人眼视觉特性

人眼视觉特性

1.各种视觉范围？

光谱范围：

我们知道，光线可以分为两类，也就是我们常说的可见光与不可见光。“可见”与“不可见”是以人眼能否直接观察到为衡量标准的。那么，人眼可以观察到的光谱范围，到底是多少呢？

研究发现，人眼可以识别的光线波长范围为400nm—800nm，而光波在390—455nm内呈紫色，在455—492呈蓝靛色，在492—577nm呈绿色，577—597nm呈黄色，597—622nm 呈橙色，770～622nm呈红色。而人眼能分辨色彩的原因为，在人眼的视网膜上有两种视觉细胞，即锥状细胞和杆状细胞。锥状细胞分为三种，分别对红、绿、蓝三种色光最敏感，称为红感细胞、绿感细胞、蓝感细胞。当一束光射入人眼时，三种锥状细胞就会产生不同的反应，不同颜色的光对三种锥状细胞的刺激量是不同的，产生的颜色视觉各异，使人能够分辨出各种颜色。锥状细胞不但可以接受色彩的刺激，还可以感受亮度的刺激。所以，在白光下，人眼可以同时识别彩色与非彩色的物体，但到了夜间或暗处，锥状细胞即失去感光作用，视觉功能由杆状细胞取代。此时，人眼便无法感觉彩色，仅能辨别白色和灰色。

既然人眼可看到的光线具有不同的颜色，那么自然人眼对不同的颜色有不同的灵敏度。在较亮的环境中人眼对黄光最为敏感，而在较暗的环境中对绿光最为敏感。无论在何种明暗条件中，对白光都较敏感，对红光和蓝紫光都不敏感。如果用一个尺度来衡量，那就相当于，人眼对黄绿色敏感度为10，对蓝红色敏感度为1。

亮度范围：

人眼能感受的亮度范围约为10?3—106cd/m2（坎德拉每平方米，1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量），当平均亮度适中时（亮度范围约为10—104cd/m2），能分辨的最大和最小亮度比为1000:1(当亮度为1000 cd/m2时，识别能力最高，有资料称:最小可识别黑度差ΔDmin≈0.08); 当平均亮度很低时，能分辨的最大和最小亮度比不到10:1。人的眼睛能够适应的最高亮度，大约为3000尼特（尼特，单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光流）。这个数值，是与白天天空的亮度以及阳光下比较深色物体的亮度（如土地、植物）是相符合的，也是人类在地球上生存所必须的。超过这个亮度，人眼就无所适从，长时间暴露在高亮度的环境下会对眼睛造成伤害。例如，登山运动员在有雪的高山上一定要带上深色眼镜，否则高海拔太阳本来就非常强烈，再加上白雪的反射，会使人很快患上雪盲。

时间空间范围：

人眼的空间分辨率为12LP/mm，也就是说，在1mm的尺度下，人最多只能分辨清楚12对线。

我们知道，影片是由一帧一帧的图片连续衔接而成，而让我们之所以能由静止的图像感受到运动的原因是，活动图像的帧率至少为15fps（每秒传输帧数）时，人眼有图像连续的感觉；活动图像的帧率在25fps时，人眼就感受不到闪烁。

2.明暗变化适应特性？

人由亮处走到暗处时的视觉适应过程，称为暗适应。当人由亮处走到暗处时，人眼一时无法辨认物体，需要大约三十分钟的调整适应时间，其调整过程分为三个阶段：

(1)瞳孔放大，增加光线的进入。

(2)锥状细胞敏感度减弱，感光度逐渐增加。

(3)杆状细胞敏感度迅速增加，以取代锥状细胞，担负视觉功能。

与之相对的，人由暗处走到亮处时的视觉适应过程，称为明适应。当人由暗处走到亮处时，人眼一时无法辨认清物体，需要大约一分钟的调整适应时。其调整过程分为三个阶段：

(1)瞳孔缩小，减少光线的进入。

(2)锥状细胞敏感度逐渐增加。

(3)杆状细胞敏感度迅速降低。

但是值得注意的是，经过长期不见光的环境后，人眼高度灵敏，直接突然暴露在强光下会造成永久性伤害，乃至失明。这一点需要引起我们的高度警觉。

3.视觉暂留（视觉惰性）

当人们所见到的物体突然从眼前离开时，物体在视网膜上的影像并非同时消失，而会短暂的保留在视觉中，这种现象叫视觉暂留。视觉暂留的时间长短与光线的颜色，强弱，观看时间长短有关，一般在1/20秒左右。

4.视觉受心理特性影响（视觉错误的形成）

由于视觉神经受大脑控制，人们在看某些事物时，会根据性格、知识、经验、思维惯性等对所看到的东西进行“修正”，这就是我们在看一些图片形成错觉的原因。下面我将用一个例子来说明。

这张图片我相信几乎所有人看上去都不会认为图中的A与B两块区域是相同的颜色，但实际上A与B就是相同颜色的。只要我们将他们单独提取出来就能一目了然了。

这是由于，图片在A于B区域之间加入黑白相间的格子，使得A与B区域的颜色有了其他的参照物，再巧妙的利用了“阴影”这一概念，让人将B区域误解为阴影之下的白色块，而A区域为白光之下的黑色块，产生“这两个区域是不同颜色”的错觉。这与我们现实生活中的经验是相符的，因为生活中我们看阴影之下的物体时，物体的颜色会变得暗淡。而我们看到的只是图片，是由不同色块组成的信息，而不是图片所表达的现实生活中的场景。现实生活中符合的规律在图片中并不适用。这也是很多视觉错误图片常用的误导人眼的方法。

人眼视觉特性

人眼视觉特性 人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。 1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数K(λ)=1/pr(λ) 。 2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数。可见光波长实验表明：视敏涵数的曲线的最大值位于５５５nm处当光线微弱向左偏移最大值为５０7nm处，两者相差近５０nm，人眼就相当于带通滤波器，这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多．三条曲线的峰值比为Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５４：０．５７５：０．０５３（蓝光放大２０倍）．三条曲线有相当一部分是重叠的．正常观察条件下，人眼得到的是二者的合成的视觉，不能将他们各自的数值区分开来．大脑根据三者的比例，感知彩色的色调和饱和度，而三者的和决定了光的总亮度。

