[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于視覺(jué)感知的自然圖像暗場(chǎng)亮度差別測(cè)定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510955414.4
• 申請(qǐng)日: 2015-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105578178B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦少玲
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04N17/00
• 分類(lèi)號(hào): H04N17/00
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于視覺(jué)感知的自然圖像暗場(chǎng)亮度差別測(cè)定方法，屬于圖像暗場(chǎng)亮度差別測(cè)定技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

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(lái)，人們對(duì)顯示質(zhì)量的要求與日俱增。新的技術(shù)、新的應(yīng)用場(chǎng)合都可能改變觀察者對(duì)顯示圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)。為此，Engeldrum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(guò)一些中間步驟聯(lián)系起來(lái)。消費(fèi)者對(duì)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。這些圖像質(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(wú)意識(shí)評(píng)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。這些圖像物理特性包括可以由測(cè)量?jī)x器測(cè)得的光學(xué)和電學(xué)特性，如輸出亮度、色域大小、顯示白場(chǎng)、伽馬值、噪聲水平等。最終，通過(guò)深入了解顯示物理原理，這些圖像物理特性可以與顯示系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)間建立聯(lián)系。

一篇中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)枺?01410633501.3申請(qǐng)日：2014-11-12)中披露了一種圖像暗場(chǎng)亮度的JND值測(cè)定方法、預(yù)測(cè)方法，首先將原始圖像轉(zhuǎn)換到xyY空間，對(duì)分量Y按照不同的壓縮系數(shù)分別進(jìn)行線(xiàn)性壓縮，提高原圖像的暗場(chǎng)亮度得到一組測(cè)試圖像；然后進(jìn)行視覺(jué)感知實(shí)驗(yàn)，找出至少一幅測(cè)試圖作為JND臨界圖像；接著計(jì)算原始圖像和JND臨界圖像每像素灰度值所對(duì)應(yīng)的實(shí)際顯示亮度的差值，該差值的平均值即為該被試者對(duì)該原始圖像暗場(chǎng)亮度的JND值。另一篇中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)枺?01410639544.2申請(qǐng)日：2014-11-13)中提供了一種基于感興趣區(qū)域的圖像暗場(chǎng)亮度的JND值測(cè)定方法，建立圖像暗場(chǎng)亮度JND的預(yù)測(cè)模型。但上述兩篇專(zhuān)利所提供方法均未涉及如何度量大于1個(gè)JND的圖像暗場(chǎng)亮度差別問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于視覺(jué)感知的自然圖像暗場(chǎng)亮度差別測(cè)定方法，可以定量評(píng)價(jià)改進(jìn)顯示器參數(shù)時(shí)人眼所能察覺(jué)的對(duì)圖像暗場(chǎng)亮度的影響，從而對(duì)顯示技術(shù)的設(shè)計(jì)、研究提供依據(jù)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種基于視覺(jué)感知的自然圖像暗場(chǎng)亮度差別測(cè)定方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟1)測(cè)定圖像暗場(chǎng)亮度的JND值：

11)對(duì)原始圖像進(jìn)行處理，得到測(cè)試圖像：

101)通過(guò)伽馬校正將原始圖像轉(zhuǎn)換至線(xiàn)性空間；

102)將線(xiàn)性轉(zhuǎn)換后的原始圖像由RGB空間經(jīng)XYZ空間轉(zhuǎn)換到xyY空間；

103)在xyY空間中，保持其它分量不變，將分量Y按照一組在0.983-1之間分布的不同的壓縮系數(shù)分別進(jìn)行線(xiàn)性壓縮，其中α為壓縮系數(shù)，γ為顯示器的伽馬值，β的選擇按照等間隔選取，個(gè)數(shù)依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值選擇；

104)將線(xiàn)性壓縮后的圖像由xyY空間轉(zhuǎn)換回RGB空間，得到一組具有不同壓縮系數(shù)的測(cè)試圖像；

12)利用步驟1)中一組具有不同壓縮系數(shù)的測(cè)試圖像進(jìn)行視覺(jué)感知實(shí)驗(yàn)，找出至少一幅測(cè)試圖像作為JND臨界圖像；

13)根據(jù)顯示器的伽馬曲線(xiàn)，分別計(jì)算原始圖像和JND臨界圖像的每像素灰度值所對(duì)應(yīng)的實(shí)際顯示亮度的差值，該差值的平均值即為視覺(jué)感知實(shí)驗(yàn)中的被試者對(duì)該原始圖像暗場(chǎng)亮度的JND值；

14)對(duì)不同的視覺(jué)感知實(shí)驗(yàn)的被試者重復(fù)步驟12)和13)，并以不同被試者對(duì)該原始圖像暗場(chǎng)亮度的JND值的平均值作為該原始圖像最終的暗場(chǎng)亮度的JND值R；

步驟2)按照步驟11)的方法生成測(cè)試圖像，其中步驟103)中的壓縮系數(shù)取值使原始圖像的暗場(chǎng)亮度變化介于0-2R之間；

步驟3)利用二分法進(jìn)行視覺(jué)感知實(shí)驗(yàn)，被試者需找出一幅測(cè)試圖，被試者認(rèn)為這幅圖的暗場(chǎng)亮度變化介于原圖和變化量最大測(cè)試圖的中間位置，以該圖對(duì)應(yīng)的暗場(chǎng)亮度變化與暗場(chǎng)亮度JND值的比值作為主觀中值；

步驟4)按照步驟11)的方法生成測(cè)試圖像，其中步驟103)中的壓縮系數(shù)取值使原始圖像的暗場(chǎng)亮度變化介于0-3R之間，重復(fù)步驟2)和3)；

步驟5)按照步驟11)的方法生成測(cè)試圖像，其中步驟103)中的壓縮系數(shù)取值使原始圖像的暗場(chǎng)亮度變化介于1-4R之間，重復(fù)步驟2)和3)；

步驟6)更換不同的圖像內(nèi)容及被試者，重復(fù)步驟2)-5)；對(duì)應(yīng)于三個(gè)不同暗場(chǎng)亮度變化范圍，分別將所有被試者選取的主觀中值進(jìn)行均值計(jì)算及方差分析，確定各區(qū)間的主觀中值；

步驟7)根據(jù)主觀實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立閾上心理量表。