测量长期光辐射下人眼对比度敏感函数及模型

正常环境下研究得出的对比敏感度函数模型,在人眼受长时间高亮度电脑或手机显示屏光辐射(即视觉异常)时不再适用。文中基于正弦光栅的计算公式在Matlab中编程得到了实验所需的正弦光栅。由于在不同光谱功率分布下的对比敏感度值会有较大差别,实验基于LCD显示器得出视觉异常实验者在不同光谱功率分布(日光,灯光)下的对比敏感度值和CSF曲线。并通过非线性最小二乘法得出视觉异常时CSF模型。其结果表明,视觉异常时人眼最敏感空间频率和光学成像能力均发生了较大变化,且节能灯和显示屏等非自然光源与自然光源日光相比其光谱功率分布对人眼对比敏感度的影响最大。

人眼对比敏感度函数测量方法研究

根据对比度及对比敏感度函数的定义,提出了一种基于积分球和特制调光器产生人眼对比敏感度测试目标的方法,搭建了人眼对比敏感度函数自动化测量系统。该系统采用交叉阶梯法进行心理物理学实验,可以实现人眼对比敏感度函数的测量,可测量的空间频率包括0.8,1.5,2.0,3.0,4.5,6.0,12.0和18.0周/(°),对比度测试目标背景亮度示值误差±5%,对比度重复性0.001,复现性0.004,均满足人眼对比敏感度函数的测量要求。

像差矫正结合视觉训练下的弱视CSF分析

该文运用自适应光学矫正系统对人眼做实时高低阶像差矫正,并在此条件下结合知觉学习分别对4例屈光参差性和4例斜视性青少年弱视患者进行视觉训练。结果显示,基于同样的方法,训练后4名屈光参差性弱视患者的对比灵敏度函数(CSF)得到统计意义上的显著提高,而4例斜视性患者的对比度敏感函数则无明显变化。为验证对比度敏感函数结果的可靠性,同时对所有被试进行中心视力测试,测试结果与CSF结果一致。最后对实验结果进行分析,说明结合高低阶像差矫正下对弱视人眼进行视知觉训练的方法对屈光参差性弱视有治疗功效,但不适用于斜视性弱视的治疗。

近视眼屈光系统CSF的初步研究

目的 :探讨一种测量近视眼屈光系统CSF的方法 ,并通过实验了解近视眼屈光系统的CSF表现。方法 :使用温州医学院研制的激光视网膜MTF测定仪测量近视眼视网膜CSF ;使用美国VECTORVISION公司的CSV 10 0 0型来测定同一个近视眼患者全视觉系统的CSF。根据屈光系统的CSF等于全视觉系统的CSF与视网膜的CSF之比的理论 ,计算出屈光系统的CSF并绘出坐标。结果 :视网膜和全视觉系统的CSF曲线都呈钟型曲线。近视眼屈光系统的CSF在坐标上呈近似直线型 ,其斜率为负值 ,愈往高频区其值愈低。结论 :提出一种测量屈光系统CSF的新方法 ,此方法可以排除视网膜到大脑系统疾病的影响 ,使CSF对屈光系统疾病的早期诊断和治疗评估更敏感 ,更准确。

近视眼患者在不同矫正方式下的对比度视力

目的在亮、暗两种环境条件下,检测近视眼患者配戴三种矫正方式的对比度视力。方法26名近视眼患者(45眼;另外7眼散光>-0.75D,本实验予以排除),在亮(250.0cd/m2)、暗(25.0cd/m2)环境条件下,给予每例患者配戴三种矫正方式:框架眼镜(spectacles,SP)、软性角膜接触镜(soft contact lens,SCL)及硬性透气性角膜接触镜(rigid gas permeable contact lens,RGPCL),分别全矫后随机检测四个对比度视力(100%、25%、10%、5%)。结果在亮、暗环境条件下,测得的四个对比度视力,RGPCL的矫正视力均明显好于SP、SCL(P<0.05);仅在亮环境条件下,SCL的10%的对比度视力差于SP,差异具有显著性(P=0.004)。在相同环境条件下,随着对比度的下降,视力随之下降。在相同矫正方式和相同对比度下,亮环境的视力好于暗环境的视力。结论近视眼患者配戴RGPCL与其配戴SCL和SP镜相比,RGPCL能提供最好的矫正视力,运用对比度视力检测手段可以有效地评价近视眼患者配戴不同矫正方式的视觉质量。