2.1对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线性的，通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强 I增大时，在一定幅度内感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼才能感觉到亮度有变化，ΔI/I 此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度，即不会被人眼察觉。此外，高频部分在相同的灵敏度阈值下，色差信号Y-R 空间频率只有亮度Y的一半，色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关，随着时间轴变化频率的增加，人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势，视觉上的这种动态对比灵敏度特性表现为图像序列之间相互掩盖效应。可见度阈值和掩盖效应对图像编码量化器的设计有重要作用，利用这一视觉特性，在图像的边缘可以容忍较大的量化误差，因而可使量化级减少，从而降低数字码率。 2.2分辨率 当空间平面上两个黑点相互靠拢到一定程度时，离开黑点一定距离的观察者就无法区分它们，这意味着人眼分辨景物细节的能力是有限的，这个极限值就是分辨率。研究表明人眼的分辨率有如下一些特点：①当照度太强、太弱时或当背景亮度太强时，人眼分辨率降低。②当视觉目标运动速度加快时，人眼分辨率降低。③人眼对彩色细节的分辨率比对亮度细节的分辨率要差，如果黑白分辨率为1，则黑红为0.4，

人眼的视觉特性

人眼的视觉特性 1、引言人眼的视觉系统是世界上最好的图像处理系统，但它远远不是完美的。人眼的视觉系统对图像的认知是非均匀的和非线性的，并不是对图像中的任何变化都能感知。例如图像系数的量化误差引起的图像变化在一定范围内是不能为人眼所觉察的。因此，如果编码方案能利用人眼视觉系统的一些特点，是可以得到高压缩比的。对人眼视觉特性的深入研究及由此而建立的各种数学模型，一直是各种图像数字压缩算法的基础。 2、人眼的视觉特性 人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数K(λ)=1/pr(λ) 。2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数。 可见光波长 实验表明：视敏涵数的曲线的最大值位于５５５nm处当

光线微弱向左偏移最大值为５０7nm处，两者相差近５０nm，人眼就相当于带通滤波器，这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多．三条曲线的峰值比为Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５４：０．５７５：０．０５３（蓝光放大２０倍）．三条曲线有相当一部分是重叠的．正常观察条件下，人眼得到的是二者的合成的视觉，不能将他们各自的数值区分开来．大脑根据三者的比例，感知彩色的色调和饱和度，而三者的和决定了光的总亮度。 2.1对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线 性的，通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。也就是说，当光强I增大时，在一定幅度内感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼才能感觉到亮度有变化，ΔI/I一般也称为对比灵敏度。因此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度，即不会被人眼察觉。此外，高频部分在相同的灵敏度阈值下，色差信号Y-R空间频率只有亮度Y的一半，色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关，随着时间轴变化频率的增加，人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势，视觉上的这种动态对比灵敏度特性表现为图像序列之间相互掩盖效应。

第一节_人眼的视觉特性-总结

第一节人眼的视觉特性 1、在一般情况下，如有两种光谱成分不同的光，只要三种光敏细胞对它们的感觉相同，则主观彩色感觉（包括亮度和色度）就相同。 2、格拉斯曼定律—复合光的亮度等于各光分量的亮度之和。 3、人眼的视觉范围有一定的限度，明暗感觉是相对的。 4、韦伯-费赫涅尔定律—亮度感觉与亮度L的对数成线性关系。 5、一方面，重现景物的亮度无需等于实际景物的亮度，而只需保持二者的最大亮度与最小亮度的比值不变；另一方面，人眼不能察觉的亮度差别，在重现景物时也无需精确复制出来。 6、人眼分辨景物细节有一极限值，对彩色细节的分辨能力远比对亮度细节分辨力低。 7、视觉的空间频率响应具有低通滤波器性质。 8、人眼存在视觉惰性—电影、电视放映的生理基础。 临界闪烁频率取决于亮度、亮度变化幅度、观看距离等。

一、人眼的亮度感觉 1．人眼的光亮感觉 光也是一种电磁辐射，人眼对780～380纳米之间电磁波的刺激有光亮的感觉，故波长在这个范围内的电磁波称为可见光。 2．人眼的彩色感觉 人眼对780～380纳米之间的光还有彩色感觉，具体如图1-1所示。 3．人眼的视敏特性 人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。 1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数。 2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数， 记为： 如图1－2所示，左边的曲线是暗视觉曲线，右边的是明视觉曲线。 二、人眼亮度感觉的特性（描述人眼对光亮差别的感觉特性） 1．亮度：光源或反射面的明亮程度，亮度的单位为（坎德拉/平方米）。 2．亮度视觉的范围：人眼总的感光范围极其宽广，明视觉的亮度感觉范围为到量级， 而暗视觉的感觉范围为千分之几到几个。 3．光亮感觉的特点： 1）人眼的主观亮度感觉与周围环境亮度有关。 2) 主观亮度感觉S与亮度值B的对数成比例关系：，其中和K是常数。 3) 主观亮度感觉是心理量而不是物理量，故其单位是以实验得出的变化级数（S）来表征的。实验表明，在不同的亮度B值下，人眼能觉察的最小亮度变化并非定值。B大，也大；B小，也小，但是/B的值是大致相同的。 将可觉察的最小相对亮度变化 /B称为对比度灵敏度阈，用标记，其值通常在0.005～0.05之间。 人眼的亮度感觉并非决定于绝对亮度变化，而是决定于相对亮度变化。故重现景物的亮度无须等于实际景物的亮度，而只需保持最大亮度与最小亮度之比值相同，就能给人以真实感。 4．对比度和亮度层次 1) 对比度：指光源或发光面的最大亮度与最小亮度之比值。 用下式表示：。外界景物的对比度不超过100：1，显象管图像的对比度为30：1。

