一種基于視覺感知的圖像色度測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種圖像色度測定方法，特別是設(shè)及一種基于視覺感知的圖像色度測 定方法，屬于圖像顯示技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 顯示技術(shù)不僅可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、直觀、清晰、快捷的信息輸出，同時(shí)也為信息時(shí)代提供 了一種友好的人與機(jī)器交流信息的界面。隨著信息時(shí)代的到來，人們對顯示質(zhì)量的要求與 日俱增。新的技術(shù)、新的應(yīng)用場合都可能改變觀察者對顯示圖像質(zhì)量的評價(jià)。為此， Engel化um引入了 "圖像質(zhì)量環(huán)"模型，將消費(fèi)者關(guān)注的圖像顯示質(zhì)量與顯示系統(tǒng)技術(shù)參數(shù) 通過一些中間步驟聯(lián)系起來。消費(fèi)者對圖像質(zhì)量的主觀感受是觀察到的圖像質(zhì)量各屬性的 加權(quán)和。運(yùn)些圖像質(zhì)量屬性包括清晰度，色彩豐富度，亮度，圖像均一性等被觀察者無意識 評價(jià)的特性。然后建立主觀圖像質(zhì)量屬性與圖像物理特性的聯(lián)系。運(yùn)些圖像物理特性包括 可W由測量儀器測得的光學(xué)和電學(xué)特性，如輸出亮度、色域大小、顯示白場、伽馬值、噪聲水 平等。最終，通過深入了解顯示物理原理，運(yùn)些圖像物理特性可W與顯示系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)間 建立聯(lián)系。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，一篇中國發(fā)明專利（申請?zhí)枮?01210052401.2,授權(quán)日為2014-03-26)披露了一種圖像色度JND值測定方法，首先將線性轉(zhuǎn)換后的原始圖像轉(zhuǎn)換到LCH空間;然 后在LCH空間中，保持其它分量不變，僅將分量C按照一組不同的改變量減小，得到一組具有 不同色度分量的測試圖像;利用階梯法結(jié)合二項(xiàng)迫選法進(jìn)行視覺感知實(shí)驗(yàn)，找出至少一幅 測試圖像作為JND臨界圖像;最后計(jì)算原始圖像和JND臨界圖像中平均色度值的差值，該差 值的平均值即為該被試對該原始圖像色度的JND值。然而，該方法并未解決如何度量大于1 個(gè)JND的圖像色度變化問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于視覺感知的圖像 色度測定方法，所要解決的技術(shù)問題是如何度量大于1個(gè)JND的圖像色度變化，可W定量評 價(jià)改進(jìn)顯示器參數(shù)、尤其是針對色度的參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)人眼所能察覺的對圖像色度的影響，從 而對顯示技術(shù)的設(shè)計(jì)、研究提供依據(jù)。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種基于視覺感知的圖像色度測定方法，包括W下步驟：
[0007] 步驟A、按照W下方法測定圖像色度的JND值；
[000引步驟AU按照W下方法對原始圖像進(jìn)行處理，得到測試圖像；
[0009] 步驟AlOl、通過伽馬校正將原始圖像轉(zhuǎn)換至線性空間；
[0010] 步驟Al 02、然后將線性轉(zhuǎn)換后的原始圖像由RGB空間經(jīng)XYZ空間和Lab空間轉(zhuǎn)換到 LCH空間；
[0011] 步驟A103、在LCH空間中，保持其它分量不變，僅將分量C按照一組不同的改變量減 小;對分量C的改變量在0.2-1.5范圍內(nèi)等間隔分布；
[001^ 步驟A104、將C分量減小后的圖像化ab空間轉(zhuǎn)換回RGB空間，得到一組具有不同色 度分量的測試圖像；
[0013] 步驟A2、利用階梯法結(jié)合二項(xiàng)迫選法進(jìn)行視覺感知實(shí)驗(yàn)，找出至少一幅測試圖作 為JND臨界圖像；
[0014] 步驟A3、計(jì)算原始圖像和JND臨界圖像中平均色度值的差值，該差值的平均值即為 該被試對該原始圖像色度的JND值；
[0015] 步驟A4、更換不同的原始圖像及被試，重復(fù)步驟Al-步驟A3;將所有被試對不同原 始圖像的色度JND值進(jìn)行均值計(jì)算及方差分析確定圖像色度的JND值；
[0016] 步驟B、按照W下方法測定圖像色度在0到2倍的色度JND值區(qū)間范圍內(nèi)的主觀中 值；
[0017] 步驟Bl、按照步驟Al的方法，其中對分量C的改變量介于0到2倍的色度JND值之間 不均勻分布；
[0018] 步驟B2、利用二分法進(jìn)行視覺感知實(shí)驗(yàn)，被試需找出一幅測試圖，被試認(rèn)為運(yùn)幅圖 的色度變化介于原圖和變化量最大測試圖的中間位置，W該圖對應(yīng)的色度變化量與JND變 化量的倍數(shù)作為主觀中值；