小波域中CSF频率与方向加权的图像质量评价方法

为解决结构相似度算法的图像质量评价缺陷,提出一种在小波域中,根据CSF的频率与方向加权的图像质量评价方法.该方法将图像的小波域多分辨率特性与CSF的带通特性有机的相结合,得到一种基于结构相似度的评价新方法.算法首先将频率归一化的CSF曲线按照1倍频程分解成5份,然后进行5级CDF 9/7双正交小波分解与重构,得到一个低频子带LL和多个中高频子带HHi、HLi及LHi,根据不同的频率,不同的方向分配不同的权重,分别与相应的子频带SSIM值相乘,然后累加运算,得到小波域的加权图像结构相似度WWSSIM.实验表明,WWSSIM方法的单调性、一致性、准确性评价指标较高,更接近人类主观视觉感受.

基于人眼对比度感知特性的数字图像防伪技术研究

结合人眼视觉特性和数字图像傅里叶变换频谱图的特点,提出了一种新的人眼对图像感知的最小可觉察误差即JND阈值的计算方法,根据计算的JND阈值提出了一种基于人眼对比度敏感视觉特性的数字图像水印算法,并加以实现和攻击测试;实验结果得出:经过不同质量因子QF的JPEG压缩,峰值信噪比在QF大于40%时均大于30 dB,提取的水印图的相似度NC在QF=20%时仍能达到0.923 9,表明水印信息具有较好的抗压缩攻击性;且因为引入了人眼视觉特性,使得含水印图具有较好的透明性;由于在嵌入过程中引入了JND阈值,嵌入算法使得水印嵌入的位置具有随机性和嵌入量达到了最大,从而有力地保证了水印信息的安全性。实验结果表明提出的水印方案是有效的、可行的。

基于小波变换和CSF的图像融合方法

将HVS模型的CSF用于像素层图像融合中是一种新的方法。首先,将源图像进行一层的二维离散小波分解,得到近似系数和细节系数;其次,近似部分采用加权平均方法,细节部分采用CSF滤波方法,来得到融合后的小波系数;最后,将得到的小波系数进行逆小波变换,即得最后的融合图像。此方法计算量小,融合图像符合人类视觉系统,可应用于工程实践中。

基于CSF和仿射重建模型的噪声图像质量评价

针对无参考噪声图像质量评价问题,提出基于视觉对比度敏感函数(CSF)和仿射重建模型的噪声图像质量评价方法.引入CSF对待评价噪声图像进行滤波,利用图像分块技术,建立基于最优化问题求解的仿射重建模型,得到图像信号成分,估计出残差信号图像.计算各分块的噪声强度点分布,选取噪声强度点数量分布最多的区间,最终的噪声图像质量评价算子由该强度区间内的所有强度点的均值计算得到.在LIVE、TID2008及CSIQ数据库上开展评价算法主客观一致性评估实验,与其他几种评价算法进行对比,比较算法客观评价性能的表现.实验结果表明,提出的算法具有很好的准确性和主客观评价一致性.

一种基于视觉特性的图像质量评价指标

在分析多通道结构、遮掩效应、敏感度带通特性等人类基本视觉系统特性(HVS)的基础上,提出了一种新的图像质量评价指标的构造方法。指标构造先借助多尺度几何分析(MGA)中的Contourlet变换对图像进行子带分解以此模拟视觉多通道结构特性,然后在各子带中使用一种视觉遮掩效应模型获取失真图像和参考图像之间的视觉误差,最后通过对比度敏感函数(CSF)取得不同子带的视觉误差加权系数,从而得到图像质量评价值。本文在具有5种类型降质图像的LIVE图库进行性能比较实验,结果表明本文所设计指标比峰值信噪比PSNR、结构相似度SSIM算法具有更好的稳定性和主客观评价一致性;同时试验表明通过对比度敏感函数(CSF)获取的加权对本图像质量评价指标改进较小。