人眼的视觉特性知识讲解

人眼的视觉特性

人眼的视觉特性 1、引言人眼的视觉系统是世界上最好的图像处理系统，但它远远不是完美的。人眼的视觉系统对图像的认知是非均匀的和非线性的，并不是对图像中的任何变化都能感知。例如图像系数的量化误差引起的图像变化在一定范围内是不能为人眼所觉察的。因此，如果编码方案能利用人眼视觉系统的一些特点，是可以得到高压缩比的。对人眼视觉特性的深入研究及由此而建立的各种数学模型，一直是各种图像数字压缩算法的基础。 2、人眼的视觉特性人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数 K(λ)=1/pr(λ) 。2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数。 可见光波长

实验表明：视敏涵数的曲线的最大值位于５５５nm处当光线微弱向左偏移最大值为５０7nm处，两者相差近５０nm，人眼就相当于带通滤波器，这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多．三条曲线的峰值比为Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５４：０．５７５：０．０５３（蓝光放大２０倍）．三条曲线有相当一部分是重叠的．正常观察条件下，人眼得到的是二者的合成的视觉，不能将他们各自的数值区分开来．大脑根据三者的比例，感知彩色的色调和饱和度，而三者的和决定了光的总亮度。 2.1对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线性的，通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。也就是说，当光强I增大时，在一定幅度内感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼才能感觉到亮度有变化，ΔI/I一般也称为对比灵敏度。因此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度，即不会被人眼察觉。此外，高频部分在相同的灵敏度阈值下，色差信号Y-R空间频率只有亮度Y的一半，色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关，随着时间轴变化频率的增加，人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势，

人眼的立体视觉特性

人眼的立体视觉特性 立体显示技术是以人眼的立体视觉原理为依据的。因而，研究人眼的立体视觉机理，掌握立体视觉规律，对研究和设计新的立体显示系统是十分必要的。 人之所以能够产生立体视觉是因为人有两只眼睛，当左右两只眼睛从不同的角度去看某一个物体时，在左右眼视网膜上所成的图像是有差异的，人的大脑可以根据这种图像差异来判断物体的空间位置关系，从而使人产生立体视觉。这一原理称为双目视差原理。 一、双眼立体信息 用双眼观看空间景物时，形成立体视觉的因素称为双眼立体信息。双眼立体信息是人眼立体视觉的主要因素。 人的两眼相距约58～72mm。因此，用双眼同时观看同一物体时，左、右两眼视线方位不同，物体在左、右两眼视网膜上所成的像亦稍有差异。称这种差异为双眼视差。如图所示： 当用双眼观看一个立方体时，如果左眼只看到立方体的前平面和上平面，而右眼除了能看到这两个平面外，还能看到立方体的右侧平面。此外，即使是左、右两眼都能看到的前平面和上平面，在左、右眼视网膜上所成的像也稍有差异。

双眼视差的大小与空间物体的位置有决定性的关系。因而，检测双眼视差的大小即可辨别物体的深度。如上图可以定义双眼视差： 图中L、R分别为左、右眼，P为两眼瞳孔间的距离，D为视距，△D为深度距离，F1和F2为两个物体或同一物体上的两个点。 由上式可知，视差与深度距离△D成正比，而与视距的平方成反比。 二、分时显示与立体视觉 以上讨论的双眼视差是在左、右两眼同时接受图像刺激的情况即同时立体视觉，如果进入左、右眼的视差图像信息在时间上不是同时显示而存在某种程度的滞后的话，这时立体视觉的规律将不同于同时视觉。视差图像滞后显示也称为分时显示。分时显示所形成的立体视觉既与滞后时间有关，也与先行显示的视差图像的显示时间有关．下图给出一分时显示滞后时间对立体视觉的影响的实验曲 线。 图中曲线是在先行显示图像的显示时间为18ms条件下，立体规觉与分时显示滞后时间的关系。曲线表明，滞后时间小于20ms时，分时显示的双眼视差图像所产生的立体视觉与同时视觉产生的立体视觉基本相同；分时显示滞后时间大于20ms时，分时显示的立体视觉减弱；当滞后时间超过100ms时，立体视觉将不能形成。实验还表明，分时显示的立体视觉与滞后时间的关系还和先行显示图像的显示时间有关。当先行图像显示时间超过375ms时，分时显示已不能产生立

人眼视觉特性

人眼视觉特性(一) 人眼类似于一个光学系统，但它不是普通意义上的光学系统，还受到神经系统的调节。人眼观察图像时可以用以下几个方面的反应及特性： (1)从空间频率域来看，人眼是一个低通型线性系统，分辨景物的能力是有限的。由于瞳孔有一定的几何尺寸和一定的光学像差，视觉细胞有一定的大小，所以人眼的分辨率不可能是无穷的，HVS对太高的频率不敏感。 (2)人眼对亮度的响应具有对数非线性性质，以达到其亮度的动态范围。由于人眼对亮度响应的这种非线性，在平均亮度大的区域，人眼对灰度误差不敏感。 (3)人眼对亮度信号的空间分辨率大于对色度信号的空间分辨率。 (4)由于人眼受神经系统的调节，从空间频率的角度来说，人眼又具有带通性线性系统的特性。由信号分析的理论可知，人眼视觉系统对信号进行加权求和运算，相当于使信号通过一个带通滤波器，结果会使人眼产生一种边缘增强感觉一一侧抑制效应。 (5)图像的边缘信息对视觉很重要，特别是边缘的位置信息。人眼容易感觉到边缘的位置变化，而对于边缘的灰度误差，人眼并不敏感。 (6)人眼的视觉掩盖效应是一种局部效应，受背景照度、纹理复杂性和信号频率的影响。具有不同局部特性的区域，在保证不被人眼察觉的前提下，允许改变的信号强度不同。 人眼的视觉特性是一个多信道(Multichannel)模型。或者说，它具有多频信道分解特性(Mutifrequency channel decompositon )。例如，对人眼给定一个较长时间的光刺激后，其刺激灵敏度对同样的刺激就降低，但对其它不同频率段的刺激灵敏变却不受影响(此实验可以让人眼去观察不同空间频率的正弦光栅来证实)。视觉模型有多种，例如神经元模型，黑白模型以及彩色视觉模型等等，分别反应了人眼视觉的不同特性。Campbell和Robosn由此假设人眼的视网膜上存在许多独立的线性带通滤波器，使图像分解成不同频率段，而且不同频率段的带宽很窄。视觉生理学的进一步研究还发现，这些滤波器的频带宽度是倍频递增的，换句话说，视网膜中的图像分解成某些频率段，它们在对数尺度上是等宽度的。视觉生理学的这些特征，也被我们对事物的观察所证实。一幅分辨率低的风景照，我们可能只能分辨出它的大体轮廓；提高分辨率的结果，使我们有可能分辨出它所包含的房屋、树木、湖泊等内容；进一步提高分辨率，使我们能分辨出树叶的形状。不同分辨率能够刻画出图像细节的不同结构。 人眼在可见光谱范围内的视觉灵敏度是不均匀的,它随波长的变化而变化。 色觉向度 光波具有三种可以量化的物理学向度，那就是波长波幅和纯度。所谓纯度是指同一束光所含

