亮度偏差引起的立體觀看舒適度影響的腦電分析方法
【技術領域】
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[0001 ]本發(fā)明涉及立體圖像質量評價領域。
【背景技術】
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[0002]國內外對3D圖像/視頻質量的評價方法主要分為主觀評價和客觀評價兩種。這兩種評價方法各有自己的優(yōu)點和缺點，相互補充。主觀評價方法的優(yōu)勢是覆蓋范圍廣，但由于主觀評價方法的本質是基于記憶的，被試個體的差異較大，結果易受研究者的誘導而出現(xiàn)偏差，給出的評價結果不夠客觀，且人力物力浪費較大?？陀^評價方法則是利用算法公式對立體內容特征信息等進行客觀計算評價，主要是計算視頻、圖像的特征指標，如均方根誤差(Mean Squared Error，MSE)、峰值信噪比(Peak Signal-to-noise Raito，PSNR)等[1]，客觀評價的優(yōu)點是操作簡單、易實現(xiàn)，缺點是常與主觀評價得到的結果相差較遠，無法覆蓋所有立體內容，不具備普適性和魯棒性。隨著腦科學技術的發(fā)展，ERP技術作為一種衡量人體腦活動的技術業(yè)已成熟，使其成為3D客觀評價的有效方法。由于基于雙目視差原理的立體成像技術，其立體感是在人的大腦中產生的，生理指標能夠最直接地表示人類視覺系統(tǒng)對圖像/視頻的反應。因此，以ERP技術為基礎的生理指標評價方法已經成為研究圖像/視頻質量評價的新方法[2—4]。將主觀行為實驗與以ERP為基礎的客觀評價實驗結合起來，將得到更加合理的實驗結果。
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【發(fā)明內容】
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[0007]本發(fā)明解決的技術問題:提出一種運用腦電技術進行立體圖像質量評價的分析方法，基于該分析方法，為各種因素的左右視圖偏差引起的立體圖像質量變化分析提供了基礎。本發(fā)明技術方案如下:
[0008]—種亮度偏差引起的立體觀看舒適度影響的腦電分析方法，包括以下步驟:
[0009]I)對立體圖像的右視圖進行亮度處理，使左右視圖的亮度偏差達到五個等級:0%、10%、20%、30% 和 40%。
[0010]2)對主觀評定標準進行劃分，分為兩個指標:協(xié)調，不協(xié)調。
[0011]3)對被試者的主觀評價結果進行分析，包括:亮度偏差不協(xié)調檢測率，對不同等級下的檢測率進行顯著性差異分析。
[0012]4)測量不同偏差等級條件下的立體圖像誘發(fā)被試者的腦電波，得出不同偏差等級的腦電波ERP信號成分，呈現(xiàn)出ERP平均波形幅值。
[0013]5)對不同偏差條件下得ERP平均波形幅值進行比較分析，并與主觀評價結果比較，得出腦電波ERP信號成分與立體視圖亮度偏差對立體舒適度影響之間的關系。
[0014]主觀評價得出的亮度偏差對立體圖像舒適度影響的結果是確切的，分析不同亮度偏差條件下被試者腦電N270成分的差異，得出其與主觀立體舒適度評價結果存在規(guī)律客觀的聯(lián)系。進而確定腦電可以作為立體圖像評價的客觀指標，所以在此分析方法的基礎上，可以做更多基于腦電的立體圖像舒適度評價工作。
【附圖說明】
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[0015]通過附圖，可以使本發(fā)明的實施步驟及優(yōu)點更加凸顯，也更加有利于使用者的理解與操作。
[0016]圖1a和圖1b分別為實驗所用的立體圖像左右視圖；
[0017]圖2為實驗流程圖4為圓點圖，8為標準圖，(:為偏差圖，0為圓點圖；
[0018]圖3為主觀行為實驗亮度偏差不協(xié)調檢測率；
[0019]圖4為主觀行為實驗亮度偏差不協(xié)調檢測率顯著性差異統(tǒng)計；
[0020]圖5的三幅圖分別為刺激呈現(xiàn)后501!^、6011118、7311118三個時刻似70在腦區(qū)的分布腦電地形圖；
[0021]圖6為不同亮度差異等級731ms時刻不同亮度偏差等級誘發(fā)的N270成分的腦電地形圖，自左至右依次為偏差O，10% ,20%,30%,40%；
[0022]圖7不同亮度差異等級下Ρ1ΡζΡ2電極上ERP總平均；
[0023]圖8不同亮度差異等級下ERP信號總平均幅值統(tǒng)計；
【具體實施方式】
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[0024]為使本發(fā)明的方案更加清楚明了，便于實施，以便于更加凸顯本發(fā)明的優(yōu)點及目的，對實施方案作詳細的闡述與說明。
[0025]101:搭建 ERP 平臺
[0026]ERP實驗平臺的組成包括:高性能計算機2臺、Neuroscan信號放大器、立體顯示器(刺激呈現(xiàn)裝置)、64導電極帽(Ag-AgCl電極，根據國際10-20系統(tǒng)分布)、偏光式立體眼鏡。
[0027]立體顯示器為分辨率為1366 X 768，刷新頻率為60Hz的長虹立體電視，用E-prime2.0呈現(xiàn)圖像刺激。被試者被要求佩戴偏光式立體眼鏡及Neuroscan公司的64導電極帽(阻抗小于等于5ΚΩ.被試距顯示屏距離為顯示屏垂直高度3倍處，圖像水平視角為32.86°，垂直視角為18.48°。
[0028]對被試者的要求及條件為:身體健康，男女比例合適，年齡為23?27歲。所有被試視力正?；虺C正視力正常。所有被試精神狀態(tài)良好，實驗開始前簽署被試知情同意書，并獲得相應補償，預先使其熟悉整個實驗過程及注意事項，但不被告知實驗目的。
[0029]實驗立體圖像素材的平均亮度值偏高，圖像分辨率為1366X 768，如圖1 (a)、圖1(b)所示。偏差處理保持左視圖不變，對右視圖進行不同程度的亮度處理。處理后的左右視圖偏差劃為:O %、10 %、20 %、30 %和40 % O共有被試12個人，4女8男，年齡為23?27歲。所有被試視力正常或矯正視力正常，其中2名被試有立體圖像評價經驗，所有被試精神狀態(tài)良好。
[0030]實驗采用經典的S1-S2范式。一共分為450個試次，對于每一個試次，首先呈現(xiàn)白色圓點以使被試集中注視屏幕中央，持續(xù)時間為500ms。接著分別呈現(xiàn)無亮度偏差和不同等級亮度偏差圖片，持續(xù)時間各為500ms，其中5個等級的亮度偏差圖片等概率隨機呈現(xiàn);最后呈現(xiàn)白色圓點，要求被試對兩幅測試圖像進行協(xié)調性判斷，即被試判斷為不協(xié)調，則點擊鼠標左鍵，否則點擊鼠標右鍵。被試點擊鼠標的同時即進入下一個試次。實驗過程排除噪音干擾，并要求被試保持放松狀態(tài)，不允許有任何實際動作。實驗中同時記錄被試的腦電信號和行為數(shù)據。實驗流程如圖2所示。
[0031]102:主觀行為數(shù)據的統(tǒng)計分析
[0032]圖3為被試S1-S9對亮度偏差感知的不協(xié)調檢測率曲線，觀察曲線發(fā)現(xiàn)，檢測率隨著亮度偏差等級的增加而增加，增加范圍集中體現(xiàn)在O?10%之間，說明被試出現(xiàn)