一种基于视觉感知的图像色度测定方法_2

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>[0033] 上述内容仅是本发明技术方案的概述,为了更清楚的了解本发明的技术手段,下 面结合附图对本发明作进一步的描述。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明生成测试图像的过程示意图;
[0035] 图2为本发明主观实验测得的图像色度理想中值与主观中值的关系;
[0036] 图3为本发明建立的图像色度测曲线图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合说明书附图,对本发明作进一步的说明。
[0038] 本发明提供一种基于视觉感知的图像色度测定方法,包括W下步骤:
[0039] 步骤A、按照W下方法测定图像色度的JND值;
[0040] 步骤AU按照W下方法对原始图像进行处理,得到测试图像:
[0041] 步骤AlOl、通过伽马校正将原始图像转换至线性空间;
[0042] 步骤Al 02、然后将线性转换后的原始图像由RGB空间经XYZ空间和Lab空间转换到 LCH空间;
[0043] 步骤A103、在LCH空间中,保持其它分量不变,仅将分量C按照一组不同的改变量减 小;对分量C的改变量为A Eoo值在0.2-1.5范围内等间隔分布,其中间隔为A C、其取值为 0.1;
[0044] 由于在CKLAB色度空间中,A Eoo在视觉上更均匀,因此本发明中色饱和度改变的 度量采用了 A Eoo表示法,如式(1)所示;
[0046]其中,A I/为两像素 I/的差值,AC/为两像素(/的差值,A 为两像素勺差值, Kl=I,Kc=I,Kh=I;
[0050] 在考虑图像色度对图像质量的影响时,暂不考虑其他因素,因此可令A 1/、A 均 为零,从而将式(1)简化为式(2);
[0051] AEoo= ACV(KcSc) (2)
[005^ 其中,Kc= Idefault,&:=] + 0.045C,G'为两像素 C'的算术平均值;
[0053] 因此,分量C的改变量可W通过式(3)取得,
[0054] AC'二 AE。。. (I + 0.045)f' (' 3 )
[005引当A Eo庙0.2-1.5范围内等间隔取值时,即可在LCH空间中得到一组具有不同色度 分量的测试图像;
[0056] 步骤A104、将C分量减小后的图像由Lab空间转换回RGB空间,得到一组具有不同色 度分量的测试图像;测试图像的生成过程如图1所示,将原始图像由RGB空间经XYZ空间和 Lab空间转换到LCH空间,然后再进行色度相关的图像处理,可W保证图像处理过程中色度 分量保持不变。
[0057] 步骤A2、利用阶梯法结合二项迫选法进行视觉感知实验,找出至少一幅测试图作 为JND临界图像;
[005引利用阶梯法结合二项迫选法进行视觉感知实验具体为,每次在显示器上同时显示 两幅图像,一幅为原始图像,另一幅为测试图,由被试在两幅图中选出其认为哪幅图色彩较 鲜艳;如果被试选择正确,则更换色度差别较小的测试图;被试一旦选择错误,则更换色度 差别较大的测试图;重复上述过程;其中,实验起始变化步长是8,经过2个拐点后步长减半 为4,再经过4个拐点,步长变为2,再经过6个拐点后,变化步长减为1;当步长为1时的拐点总 数达到即寸停止;最后6个拐点所对应的测试图即为JND临界图像。
[0059] 步骤A3、计算原始图像和JND临界图像中平均色度值的差值,该差值的平均值即为 该被试对该原始图像色度的JND值。
[0060] 步骤A4、更换不同的原始图像及被试,重复步骤Al-步骤A3;将所有被试对不同原 始图像的色度JND值进行均值计算及方差分析确定图像色度的JND值。
[0061] 步骤B、按照W下方法测定图像色度在0到2倍的色度JND值区间范围内的主观中 值;