人眼的视觉特性

人眼的视觉特性 任何一个电视系统的最终目的都是为人们提供可观看的图像，图像的好坏要由人眼来鉴定。评价电视图像的的综合质量，需用多种仪器进行测量、比较和鉴定，但最终要由人眼观察并作出评定。应当充分了解人眼的视觉特性。 人眼的视觉机理 人眼是一个构造极其复杂的器官，形状近似球体。当人眼注视外界某物体时，由物体发出或反射、透视的光线通过眼球聚焦在视网膜上。视网膜上的光敏细胞受光刺激产生神经冲动，经视觉神经传递到视觉中枢，就产生了视觉。 视网膜上有大量的杆状细胞和锥状细胞。杆状细胞对明暗程度很敏感，对色彩分辨迟钝；锥状细胞既能区分光的强弱，又能分辨光的颜色；杆状细胞对弱光的灵敏度高，对强光失去作用；锥状细胞在强光下才起作用，产生色感，分辨细节。在弱光下杆状细胞起作用，只能看到黑白景象；强光下锥状细胞起作用，能分辨颜色和细节。电视系统中只考虑锥状细胞的视觉特性。 视敏特性 视敏特性是指人眼对不同波长的光具有不同灵敏度的特性，即对辐射功率相同的各色光具有不同的亮度感觉。在相同辐射功率的条件下，人眼感到最亮的光是黄绿光（555nm），感觉最暗的光是红光和紫光。视敏特性可用视敏函数和相对视敏函数来描述。 亮度感觉 亮度视觉范围：人眼能够感觉到的亮度范围。这个范围很大，可达109：1。人眼总的视觉范围很宽，但不能在同一时间感受这么大的亮度范围。当平均亮度适中时，亮度范围为1000：1；平均亮度较高或较低时亮度范围只有10：1；通常情况下为100：1；电影银幕亮度范围大致为100：1；显像管亮度范围约为30：1。 人眼对景物亮度的主观感觉不仅取决于景物实际亮度值，而且还与周围环境的平均亮度有关。人眼的明暗感觉是相对的，在不同环境亮度下，对同一亮度的主观感觉会不同。 人眼的彩色视觉

人眼视觉特性(HVS)

人眼视觉特性(一) 2248671769@https://www.wendangku.net/doc/95788199.html, 人眼类似于一个光学系统，但它不是普通意义上的光学系统，还受到神经系统的调节。人眼观察图像时可以用以下几个方面的反应及特性： (1)从空间频率域来看，人眼是一个低通型线性系统，分辨景物的能力是有限的。由于瞳孔有一定的几何尺寸和一定的光学像差，视觉细胞有一定的大小，所以人眼的分辨率不可能是无穷的，HVS对太高的频率不敏感。 (2)人眼对亮度的响应具有对数非线性性质，以达到其亮度的动态范围。由于人眼对亮度响应的这种非线性，在平均亮度大的区域，人眼对灰度误差不敏感。 (3)人眼对亮度信号的空间分辨率大于对色度信号的空间分辨率。 (4)由于人眼受神经系统的调节，从空间频率的角度来说，人眼又具有带通性线性系统的特性。由信号分析的理论可知，人眼视觉系统对信号进行加权求和运算，相当于使信号通过一个带通滤波器，结果会使人眼产生一种边缘增强感觉一一侧抑制效应。 (5)图像的边缘信息对视觉很重要，特别是边缘的位置信息。人眼容易感觉到边缘的位置变化，而对于边缘的灰度误差，人眼并不敏感。 (6)人眼的视觉掩盖效应是一种局部效应，受背景照度、纹理复杂性和信号频率的影响。具有不同局部特性的区域，在保证不被人眼察觉的前提下，允许改变的信号强度不同。 人眼的视觉特性是一个多信道(Multichannel)模型。或者说，它具有多频信道分解特性(Mutifrequency channel decompositon )。例如，对人眼给定一个较长时间的光刺激后，其刺激灵敏度对同样的刺激就降低，但对其它不同频率段的刺激灵敏变却不受影响(此实验可以让人眼去观察不同空间频率的正弦光栅来证实)。视觉模型有多种，例如神经元模型，黑白模型以及彩色视觉模型等等，分别反应了人眼视觉的不同特性。Campbell和Robosn由此假设人眼的视网膜上存在许多独立的线性带通滤波器，使图像分解成不同频率段，而且不同频率段的带宽很窄。视觉生理学的进一步研究还发现，这些滤波器的频带宽度是倍频递增的，换句话说，视网膜中的图像分解成某些频率段，它们在对数尺度上是等宽度的。视觉生理学的这些特征，也被我们对事物的观察所证实。一幅分辨率低的风景照，我们可能只能分辨出它的大体轮廓；提高分辨率的结果，使我们有可能分辨出它所包含的房屋、树木、湖泊等内容；进一步提高分辨率，使我们能分辨出树叶的形状。不同分辨率能够刻画出图像细节的不同结构。 人眼在可见光谱范围内的视觉灵敏度是不均匀的,它随波长的变化而变化。

