2つ入力した映像の輝度、コントラスト、構造などを軸にピクセル単位の比較だけではなく周囲のピクセルとの相関をみて比較してオリジナルにどれだけ忠実であるか SSIM の値を計算する。主な用途はエンコード前後を比較してどれだけ劣化したのか、特定のフレームを抽出してエンコードを見直したりする。比較する動画は同じ解像度である必要がある。libx264 エンコードでリアルタイムで計測する場合はオプションの -tune ssim -ssim 1 を使う。
Windows の ffmpeg で生放送する方法 : エンコードのログ出力の方法
映像フィルタを当てる前後のデータを見える化する
メタデータをコンソールに表示する metadata, ametadata
メタデータを映像化する drawgraph, adrawgraph
2つの映像の画質評価をする psnr
新しい映像の動きの評価 vmafmotion
新しい映像の品質評価 libvmaf
最終結果だけを表示。1入力がオリジナルの動画で、2入力が SSIM を計算する動画。
ffmpeg -i input1 -i input2 -filter_complex ssim -an -f null -
ログファイルを出力する。
ffmpeg -i input1 -i input2 -filter_complex ssim=stats.txt -an -f null -
metadata フィルタでフレーム単位でコンソールに表示する方法。ここでは unsharp フィルタの Y の ssim を表示している。
ffplay -i input -vf split[a][b];[b]unsharp[B];[a][B]ssim,metadata=print:key=lavfi.ssim.Y
drawtext フィルタで映像に焼き付けて再生する。
ffplay -f lavfi -i movie=input1.mp4[a];movie=input2.mp4[b];[a][b]ssim,drawtext=fontfile="c\://Windows/Fonts/arial.ttf":fontsize=20:fontcolor=white:box=1:boxcolor=black@0.4:text='"SSIM="%{metadata\:lavfi.ssim.ALL}'
lavfi.ssim.X 形式で X に代入できるのは、Y, U, V, R, G, B, All, dBで小文字でも可能。
framesync の設定にも対応している
2ファイル入力するフィルタの挙動設定 framesync
ログファイルの見方
- n
フレーム番号 - Y, U, V, R, G, B
コンポーネント別の SSIM。1 に近いほど忠実 - All
全体の平均 SSIM。1 で同一 - dB
全体の平均 SSIM(dB)。大きいほど高画質
似た指標に PSNR もあるが主観的な画質の比較なら SSIM のほうがよい。
ssim、psnr を同時に出力する場合
ffmpeg -i input1 -i input2 -lavfi "ssim;[0:v][1:v]psnr" -an -f null -
http://www.jiima.or.jp/pdf/5_JIIMA_guideline.pdf より
| PSNR | SSIM | 主観評価 |
| 40～∞［dB］ | 0.98以上 | 元の画像と圧縮画像の区別がつかない |
| 30～40［dB］ | 0.90～0.98 | 拡大すれば劣化がわかるレベル |
| 30以下［dB］ | 0.90以下 | 明らかに劣化がわかる |
x264におけるSSIMの目安
http://www.wikihouse.com/htumenc/index.php?SSIM より
| SSIM値 | qp設定値（例） | |
| 0.98 以上 | 20 | オリジナルと区別がつかない。 |
| 0.95 | 30 | 見るに耐えない。（＊または辛うじて、そこそこ見られる＊） |
| 0.9 | 40 | 非常に醜い。 |
| 0.8 | 51 | これ以上は圧縮できない |
| 0.7 以下 | – | 素材に大量のノイズを加え、さらにそのノイズを量子化工程で消し去るほどqpを高くしない限り、達成困難。 |
公式ドキュメント
FFmpeg Filters Documentation : ssim
FFmpeg Filters Documentation : psnr