[0019] 步驟B3、更換不同的圖像內(nèi)容及被試，重復(fù)步驟Bl-步驟B2,將所有被試對不同原 始圖像的主觀中值進(jìn)行均值計(jì)算及方差分析，確定當(dāng)前區(qū)間色度的主觀中值；
[0020] 步驟C、按照步驟B的方法，其中對分量C的改變量介于0到3倍的色度JND值間不均 勻分布，重復(fù)步驟B，確定當(dāng)前區(qū)間色度的主觀中值；
[0021 ]步驟D、按照步驟B的方法，其中對分量C的改變量介于1到4倍的色度JND值間不均 勻分布，重復(fù)步驟B，確定當(dāng)前區(qū)間色度的主觀中值；
[0022] 步驟E、根據(jù)步驟A、步驟B、步驟C和步驟D獲得的主觀實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立闊上屯、理量表。
[0023] 本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟A103中對分量C的改變量在0.2-1.5范圍內(nèi)等間隔 分布，其中間隔的取值為0.1。
[0024] 本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟A2中利用階梯法結(jié)合二項(xiàng)迫選法進(jìn)行視覺感知實(shí) 驗(yàn)具體為，每次在顯示器上同時(shí)顯示兩幅圖像，一幅為原始圖像，另一幅為測試圖，由被試 在兩幅圖中選出其認(rèn)為哪幅圖色彩較鮮艷;如果被試選擇正確，則更換色度差別較小的測 試圖；被試一旦選擇錯(cuò)誤，則更換色度差別較大的測試圖；重復(fù)上述過程;其中，實(shí)驗(yàn)起始變 化步長是8,經(jīng)過2個(gè)拐點(diǎn)后步長減半為4,再經(jīng)過4個(gè)拐點(diǎn)，步長變?yōu)?,再經(jīng)過6個(gè)拐點(diǎn)后，變 化步長減為1;當(dāng)步長為1時(shí)的拐點(diǎn)總數(shù)達(dá)到即寸停止;最后6個(gè)拐點(diǎn)所對應(yīng)的測試圖即為JND 臨界圖像。
[0025] 本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟Bl中對分量C的改變量介于0到2倍的色度JND值間 不均勻分布，其中不均勻的取值共分為7個(gè)不同等級，假設(shè)圖像色度的JND值為R，則不均勻 的取值分別為0. 〇、〇. 5R、0.8R、1. OR、1.2R、1.5R、2. OR。
[0026] 本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟B2中利用二分法進(jìn)行視覺感知實(shí)驗(yàn)具體為，屏幕 上同時(shí)顯示四幅圖像，四幅圖像W兩行兩列的布局進(jìn)行顯示，其中上方兩幅圖像分別為參 考圖和變化最大的測試圖，被試需要將屏幕下方顯示的兩幅測試圖與上方兩幅圖進(jìn)行對 比；如果屏幕左下的圖像更接近于上邊兩幅圖的中間位置，則按左鍵，更換一組變化較小的 測試圖，反之按右鍵;重復(fù)此過程;直到被試在左鍵和右鍵間交替切換，此時(shí)請被試選出一 幅圖，認(rèn)為它最接近于參考圖與變化最大的測試圖的中間位置，記錄下當(dāng)前位置的值，作為 該區(qū)間范圍的主觀中值。
[0027] 本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟C中對分量C的改變量介于0到3倍的色度JND值間 不均勻分布，其中不均勻的取值共分為9個(gè)不同等級，假設(shè)圖像色度的JND值為R，則不均勻 的取值分別為0. 〇、〇. 5R、1. OR、1.3R、1.5R、1.7R、2.0R、2.5R、3. OR。
[0028] 本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟D中對分量C的改變量介于I到4倍的色度JND值間 不均勻分布，其中不均勻的取值共分為9個(gè)不同等級，假設(shè)圖像色度的JND值為R，則不均勻 的取值分別為 1.0R、1.5R、2.0R、2.3R、2.5R、2.7R、3.0R、3.5R、4.0R。
[0029] 本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述被試的人數(shù)為20。
[0030] 本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為:所述步驟E中建立闊上屯、理量表具體為，統(tǒng)計(jì)主觀中值的均 值及95%置信區(qū)間，假設(shè)圖像色度的JND值為R，確定色度變化在1個(gè)JND范圍內(nèi)主觀感受與 物理變化量之間存在線性，進(jìn)而W主觀中值為基礎(chǔ)，分別求出圖像色度1~4 JND對應(yīng)的變化 量是1個(gè)JND變化量的倍數(shù)，從而建立圖像色度變化在所取區(qū)間范圍內(nèi)主觀感受與物理變化 量之間存在的線性關(guān)系。
[0031 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是：
[0032] 準(zhǔn)確高效地度量大于1個(gè)JND的圖像色度變化，可W定量評價(jià)改進(jìn)顯示器參數(shù)時(shí)人 眼所能察覺的圖像色度的變化量，從而提高顯示終端中圖像色度的技術(shù)參數(shù)調(diào)節(jié)能力。