人眼视觉特性

人眼视觉特性(HVS) 人眼类似于一个光学系统，但它不是普通意义上的光学系统，还受到神经系统的调节。人眼观察图像时可以用以下几个方面的反应及特性： (1)从空间频率域来看，人眼是一个低通型线性系统，分辨景物的能力是有限的。由于瞳孔有一定的几何尺寸和一定的光学像差，视觉细胞有一定的大小，所以人眼的分辨率不可能是无穷的，HVS对太高的频率不敏感。 (2)人眼对亮度的响应具有对数非线性性质，以达到其亮度的动态范围。由于人眼对亮度响应的这种非线性，在平均亮度大的区域，人眼对灰度误差不敏感。 (3)人眼对亮度信号的空间分辨率大于对色度信号的空间分辨率。 (4)由于人眼受神经系统的调节，从空间频率的角度来说，人眼又具有带通性线性系统的特性。由信号分析的理论可知，人眼视觉系统对信号进行加权求和运算，相当于使信号通过一个带通滤波器，结果会使人眼产生一种边缘增强感觉一一侧抑制效应。 (5)图像的边缘信息对视觉很重要，特别是边缘的位置信息。人眼容易感觉到边缘的位置变化，而对于边缘的灰度误差，人眼并不敏感。 (6)人眼的视觉掩盖效应是一种局部效应，受背景照度、纹理复杂性和信号频率的影响。具有不同局部特性的区域，在保证不被人眼察觉的前提下，允许改变的信号强度不同。 人眼的视觉特性是一个多信道(Multichannel)模型。或者说，它具有多频信道分解特性(Mutifrequency channel decompositon )。例如，对人眼给定一个较长时间的光刺激后，其刺激灵敏度对同样的刺激就降低，但对其它不同频率段的刺激灵敏变却不受影响(此实验可以让人眼去观察不同空间频率的正弦光栅来证实)。视觉模型有多种，例如神经元模型，黑白模型以及彩色视觉模型等等，分别反应了人眼视觉的不同特性。Campbell和Robosn由此假设人眼的视网膜上存在许多独立的线性带通滤波器，使图像分解成不同频率段，而且不同频率段的带宽很窄。视觉生理学的进一步研究还发现，这些滤波器的频带宽度是倍频递增的，换句话说，视网膜中的图像分解成某些频率段，它们在对数尺度上是等宽度的。视觉生理学的这些特征，也被我们对事物的观察所证实。一幅分辨率低的风景照，我们可能只能分辨出

人眼视觉特性

三、人眼的视觉特性 （一）、人眼的视觉生理构造与机理 1、人眼的视觉生理构造 人眼近似为一个球形，假如从前向后切开，就会得到一个人眼的切面图。最前面的是充满水晶体的前房。前房后面是后房，里面装满了后方液。最后面是视网膜。 在视网膜上分布有大量的感光细胞。感光细胞分为杆状细胞和锥状细胞，两者功能不一样。 2、人眼的视觉机理 视网膜是眼睛感受光辐射能量刺激的机体。外界的光辐射能量进入眼内，在视网膜上，由杆状细胞和锥状细胞综合成像后，由视神经传递到大脑中枢形成视觉。 （二）、空间环境与人眼的视觉状态 人眼所处的空间环境，有明亮的、有黑暗的、有介于明亮与黑暗之间的。一般定义为：明视觉状态、暗视觉状态和中间视觉状态。 明视觉状态：人眼所处的空间环境，亮度大于3cd，为明视觉状态。 暗视觉状态：人眼所处的空间环境，亮度小于0.001cd，为暗视觉状态。 中间视觉状态：人眼所处的空间环境，介于明视觉和暗视觉之间的，为中间视觉状态。 电光源将电能转换成光辐射能用于照明，其运行环境的空间环境为人眼的明视觉状态。 （三）、人眼的视觉特性 1、人眼视网膜上的杆状细胞和锥状细胞，两者对光辐射能量刺激的响应灵敏度不同，功能不一样。 杆状细胞：对光辐射能量刺激的响应灵敏度高，能够感受极微弱的光能量辐射。但是，不能很好地区分颜色和分辨物体的细节。 锥状细胞：对光辐射能量刺激的响应灵敏度低，不能够感受极微弱的光能量辐射。但是，对颜色的响应灵敏度高，能够很好地区分颜色，分辨物体的细节。 2、在不同的视觉状态下，人眼的视觉，是由杆状细胞和锥状细胞综合成像后产生的。因此，对不同光谱的光辐射能量，对应于不同的响应灵敏度。 3、在不同的视觉状态下，对光辐射能量刺激的响应，起主导作用的感光细胞不同。对不同光谱的光辐射能量，响应灵敏度的对应关系也是不同的。 4、人眼视网膜上的锥状细胞，又细分为三种感光细胞。在明视觉状态下，分别对可见光辐射能量中的，红、绿、蓝三个可见光谱带的辐射能量，对应于高响应灵敏度。

