顏色視覺辨別特性及色差評價研究.pdf

1、由于科技的發(fā)展和生活水平的提高，對顏色質(zhì)量也提出了更高的要求。為了對顏色及其差異進行科學(xué)有效的表征和評價，需要全面深入地了解人眼的顏色視覺辨別特性。雖然已有基于相關(guān)視覺實驗數(shù)據(jù)集的均勻顏色空間和色差公式被提出，但是這些數(shù)據(jù)集之間存在明顯的內(nèi)在差異，所以必須對顏色視覺辨別特性以及相應(yīng)的色差預(yù)測模型進行系統(tǒng)的測試和分析。同時，參數(shù)效應(yīng)對顏色視覺辨別特性的影響仍是目前尚待進一步探討的問題。因此，本研究利用心理物理學(xué)視覺實驗方法基于CRT顏色刺

2、激獲取辨色閾值和閾上色差的實驗數(shù)據(jù)，分析人眼的顏色視覺辨別特性，由此比較和評價基于CIELAB的典型色差公式(CIELAB、CMC、BFD、CIE94、LCD和CIEDE2000)的預(yù)測性能，并對色差公式的明度、彩度和色調(diào)權(quán)重函數(shù)分別進行優(yōu)化以改善其色差預(yù)測性能。
　　 利用交叉階梯法測得了CIELAB顏色空間中a*b*、a*L*和b*L*平面上9個CIE顏色中心的辨色閾值，為顏色視覺辨別特性研究提供了一個基于CRT色的辨色閾值

3、視覺實驗數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)分析表明，CIELAB顏色空間對于辨色閾值是非視覺均勻的。利用色度橢圓對原始形式和優(yōu)化形式的色差公式及其權(quán)重函數(shù)的預(yù)測性能進行了評價，發(fā)現(xiàn)CIEDE2000在原始形式和優(yōu)化形式下均具有最優(yōu)的整體預(yù)測性能；CMC表現(xiàn)出最佳的明度預(yù)測性能，而LCD對彩度和色調(diào)容差的預(yù)測性能則為最優(yōu)。
　　 根據(jù)恒常刺激法的實驗原理獲得了CIELAB顏色空間中19個顏色中心在a*b*、a*L*和b*L*平面上的閩上色差視覺數(shù)據(jù)，為

4、相關(guān)預(yù)測模型的研究提供了一個覆蓋整個CRT顯示器色域范圍的翔實可靠的色差數(shù)據(jù)集?；谙鄳?yīng)顏色視覺辨別特性的分析說明，CIELAB顏色空間對于閾上色差也是非視覺均勻的。對典型色差公式及其權(quán)重函數(shù)預(yù)測性能的比較結(jié)果表明，原始形式和優(yōu)化形式的CIEDE2000在整個顏色空間中均具有最出色的表現(xiàn)，LCD次之；CIELAB和CIE94具有最優(yōu)的明度預(yù)測性能，而LCD的彩度和色調(diào)預(yù)測性能均為最佳。
　　 研究了不同視覺尺度和不同視覺感受量對

5、視覺容差的顏色視覺辨別特性的影響，目前國內(nèi)外類似的研究較少。利用恒常刺激法獲得了對應(yīng)于不同視覺尺度和不同視覺感受量的明度、彩度和色調(diào)容差，以此分析了相應(yīng)的顏色視覺辨別特性，并對色差公式的權(quán)重函數(shù)進行了評價。對基于不同視覺感受量的視覺容差的分析結(jié)果表明，明度容差僅與明度存在著一定的crispening效應(yīng)，而與彩度和色調(diào)角無明顯相關(guān)性；彩度容差和色調(diào)容差分別與色調(diào)角存在一定的依賴關(guān)系，且與明度和彩度分別成反比和正比關(guān)系。對基于不同視覺尺度

6、的視覺容差的分析發(fā)現(xiàn)，視覺尺度與視覺容差基本上成線性關(guān)系。在被測試的典型色差公式中，CIEDE2000具有最佳的明度和色調(diào)預(yù)測性能，而LCD的彩度預(yù)測性能則為最優(yōu)。
　　 分別基于CRT色視覺實驗數(shù)據(jù)以及CRT色與物體色的綜合數(shù)據(jù)，在考慮了視覺容差與視覺感受量相關(guān)性的基礎(chǔ)上，對色差公式的明度、彩度和色調(diào)權(quán)重函數(shù)進行了優(yōu)化，提出了相應(yīng)權(quán)重函數(shù)的優(yōu)化方程，有效改善了對視覺容差的預(yù)測性能。對優(yōu)化后色差權(quán)重函數(shù)預(yù)測性能的測試結(jié)果表明，C