基于色度学的人眼彩色探测特性分析

相对于黑白视觉的亮度对比度的探测特性，分析了人眼视觉对彩色条纹的探测特性．在分析前人研究和实验的基础上，根据色度学原理，研究了前人实验中所采用的红绿条纹和黄蓝条纹的亮度、主波长和色纯度变化．提出了用亮度对比度、主波长对比度和色纯度对比度描述人眼彩色对比度探测特性的概念，可初步定性解释部分前人的彩色视觉实验结果．为进一步评价彩色图像质量提供了一种可能的技术途径．     

彩色等离子体显示器灰度校正方法研究

针对彩色等离子体显示器（PDP）采用传统灰度校正方法存在严重灰度损失和灰度畸变的问题，在分析视觉灵敏度特性和亮度变化关系的基础上，提出了用多项式拟合进行灰度校正的新方法。该方法利用视觉灵敏度和亮度的对数在一定亮度区间的线性关系，把PDP的亮度划分为多个区间，根据每个区间的最小灵敏度阈值，计算出输入灰度对应的亮度，同时改进PDP实现多灰度级显示的最小亮度间隔，使显示亮度和计算亮度相等的最小亮度间隔数即为准确的输出灰度级，从而求出输入输出灰度级之间的多项式关系。计算结果表明：采用所提出的方法，明显提高了彩色PDP的灰度再现能力，灰度损失由原来的10．7％减小到4．5％以下，图像质量指数提高了7％以上。     

主观图像质量影响因素的人眼可察觉变化步长

利用主观视觉实验研究了色彩度、亮度、对比度和清晰度的人眼可察觉变化步长(JND).与以往JND研究不同,针对视频显示应用,研究了在一般观测条件下,人眼观测自然图片时上述4种图像质量影响因素的JND值.主观视觉实验采用两两对比的方法.利用统计分析计算了上述因素在不同变化步长下与原图差异的Z值,并进一步分析了不同变化步长与原图的差异是否满足假设前提.实验结果表明,对于自然图片,上述4种因素的JND值高于文献中采用规则测试图片获得的结果.利用实验结果可以将色彩度、亮度、对比度和清晰度等因素进行归一化和量化,从而建立包含上述4种因素的图像质量模型.     

亮度保持的夜景图像增强算法

针对夜景图像对比度增强的特点,提出一种亮度保持的夜景图像增强算法。根据平均亮度将夜景图像递归分解为一系列不同灰度级范围的子图像,然后对每个子图像在其灰度级范围内进行均衡。实验结果表明,该算法在充分扩展图像灰度级动态范围的同时,可以通过递归深度的选择控制图像亮度的变化,使增强后的夜景图像显得自然与真实。     

基于频域的结构相似度的图像质量评价方法

基于结构相似度信息(SSIM)的图像质量评价方法结构简单、评价性能优于峰值信噪比(PSNR),但是在研究中发现SSIM不能很好地评价严重模糊的图像。该文提出一种基于频域的结构相似度(FSSIM)的图像质量评价方法。该方法将频域信息作为图像的主要结构信息,根据人眼视觉系统(HVS)对不同频率分量的敏感程度不同,对离散余弦变换后的各频率分量加权后得到图像的频域函数。由频域函数、亮度函数和对比度函数计算得到结构相似度。实验结果表明,FSSIM比SSIM和PSNR更符合人眼视觉系统特性,能较好的评价图像质量。     

基于频域的结构相似度的图像质量评价方法

基于结构相似度信息(SSIM)的图像质量评价方法结构简单、评价性能优于峰值信噪比(PSNR),但是在研究中发现SSIM不能很好地评价严重模糊的图像。该文提出一种基于频域的结构相似度(FSSIM)的图像质量评价方法。该方法将频域信息作为图像的主要结构信息,根据人眼视觉系统(HVS)对不同频率分量的敏感程度不同,对离散余弦变换后的各频率分量加权后得到图像的频域函数。由频域函数、亮度函数和对比度函数计算得到结构相似度。实验结果表明,FSSIM比SSIM和PSNR更符合人眼视觉系统特性,能较好的评价图像质量。     