人眼视觉特性

人眼视觉特性 Prepared on 22 November 2020

人眼视觉特性 1.各种视觉范围 光谱范围： 我们知道，光线可以分为两类，也就是我们常说的可见光与不可见光。“可见”与“不可见”是以人眼能否直接观察到为衡量标准的。那么，人眼可以观察到的光谱范围，到底是多少呢 研究发现，人眼可以识别的光线波长范围为400nm—800nm，而光波在390—455nm 内呈紫色，在455—492呈蓝靛色，在492—577nm呈绿色，577—597nm呈黄色，597—622nm呈橙色，770～622nm呈红色。而人眼能分辨色彩的原因为，在人眼的视网膜上有两种视觉细胞，即锥状细胞和杆状细胞。锥状细胞分为三种，分别对红、绿、蓝三种色光最敏感，称为红感细胞、绿感细胞、蓝感细胞。当一束光射入人眼时，三种锥状细胞就会产生不同的反应，不同颜色的光对三种锥状细胞的刺激量是不同的，产生的颜色视觉各异，使人能够分辨出各种颜色。锥状细胞不但可以接受色彩的刺激，还可以感受亮度的刺激。所以，在白光下，人眼可以同时识别彩色与非彩色的物体，但到了夜间或暗处，锥状细胞即失去感光作用，视觉功能由杆状细胞取代。此时，人眼便无法感觉彩色，仅能辨别白色和灰色。 既然人眼可看到的光线具有不同的颜色，那么自然人眼对不同的颜色有不同的灵敏度。在较亮的环境中人眼对黄光最为敏感，而在较暗的环境中对绿光最为敏感。无论在何种明暗条件中，对白光都较敏感，对红光和蓝紫光都不敏感。如果用一个尺度来衡量，那就相当于，人眼对黄绿色敏感度为10，对蓝红色敏感度为1。 亮度范围： 人眼能感受的亮度范围约为10?3—106cd/m2（坎德拉每平方米，1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量），当平均亮度适中时（亮度范围约为10—104cd/m2），能分辨的最大和最小亮度比为1000:1(当亮度为1000 cd/m2时，识别能力最高，有资料称:最小可识别黑度差ΔDmin≈; 当平均亮度很低时，能分辨的最大和最小亮度比不到10:1。人的眼睛能够适应的最高亮度，大约为3000尼特（尼特，单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光流）。这个数值，是与白天天空的亮度以及阳光下比较深色物体的亮度（如土地、植物）是相符合的，也是人类在地球上生存所必须的。超过这个亮度，人眼就无所适从，长时间暴露在高亮度的环境下会对眼睛造成伤害。例如，登山运动员在有雪的高山上一定要带上深色眼镜，否则高海拔太阳本来就非常强烈，再加上白雪的反射，会使人很快患上雪盲。 时间空间范围： 人眼的空间分辨率为12LP/mm，也就是说，在1mm的尺度下，人最多只能分辨清楚12对线。

人眼视觉特性

人眼视觉特性 1.各种视觉范围？ 光谱范围： 我们知道，光线可以分为两类，也就是我们常说的可见光与不可见光。“可见”与“不可见”是以人眼能否直接观察到为衡量标准的。那么，人眼可以观察到的光谱范围，到底是多少呢？ 研究发现，人眼可以识别的光线波长范围为400nm—800nm，而光波在390—455nm内呈紫色，在455—492呈蓝靛色，在492—577nm呈绿色，577—597nm呈黄色，597—622nm 呈橙色，770～622nm呈红色。而人眼能分辨色彩的原因为，在人眼的视网膜上有两种视觉细胞，即锥状细胞和杆状细胞。锥状细胞分为三种，分别对红、绿、蓝三种色光最敏感，称为红感细胞、绿感细胞、蓝感细胞。当一束光射入人眼时，三种锥状细胞就会产生不同的反应，不同颜色的光对三种锥状细胞的刺激量是不同的，产生的颜色视觉各异，使人能够分辨出各种颜色。锥状细胞不但可以接受色彩的刺激，还可以感受亮度的刺激。所以，在白光下，人眼可以同时识别彩色与非彩色的物体，但到了夜间或暗处，锥状细胞即失去感光作用，视觉功能由杆状细胞取代。此时，人眼便无法感觉彩色，仅能辨别白色和灰色。 既然人眼可看到的光线具有不同的颜色，那么自然人眼对不同的颜色有不同的灵敏度。在较亮的环境中人眼对黄光最为敏感，而在较暗的环境中对绿光最为敏感。无论在何种明暗条件中，对白光都较敏感，对红光和蓝紫光都不敏感。如果用一个尺度来衡量，那就相当于，人眼对黄绿色敏感度为10，对蓝红色敏感度为1。 亮度范围： 人眼能感受的亮度范围约为10?3—106cd/m2（坎德拉每平方米，1坎德拉表示在单位立体角内辐射出1流明的光通量），当平均亮度适中时（亮度范围约为10—104cd/m2），能分辨的最大和最小亮度比为1000:1(当亮度为1000 cd/m2时，识别能力最高，有资料称:最小可识别黑度差ΔDmin≈0.08); 当平均亮度很低时，能分辨的最大和最小亮度比不到10:1。人的眼睛能够适应的最高亮度，大约为3000尼特（尼特，单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光流）。这个数值，是与白天天空的亮度以及阳光下比较深色物体的亮度（如土地、植物）是相符合的，也是人类在地球上生存所必须的。超过这个亮度，人眼就无所适从，长时间暴露在高亮度的环境下会对眼睛造成伤害。例如，登山运动员在有雪的高山上一定要带上深色眼镜，否则高海拔太阳本来就非常强烈，再加上白雪的反射，会使人很快患上雪盲。 时间空间范围： 人眼的空间分辨率为12LP/mm，也就是说，在1mm的尺度下，人最多只能分辨清楚12对线。