[0062 ]步骤BI、按照步骤AI的方法,其中对分量C的改变量介于0到2倍的色度JND值之间 不均匀分布;其中不均匀的取值共分为7个不同等级,假设图像色度的JND值为R,则不均匀 的取值分别为0. 〇、〇. 5R、0.8R、1. OR、1.2R、1.5R、2. OR。
[0063] 步骤B2、利用二分法进行视觉感知实验,被试需找出一幅测试图,被试认为运幅图 的色度变化介于原图和变化量最大测试图的中间位置,W该图对应的色度变化量与JND变 化量的倍数作为主观中值;
[0064] 利用二分法进行视觉感知实验具体为,屏幕上同时显示四幅图像,四幅图像W两 行两列的布局进行显示,其中上方两幅图像分别为参考图和变化最大的测试图,被试需要 将屏幕下方显示的两幅测试图与上方两幅图进行对比;如果屏幕左下的图像更接近于上边 两幅图的中间位置,则按左键,更换一组变化较小的测试图,反之按右键;重复此过程;直到 被试在左键和右键间交替切换,此时请被试选出一幅图,认为它最接近于参考图与变化最 大的测试图的中间位置,记录下当前位置的值,作为该区间范围的主观中值。
[0065] 步骤B3、更换不同的图像内容及被试,重复步骤Bl-步骤B2,将所有被试对不同原 始图像的主观中值进行均值计算及方差分析,确定当前区间色度的主观中值。
[0066] 步骤C、按照步骤B的方法,其中对分量C的改变量介于0到3倍的色度JND值间不均 匀分布,重复步骤B,确定当前区间色度的主观中值;其中不均匀的取值共分为9个不同等 级,假设图像色度的JND值为R,则不均匀的取值分别为0.0、0.5R、1. OR、1.3R、1.5R、1.7R、 2. OR、2.5R、3. OR;越接近理想中值位置,步长越小。
[0067] 步骤D、按照步骤B的方法,其中对分量C的改变量介于1到4倍的色度JND值间不均 匀分布,重复步骤B,确定当前区间色度的主观中值;其中不均匀的取值共分为9个不同等 级,假设图像色度的JND值为R,则不均匀的取值分别为1.0R、1.5R、2.0R、2.3R、2.5R、2.7R、 3. OR、3.5R、4. OR;同样,越接近理想中值位置,步长越小。
[0068] 步骤E、根据步骤A、步骤B、步骤C和步骤D获得的主观实验结果建立阔上屯、理量表;
[0069] 统计主观中值的均值及95 %置信区间,假定图像色度1个JND对应的值为R;根据1 个JND对应的数值W及0-2R,0-3RW及1-4R区间范围的关系,假定S个不同区间的主观中间 值分别为Ml,M15和M25。根据上述条件,假定色度变化在1个JND范围内主观感受与物理变化 量之间存在线性关系,推导1.5~4JND对应的倍数关系。
[0070] 令 Yx=I JND=I *R
[0071] ^^确定了1个单位JND的值为R
[0072] ^Yx=2jnd=(2/M1)^x=ijnd
[0073] ^根据0~2R区间试验结果,假定Ml~2R间为线性
[0074] 々Yx=i.5jnd = 〇 . 5*(Yx=ijnd+Yx=2jnd)
[0075] ^^假定1JND~2JND间为线性
[0076] 冷 Yx=3jnd= (3/M15)*Yx=i.己 JND
[0077] ^^根据0~3R区间试验结果,假定M15~3R间为线性
[0078] 冷 Yx=2.5JND = 0.5* ( Yx=2JND+Yx=3JND )
[0079] 八段定2JND~3JND间为线性
[0080] 冷 Yx=4jnd= (4/M25)巧 x=2.5jND
[0081] ^^根据1~4R区间试验结果,假定M25~4R间为线性
[0082] 根据上述推导过程,可W分别求得图像不同属性I~4JND对应的变化量是I个JND 变化量的倍数,从而建立JND的阔上屯、理量表,即建立图像色度变化在所取区间范围内主观 感受与物理变化量之间存在的线性关系。
[0083] 为了验证本发明方法,进行W下
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