基于人眼视觉的红外图像广义直方图增强算法

文章针对传统直方图均衡增强算法存在红外图像细节信息丢失问题,且算法没有考虑人眼视觉特性,提出基于人眼视觉的红外图像广义直方图增强算法;根据像素邻域信息建立广义直方图,进行直方图均衡化处理;在均衡化过程中,利用人眼灰度分辨能力,对拉伸过大的灰度级进行限制,再对被过度压缩的灰度级进行适当拉伸以扩大其动态范围;实验结果表明,该方法有效增强图像局部细节,解决了红外图像视觉模糊的问题,使增强后图像视觉效果更自然。     

融合彩色模型空间的非线性低照度图像增强

低照度图像存在图像整体亮度偏低、亮度不均匀、色彩饱和度过高、图像模糊等问题,针对此类问题,提出了一种融合彩色模型空间的低照度图像增强算法。在该算法中,将图像的亮度增强与图像色彩恢复转换至不同的彩色模型空间分别进行处理:在RGB彩色模型空间中,首先对图像的高灰度级进行预处理,随后进行滤波处理,最后再用三分量增强函数对图像进行亮度恢复;在HSV彩色模型空间中,利用非线性色彩饱和度校正函数与亮度增强函数进行图像的色彩恢复,最后将两个空间中的处理结果进行加权融合。最终的对比实验结果表明,该方法在避免图像出现过度增强、色彩恢复与图像照度增强方面有着良好的效果,所处理的图像符合人眼视觉特性。     

一种真彩色图像客观质量评价方法

图像质量评价已成为图像科学的重要分支。从真彩色图像的角度分析,利用人眼对于颜色信息较为敏感这一特性,将颜色失真加入到图像质量评价中。分析了适合人眼视觉感知的HSI颜色空间,提出了一种度量颜色相似度的方法,及分别度量颜色的色度和亮度的相似度,使用带有空间距离作参数的指数函数模拟颜色降质。在此基础上,提出了基于结构和颜色相似度的客观质量评价算法CS_SSIM,将颜色相似性融合到结构相似性中,并详细描述了算法实现过程。实验表明,在真彩色图像上,CS_SSIM具有更好的单调性和一致性。     

空域中基于低对比度图像增强方法

针对低对比度偏暗并带有噪声的图像,结合人眼的视觉感知特性,提出了一种图像增强的新方法。首先在空域进行中值滤波去噪处理,然后对图像进行分块,对背景的亮度进行粗略估计,并用插值算法平滑数据,最后校正图像的不均匀性并将像素值调整到整个灰度级实现图像的增强。实验结果表明,该方法在去除噪声同时并使图像的整体对比度得到明显的改善,又能突出图像中目标的细节部分信息,有效增强了图像的视觉效果。     

一种基于DCT域加权处理的图像质量评价方法

依据人眼视觉系统的多通道模型,评价图像亮度细节的质量,目前已经成为一个活跃的研究方向.由于这些模型采用滤波器组模拟对比度敏感函数(CSF),增加了视觉阈值获取和实时评价算法的复杂度.本文依据离散余弦变换对应子带的视觉权重,利用“之”形扫描方式实现对图像频带的任意划分,并由此定义加权峰值信噪比作为图像评价的测度,从而达到对图像质量快速准确评价的目的.     

一种与亮度细节相关的图像质量评价方法

由于图像质量取决于主观视觉标准,基于HVS模型分析图像质量的方法,逐步成为图像质量评价的一个新的活跃研究方向。文章基于JND思路,采用建立正交变换库的方法,将图像划分为不同的频带,获取对应频带下的亮度细节视觉阈值,建立亮度细节损伤因子,确定与图像亮度细节相关的质量评价方法;实验方法扩展了视觉多通道特性的分析方法,对应正交变换亮度细节视觉阈值的结果,可以提供图像质量评价参考使用。     