人眼特性

人眼特性 作者：lymex 转自：牧夫天文论坛 一、导言 人眼是人身体中最重要的感觉器官，非常完善、精巧和不可思议，是生命长期进化到高级形式的必然产物。在人感觉的外界信息中，有90%以上是通过眼睛获得的。我们天天在用自己的眼睛，很多与视觉有关的事情习以为常，往往对其特性反而不了解，或者自认为很简单的知识或问题，但实际上存在误解。在天文观测中，了解自己的眼睛，尤其是了解人眼的暗光特性，会更好的进行观测。 人眼的特性主要取决于人眼的构造，包括光线如何会聚、如何检测和视觉信号如何传导。另外，神经系统的特性尤其是人脑对视觉 信息的处理过程也起着一定的作用。 本文多次用到亮度的概念，这在上一期《夜空亮度》一文中有详细的定义和描述，这里再简单介绍一下。亮度是光度学概念，是描 述物体表面明暗程度的。亮度概念与照度、发光强度、光通亮是分别不同的光度学概念，单位也不同。亮度的单位是尼特。这个概念就 像能量、功率和重力都是不同的概念一样。一个40W的日光灯，照射在距离其下面2米远的白纸上，白纸的亮度大约为25尼特。猎户座大星云M42的中心部分，大约是0.02尼特。满月表面是3000尼特，木星表面是800尼特。满月照射下的白纸为0.05尼特。 二、人眼的构造 人眼的构造相当于一架摄像机或照相机。前面，是由角膜、晶状体、前房后房、玻璃体所共同组成的具备镜头功能的组合，把物体 发出的光线聚焦到后面的相当与胶卷的用于检测光线的视网膜上。 角膜，为一直径11mm的透明膜，镶嵌于巩膜前面圆孔内，其中央部的曲率半径为8mm，周边部比较平坦。角膜的屈光指数为1.376，为眼球的主要曲光媒质。 晶状体，为一形似双凸透镜的透明组织，由小带纤维悬挂于瞳孔后面，睫状肌收缩时小带松弛，晶状体依靠其本身的弹性而变厚， 前后表面的曲度增加，整体屈光度增加，利于看清近处物体，称为调节。在角膜和水晶体之间为虹膜，中间开有一个可以自动控制大小 的孔，让适当的光线进来，称为瞳孔。 前房、后房。前房为角膜后面、虹膜和晶状体前面的空隙，充满着房水。后房为位于虹膜后面、睫状体、晶状体周边部之间的空隙，也充满着房水。房水的主要功能是维持眼内压，并维持晶状体的代谢。 玻璃体，为一透明胶样组织，充填于视网膜内的空间。占眼球4/5的容积。具有保护视网膜、缓冲震动的功能。 视网膜是接近黑的深红色，反光很弱，其上面布满感光细胞。正对眼球中心有一个直径约2mm的黄色区域（折合6度视角），称为 黄斑。黄斑中心有一小凹，称为中央凹，面积约1平方毫米。 视网膜上有两种感光细胞，一种叫做视锥细胞，另一种叫做视杆细胞，均以它们外表的形状命名。一只眼睛里面大约分别有7百万 视锥细胞和1亿两千万视杆细胞。视锥细胞是像一个玉米的锥形，尖向外，只对较强的光敏感，至少有分别感觉红、绿、蓝三种颜色的 视锥细胞存在，因此能够感知颜色；视杆细胞只有一种，因此没有颜色感觉，但灵敏度非常高，可以看到非常暗的物体。视锥细胞在黄 斑里面非常集中，尤其是在中央凹里面最为密集，是产生最清晰视觉的地方。视杆细胞恰好在黄斑里面最少，除此之外分布的比较均匀，距离中心10～20度的范围内相对集中些。 人眼前面等效与一个比较理想的镜头，其焦距为17mm（物方）和23mm（像方），相对光圈为f/2.1～f/8.4（对应2mm～8mm的瞳孔大小）。眼球前后直径与像方焦距相同，为23mm，也相当于+43D曲光度。 三、人眼的特性 1、衡量人眼分辨力的参数：视力 与望远镜的分辨力类似，视力表明人眼能够分辨两个距离很近物体的能力。通常采用兰道尔环，如图所示，在5m远处观察直径为7.5mm、环粗和开口均为1.5mm的环，此时该开口形成1角分的角度，如果刚好能够分辨，则视力为1.0。若刚好能够识别比这大一倍的环，则视力为0.5。 2、分辨本领

第一节 人眼的视觉特性

第一节人眼的视觉特性 一、人眼的亮度感觉 1．人眼的光亮感觉 光也是一种电磁辐射，人眼对780～380纳米之间电磁波的刺激有光亮的感觉，故波长在这个范围内的电磁波称为可见光。 2．人眼的彩色感觉 人眼对780～380纳米之间的光还有彩色感觉，具体如图1-1所示。 3．人眼的视敏特性 人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。 1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数。 2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数 与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数， 记为： 如图1－2所示，左边的曲线是暗视觉曲线，右边的是明视觉曲线。 二、人眼亮度感觉的特性（描述人眼对光亮差别的感觉特性） 1．亮度：光源或反射面的明亮程度，亮度的单位为（坎德拉/平方米）。 2．亮度视觉的范围：人眼总的感光范围极其宽广，明视觉的亮度感觉范围为到量级， 而暗视觉的感觉范围为千分之几到几个。 3．光亮感觉的特点： 1）人眼的主观亮度感觉与周围环境亮度有关。 2) 主观亮度感觉S与亮度值B的对数成比例关系：，其中和K是常数。 3) 主观亮度感觉是心理量而不是物理量，故其单位是以实验得出的变化级数（S）来表征的。实验表明，在不同的亮度B值下，人眼能觉察的最小亮度变化并非定值。B大，也大；B小，也 小，但是/B的值是大致相同的。 将可觉察的最小相对亮度变化 /B称为对比度灵敏度阈，用标记，其值通常在0.005～0.05之间。 人眼的亮度感觉并非决定于绝对亮度变化，而是决定于相对亮度变化。故重现景物的亮度无须等于实际景物的亮度，而只需保持最大亮度与最小亮度之比值相同，就能给人以真实感。 4．对比度和亮度层次 1) 对比度：指光源或发光面的最大亮度与最小亮度之比值。 用下式表示：。外界景物的对比度不超过100：1，显象管图像的对比度为30：1。 实际观看图象时，其对比度会受到环境光的影响而下降，图像实际的对比度为：

二、人眼的视觉特性.