人眼对比度敏感视觉特性及模型研究

人眼视觉系统特性是图像显示、处理、理解等技术的重要依据,通过实验测试和理论分析研究人眼的视觉特性,使人眼视觉特性模型化,对促进光电成像技术的发展和应用具有重要的作用。结合前人拟合人眼对比度敏感函数和理论提取其数学模型的经验,对用CRT显示器显示目标光栅,在暗室环境下测量三种平均亮度的人眼对比度敏感数据采用线性调制作用下的指数形式的方法进行了拟合,并从理论上得出了一种新的CSF数学模型。通过与国外拟合结果的对比,表明此模型是一种更好的人眼对比对敏感视觉特性模型。

基于人眼视觉系统的假彩色融合图像质量的评价方法

随着图像融合技术的发展,各种融合算法层出不穷,而很多情况下最终的融合图像是由人眼观察的,因此基于人眼视觉系统的图像融合质量评价显得尤为重要.为了能够模拟人眼对于融合图像的感知,得到融合后图像质量的客观评价,本文提出了一种基于色差理论的假彩色融合图像质量的评价方法.首先将源图像和融合图像转化到CIE L*a*b*均匀色空间,在频域对图像进行对比度敏感函数滤波,通过计算滤波后融合图像的色差判断图像的细节信息,在一定程度上色差越大信息越丰富;通过计算融合图像与源图像的色差判断融合图像与源图像的相关性,相关性越高,融合算法越好.通过融合图像的色差大小以及与源图像的相关性两个参量,得出融合算法的优劣.实验表明,与其他评价方法相比,本文提出的评价方法与人眼观察的结果较为一致.

彩色视觉相似性图像评价方法

针对当前评价方法对彩色图像评价的不足,提出一种基于彩色视觉相似性的图像质量评价方法。首先通过把彩色图像转换到相对均匀的色空间(LAB2000HL),再根据视觉空间响应特性分别使用亮度对比度敏感函数(CSF)和色度CSF进行调整,获得各维图像的结构相似性(M-SSIM)指数,最后综合考虑色空间各维信息对彩色视觉质量影响的权重,建立综合评价指标现实彩色图像的质量评价。实验中,利用图像数据TID2008进行测试,并通过Spearman等级相关系数和Kendall等级相关系数分析评价结果与其视觉主观评价的一致性。实验结果表明,与其他图像质量方法比较,所提方法的评价结果与视觉主观评价具有较高的一致性。

应用log-Gabor韦伯特征的图像质量评价

考虑人眼对亮度的感知符合韦伯定律的特点,本文利用log-Gabor滤波器模拟人眼对图像的感知过程,提出了一种新的log-Gabor韦伯特征,以便保留不同尺度的符合人眼感知的结构信息。基于此,还提出了一种应用log-Gabor韦伯特征的图像质量评价方法。首先将待评价失真图像和参考图像从RGB空间转换到YIQ颜色空间,分离亮度分量和颜色分量。然后利用log-Gabor韦伯特征和梯度特征计算亮度分量失真,并结合颜色分量的失真,得到失真图像与参考图像的局部相似度图。最后利用修正的CSF函数,对局部相似度图进行加权,得到图像质量评价指标。在LIVE、CSIQ和IVC3个图像库上的实验结果表明,本文方法与人眼主观感知有很好的一致性,而且相对于其他方法,表现更加稳定。本文方法在3个图像库上的加权Spearman秩相关系数(SROCC)为0.949 8,Kendall秩相关系数(KROCC)为0.802 6,Pearson线性相关系数(PLCC)为0.943 8,相比对比方法有显著的提高。

基于改进结构相似度的区域划分图像融合技术研究

基于相似度理论的区域划分图像融合技术在异质传感器图像融合方面取得了较好的研究进展,但传统相似度参数不能真正反映图像在结构方面的相似度信息。使用反映图像细节结构信息的小波相似度替代传统的相关系数相似度,并使用反映人类视觉的对比度敏感函数对不同尺度的小波系数进行加权,利用加权相似度对待融合图像进行冗余与互补划分。实验结果表明,该方法能够进一步衡量图像间的结构相似度,取得了优于传统相似度参数的融合效果。

小波域结构相似度图像质量评价

针对结构相似度模型在模糊图像以及低位率压缩降质图像评价中存在的不足,提出一种基于小波域结构相似度的图像质量评价(WDSSIM)算法.该算法将整幅图像划分成具有不同尺度和频率特征的子带图像,比较原始图像和失真图像的子带图像之间的结构相似度,并依据视觉系统对于不同频率特征失真敏感程度进行加权.实验结果分析表明,WDSSIM算法对于更广泛一类的图像评价与主观感受保持较好的一致性.