亮度和色度加工在视觉感受器水平上的独立性

目的：在视觉系统感受器水平上研究色度和亮度加工的独立性．方法：让12名先天性红色觉异常者进行短暂呈现的色度鉴别和亮度鉴别实验．结果：发现那些不能感受红颜色色度的受试者，但能感受等亮度的红色和灰色的亮度．结论：当色觉感受器异常者的红色觉完全丧失时，其感受伴随色度的亮度的能力依然存在．因此,在视觉感受器水平上的色度和亮度加工是独立的．     

基于灰度最优阈值的图像分割方法及应用

讨论了在对图像进行分割时的一维、二维灰度直方图分割方法，对最优阈值灰度分割方法原理进行了描述，得出了最优阈值灰度分割算法。实验结果表明：利用此算法对图像进行分割能够得到较好的分割效果。     

驾车接近隧道过程中驾驶员的适应亮度变化规律

在驾车接近隧道过程中,驾驶员的适应亮度随视野内景物的变化而变化。基于驾驶员视觉适应进行隧道照明设计需要掌握驾驶员在接近隧道过程中适应亮度的变化规律,为此,以4座隧道为测试对象,对驾驶员在不同时段驾车接近隧道过程中距隧道一个停车视距内不同位置处的适应亮度进行了实测研究。结果发现,驾驶员在不同测试时段接近同一隧道过程中,其适应亮度变化规律基本相似;驾驶员在接近隧道的过程中,适应亮度逐渐降低,但其适应亮度的降低不是线性的,从驾驶员距隧道洞口20~30m开始,适应亮度下降的速率变大。     

Apparent surface curvature affects lightness perception

The human visual system has the remarkable capacity to perceive accurately the lightness, or relative reflectance, of surfaces, even though much of the variation in image luminance may be caused by other scene attributes, such as shape and illumination. Most physiological, and computational models of lightness perception invoke early sensory mechanisms that act independently of, or before, the estimation of other scene attributes. In contrast to the modularity of lightness perception assumed in these models are experiments that show that supposedly 'higher-order' percepts of planar surface attributes, such as orientation, depth and transparency, can influence perceived lightness. Here we show that perceived surface curvature can also affect perceived lightness. The results of the earlier experiments indicate that perceiving luminance edges as changes in surface attributes other than reflectance can influence lightness. These results suggest that the interpretation of smooth variations in luminance can also affect lightness percepts.     

Simulating Human Visual Perception in Nighttime Illumination

This paper presents an image-based algorithm for simulating the visual adaptation of the human visual system to various illuminations,especially in dark nighttime conditions.The human visual system exhibits different characteristics depending on the illumination intensity,with photopic vision in bright conditions,scotopic vision in dark conditions,and mesopic vision between these two.A computational model is designed to simulate multiple features of mesopic vision and scotopic vision,including the chromaticity change,luminance change,and visual acuity loss.The system uses a source image under bright illumination as input.Then assuming that the viewer has already adapted to the new conditions,the color spectrum of the input image is reconstructed to replace the source with modifications of the chromaticity and the luminance of the relighted scene.A bilateral filter is used to simulate the visual acuity loss.The model parameters have clear physical meanings and can be obtained from experimental data to achieve realistic results.The algorithm can be used not only for visual perception simulation,but also as a day-for-night tool to produce realistic nighttime images from daytime images.     

Influence of scene statistics on colour constancy

The light reflected from an object depends not only on the surface properties of this object but also on the illuminant. The same is true for the excitations of the photoreceptors, which serve as the basis for the perceived colour. However, our visual system has the ability to perceive constant surface colours despite changes in illumination. The average chromaticity of the retinal image of a scene depends on the illumination, and thus might be used by the visual system to estimate the illumination and to modulate the correction that subserves colour constancy. But this measure is not sufficient: a reddish scene under white light can produce the same mean stimulation as a neutral scene in red light. Higher order scene statistics-for example, the correlation between redness and luminance within the image-allow these cases to be distinguished. Here we report that the human visual system does exploit such a statistic when estimating the illuminant, and gives it a weight that is statistically appropriate for the natural environment.