VP8 影像壓縮格式在不同 PSNR 尖峰訊噪比下的表現如何？實測給你看

VP8的主要應用是滿足網路串流影片的需求，為了滿足著個目標，VP8特別針對中低資料流量的編碼進行最佳化，能夠在提供較低流量的同時，保持影片的可看性。言下之意，就是在合理的範圍內犧牲些微畫質，以換取更低的資料流量。

尖峰訊噪比是量化的畫質

在VP8的白皮書中有提到，其設計的概念為對尖峰訊噪比（PeakSignaltoNoiseRatio，PSNR）在30dB至45dB之間的表現做最佳化，官方之所以會制定這個範圍，就是因為這樣的畫質介於在「尚勘入目」（watchable）到「目視無損」（visually lossless）的品質間。
尖峰訊噪比的定義為「10 x log10(MAX2 / MSE)」，其中MAX為每個像素中，能夠表現出的最大可能性數量，若以8bit取樣深度為例，MAX將等於28-1 = 255。MSE為mean squared error的縮寫，中文可以翻譯為方均誤差，其數學上的定義為比較處理前後的影片，針對每一個像素計算其量化數據上差異，再將這個差異平方後加總計算，最後再將總和除以像素總數。

尖峰訊噪比也是訊噪比的其中一種，其核心概念就是計算有用訊號與雜訊之間的比值。簡單地說，尖峰訊噪比越大，就表示訊號越強、雜訊越小，反之若是數值很小的話，就表示訊號很弱，受雜訊干擾的情況嚴重。

尖峰訊噪比與畫質成正相關

筆者以vpxenc對影片進行編碼，將1920 x 1080的H.264影片，轉為1920 x 1080的VP8影片。在測試了15組不同的編碼參數後，發現尖峰訊噪比大致上與畫質表現呈現正相關，但是並無法完全反映人眼視覺上的觀感，在某些低畫質的樣本中，量測到的尖峰訊噪比值反而比較高。在統整過大部份的數據後，筆者挑選3組樣本做為本次測試的說明範例，請參考下方列表。

▲圖表為3組樣本的尖峰訊噪比隨時間的變化，crf=15的樣本大體上表現可以維持在45以上。

以較低的crf參數壓製影片時，得到的資料流量就會比較大，畫質也會比較好，量測到的尖峰訊噪比值也會比較大。大體上來說尖峰訊噪比值在40的樣本還是看得到些許馬賽克狀失真，但是情況很輕微，以HD影片來說，能夠在1286 Kbps流量下達成此這種質算是不錯的表現。當數值掉到35左右時，不用放大圖片也可以看到許多雜訊，但是不致於讓畫面產生嚴重錯誤。完整測試圖片請至下載。

▲尖峰訊噪比在35左右時，物體邊緣已經變得比較模糊，其他2者的狀況比較輕微，但多少會有一些毛邊。（點圖可放大）

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