभाषित किया गया है
 * $$\mathit{MSE} = \frac{1}{m\,n}\sum_{i=0}^{m-1}\sum_{j=0}^{n-1} [I(i,j) - K(i,j)]^2.$$

PSNR (डेसीबल में) के रूप में परिभाषित किया गया है
 * $$\begin{align}

\mathit{PSNR} &= 10 \cdot \log_{10} \left( \frac{\mathit{MAX}_I^2}{\mathit{MSE}} \right) \\ &= 20 \cdot \log_{10} \left( \frac{\mathit{MAX}_I}{\sqrt{\mathit{MSE}}} \right) \\ &= 20 \cdot \log_{10}(\mathit{MAX}_I) - 10 \cdot \log_{10} (\mathit{MSE}). \end{align}$$ यहाँ, मैक्सIछवि का अधिकतम संभव पिक्सेल मान है। जब पिक्सल प्रति नमूने 8 बिट्स का उपयोग करके प्रदर्शित किया जाता है, तो यह 255 होता है। अधिक आम तौर पर, जब नमूनों को प्रति नमूना बी बिट्स के साथ रैखिक पल्स कोड मॉडुलेशन का उपयोग करके दर्शाया जाता है, मैक्सI2 हैबी − 1.

रंगीन छवियों में आवेदन
प्रति पिक्सेल तीन आरजीबी मूल्यों के साथ रंगीन छवियों के लिए, पीएसएनआर की परिभाषा समान है, सिवाय इसके कि एमएसई छवि द्वारा विभाजित सभी वर्ग मूल्य अंतर (अब प्रत्येक रंग के लिए, यानी एक मोनोक्रोम छवि के रूप में तीन गुना अंतर) का योग है। आकार और तीन से। वैकल्पिक रूप से, रंगीन छवियों के लिए छवि को एक अलग रंग स्थान में बदल दिया जाता है और PSNR को उस रंग स्थान के प्रत्येक चैनल के विरुद्ध रिपोर्ट किया जाता है, उदाहरण के लिए, YCbCr या HSL और HSV।

पीएसएनआर
के साथ गुणवत्ता का अनुमान पीएसएनआर का उपयोग आमतौर पर हानिकारक संपीड़न कोडेक्स (उदाहरण के लिए, छवि संपीड़न के लिए) के पुनर्निर्माण की गुणवत्ता को मापने के लिए किया जाता है। इस मामले में संकेत मूल डेटा है, और शोर संपीड़न द्वारा पेश की गई त्रुटि है। संपीड़न कोडेक्स की तुलना करते समय, PSNR पुनर्निर्माण गुणवत्ता की मानवीय धारणा का एक अनुमान है।

हानिपूर्ण संपीड़न छवि और वीडियो संपीड़न में PSNR के लिए विशिष्ट मान 30 और 50 dB के बीच होते हैं, बशर्ते अंश गहराई 8 बिट हो, जहां अधिक बेहतर है। PSNR मान 60 dB या अधिक होने पर 12-बिट छवियों की प्रसंस्करण गुणवत्ता उच्च मानी जाती है। 16-बिट डेटा के लिए PSNR के सामान्य मान 60 और 80 dB के बीच होते हैं।  वायरलेस ट्रांसमिशन गुणवत्ता हानि के लिए स्वीकार्य मान लगभग 20 dB से 25 dB माना जाता है। शोर की अनुपस्थिति में, दो छवियां I और K समान हैं, और इस प्रकार MSE शून्य है। इस मामले में पीएसएनआर अनंत है (या अपरिभाषित, शून्य से विभाजन देखें)।

प्रदर्शन तुलना
हालांकि एक उच्च PSNR आमतौर पर इंगित करता है कि पुनर्निर्माण उच्च गुणवत्ता का है, कुछ मामलों में ऐसा नहीं हो सकता है। इस मीट्रिक की वैधता की सीमा के साथ अत्यंत सावधान रहना होगा; यह केवल तभी निर्णायक रूप से मान्य होता है जब इसका उपयोग समान कोडेक (या कोडेक प्रकार) और समान सामग्री से परिणामों की तुलना करने के लिए किया जाता है। आम तौर पर, PSNR को अन्य वीडियो गुणवत्ता की तुलना में खराब प्रदर्शन करने के लिए दिखाया गया है, जब यह छवि गुणवत्ता और विशेष रूप से मनुष्यों द्वारा देखे गए विडियो की गुणवत्ता अनुमान लगाने की बात आती है।

वेरिएंट
पीएसएनआर-एचवीएस PSNR का एक विस्तार है जो मानव दृश्य प्रणाली जैसे कंट्रास्ट (दृष्टि) के गुणों को शामिल करता है।

पीएसएनआर-एचवीएस-एम दृश्य मास्किंग को अतिरिक्त रूप से ध्यान में रखते हुए पीएसएनआर-एचवीएस में सुधार करता है। 2007 के एक अध्ययन में, इसने PSNR की तुलना में मानव दृश्य गुणवत्ता निर्णयों के बेहतर अनुमान और बड़े अंतर से संरचनात्मक समानता प्रदान की। यह DCTune और पीएसएनआर-एचवीएस पर एक अलग लाभ भी दिखाया गया था।

यह भी देखें

 * डेटा संपीड़न अनुपात
 * वीडियो गुणवत्ता का अवधारणात्मक मूल्यांकन (पीईवीक्यू)
 * संरचनात्मक समानता (SSIM) सूचकांक
 * व्यक्तिपरक वीडियो गुणवत्ता
 * वीडियो मल्टीमीड असेसमेंट फ्यूजन
 * विडियो की गुणवत्ता

संदर्भ
PSNR