基于空间频率响应的印刷品清晰度检测

利用CCD图像捕获设备,把印刷测试图转换为数字图像,采用基于倾斜边缘梯度分析的空间频率响应检测算法,测量获得了印刷复制系统的空间频率响应特性,并把经过人眼视觉系统滤波后得到的空间频率响应曲线内的面积作归一化处理后,所获得的测量值作为清晰度质量描述因子。实验结果表明,清晰度质量描述因子能较好地反映印刷品的清晰度复制质量,提供了一种新的客观、定量检测印刷品清晰度的方法,为实现印刷品质量的自动化检测与评价提供了有力的技术支持。

基于小波相似度加权的图像融合算法

为了获得较好的图像融合效果,针对传统相似度算法存在的不足,提出一种基于小波相似度加权的图像融合算法。采用小波相似度描述图像细节结构信息,并使用对比度敏感函数对不同尺度的小波系数进行加权,然后利用加权相似度对图像进行融合,最后采用仿真实验对算法性能进行测试。实验结果表明,该算法能够进一步衡量图像间的结构相似度,图像融合过渡效果更加自然,取得了优于传统相似度方法的融合效果。

明暗不同环境下近视及散光眼视觉质量与高阶像差Zernike系数间的关系

目的探讨在明、暗环境下近视及散光眼视觉质量与高阶像差Zernike系数间的关系。方法对123例受试者单眼进行研究。利用Itracy波前像差仪测量像差;分别在明、暗环境下测量对比敏感度及100%、25%、10%、5%四种对比度视力,同时用puillometer测量相应瞳孔大小。分析所有受试者相应瞳孔大小下的高阶波前像差的Zernike系数和对比敏感度函数曲线下的面积(AULCSF)、不同对比度视力(MFVA)间的关系。结果在明、暗环境下,AULCSF与C12相关(P<0.05);25%、10%、5%对比度视力均与C12相关(P<0.05),100%对比度视力与C12无关(P>0.05)结论在明、暗环境下,影响视觉质量的主要是球差。

全视系统空间MTF测试系统设计

目的 :介绍一种用VB程序编制的快速、简便、有效的全视系统黑白和色觉空间调制传递函数 (MTF)测量系统设计方法。方法 :按照调制传递函数MTF定义和Weber定律 :采用矩形条纹作为视标 (矩形条纹由VB编程实现 )。对比度由计算机的像素灰度级别变化决定。将MTF的范围按对数等间隔分成 13档 ,然后按公式分别计算每一档对应的前景和背景的灰度值。空间频率SF的设计由视标宽度、视标和被测者距离所决定。结果和结论 :在计算机显示屏上显示出各种空间频率和各种对比度的矩形条纹 (并保持它们平均亮度不变 ) ,条纹分黑白、红、绿、蓝四种 ,作为测量全视系统黑白和色觉空间调制传递函数 (MTF)的视标。空间频率从 3cpd到 47.5cpd ,分 13档 ,按对数等份 ,沿X方向改变 ;MTF也分 13档 ,沿Y方向改变。用本视标初步检测了 2 0只正常眼 ,所得结果和文献报道相似 ,均呈带通型。但本研究应用方波条纹 ,因为其边缘能增强视知觉 ,使得视觉系统感到暗区更暗 ,亮区更亮 ,而测量的MTF应包括这种边缘增强效应。另外 ,在相同空间频率下 ,黑白全视系统MTF与绿色MTF相差不大 ,而红色MTF与绿色MTF、黑白MTF相比 ,MTF值降低 ;蓝色MTF曲线与上述三种比较 。