二、人眼的视觉特性 任何重现的彩色图像都要由人的眼睛作出评价，所以人眼的 特性和局限性决定了彩色电视系统的主要性能。所以在介绍主要内容之前有必要先了解人眼的视觉特性，以便合理的选择电视系统的基本参数量。 1．人眼的视敏特性与视敏函数 视敏特性人眼的视敏特性是指人眼对不同波长的光具有不 同的灵敏度的特性叫视敏特性。视敏特性常用视敏函数来表示。 ⑴视敏函数 为确定人眼对不同波长光的敏感程度可作如下实验：用不同 光谱的单色光源发光，由“标准观察者”的眼睛观看，当观察者对所有单色光源发出的光获得相同的亮度感觉时，测量此时各不同的单色光源的辐射功率P（λ），显然P（λ）越大，说明人眼对该波长的光越不敏感。相反，P（λ）越小，说明人眼对该波长的光越敏感。 通常我们用辐射功率的倒数来衡量人眼对波长λ光的敏感程 度。我们把辐射功率的倒数称为视敏函数，即： K（λ）=1/ P（λ）式中：P（λ）为辐射功率 K（λ）越大说明人眼对该波长的光越敏感。 ⑵相对视敏函数 7 通常把任意波长光的视敏函数与最大视敏函数的比值称为相 对视敏函数。 在明亮条件下，人眼对555nm黄绿光有最高的灵敏度，故： V（λ）= K（λ）/K（555）=P（555）/ P（λ） 在暗视觉条件下， V（λ）= K’（λ）/K’(507)=P’(507)/ P’（λ） ⑶相对视敏函数曲线 相对视敏函数曲线是根据正常视力的观察者实验统计的结果 得到的曲线。如图1-26 所示。 图1-26 相对视敏曲线 由图可知： 对于明视觉，当λ=555nm 时（为黄绿光），亮度感觉最大。 对于暗视觉，当λ=507nm 时（为青偏绿），亮度感觉最大。 在电视技术中都是采用明视觉曲线的。 8 明暗视觉曲线为何不重合？ 这是因为在明、暗两种情况下，是由不同的光敏细胞作用的 结果。在人眼的视网膜上有两种光敏细胞： 其一是杆状细胞，其灵敏度高，但只能辨别明亮，不能辨别 颜色。在暗视觉条件下主要是由杆状细胞起作用。故晚上只能辨别明亮，不能辨别颜色。 其二是锥状细胞，其灵敏度较低，但其既能辨别明亮，又能 辨别颜色。在明视觉条件下主要由锥状细胞起作用。于是就形成了两种照明条件下的两种曲线。 2．人眼的亮度感觉

人眼的视觉特性

人眼的视觉特性 1、引言人眼的视觉系统是世界上最好的图像处理系统，但它远远不是完美的。人眼的视觉系统对图像的认知是非均匀的和非线性的，并不是对图像中的任何变化都能感知。例如图像系数的量化误差引起的图像变化在一定范围内是不能为人眼所觉察的。因此，如果编码方案能利用人眼视觉系统的一些特点，是可以得到高压缩比的。对人眼视觉特性的深入研究及由此而建立的各种数学模型，一直是各种图像数字压缩算法的基础。2、人眼的视觉特性人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数 K(λ)=1/pr(λ) 。2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数。 可见光波长 实验表明：视敏涵数的曲线的最大值位于５５５nm处当光线微弱向左偏移最大值为５０7nm处，两者相差近５０nm，人眼就相当于带通滤波器，这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多．三条曲线的峰值比为Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５４：０．５７５：０．０５３（蓝光放大２０

倍）．三条曲线有相当一部分是重叠的．正常观察条件下，人眼得到的是二者的合成的视觉，不能将他们各自的数值区分开来．大脑根据三者的比例，感知彩色的色调和饱和度，而三者的和决定了光的总亮度。 对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线性的，通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度 的可见度阈值。也就是说，当光强I增大时，在一定幅度内感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼才能感觉到亮度有变化，ΔI/I一般也称为对比灵敏度。因此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度，即不会被人眼察觉。此外，高频部分在相同的灵敏度阈值下，色差信号Y-R空间频率只有亮度Y的一半，色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关，随着时间轴变化频率的增加，人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势，视觉上的这种动态对比灵敏度特性表现为图像序列之间相互掩盖效应。可见度阈值和掩盖效应对图像编码量化器的设计有重要作用，利用这一视觉特性，在图像的边缘可以容忍较大的量化误差，因而可使量化级减少，从而降低数字码率。分辨率当空间平面上两个黑点相互靠拢到一定程度时，离开黑点一定距离的观察者就无法区分它们，这意味着人眼分辨景物细节的能力是有限的，这个极限值就是分辨率。研究表明人眼的分辨率有如下一些特点：①当照度太强、太弱时或当背景亮度太强时，人眼分辨率降低。②当视觉目标运动速度加快时，

第一章 绪论习题

第一章绪论 名词解释： 1、明适应：从黑暗坏境到明亮环境变化的逐渐习惯过程，成为明适应。 2、像素：构成图像的最小单元。 3、对比度：画面上最大亮度和最小亮度之比。 4、灰度：画面上亮度的等级差别。 5、分辨率：单位面积显示像素的数量。 简述题： 1、显示器件的主要性能指标? 有像素、亮度、对比度、灰度、分辨力、清晰度等。 2、人眼的视觉特性 光谱效率、视觉二重功能、暗适应、明适应、视觉惰性、闪烁 3、直观性光电显示器件，按照设备的形态可分为： (1)电子束型，如CRT ； (2)平板型，如液晶显示器LCD，等离子显示器PDP，电致发光显示器ELD，全彩色LED大屏幕显示器等； (3)数码显示器件。（可供选择：LCD, LED, CRT, ELD, PDP 等） 4、光电显示器件有哪些分类？ 直观型（主动发光型和被动显示型）； 投影型（前投式和背投式）； 空间成像型. 5、光度学中有哪几个主要物理量？它们是如何定义的? 各自的单位是什么? 光通量：能够被人的视觉系统所感受到的那部分光辐射功率的大小的度量，单位 是流明(lm)。 发光强度：为了描述光源在某一指定方向上发出光通量能力的大小，定义在指定方向上的一个很小的立体角元内所包含的光通量值，除以这个立体角元，所得的 商为光源在此方向上的发光强度。单位为坎德拉（cd）。 照度：单位面积上的光通量，单位是勒克斯（lx）。 亮度：单位面积上的发光强度，单位为坎德拉/平方米（cd/m2）。 6、描述彩色光的3个基本参量是什么？各是什么含义？ 答：色调是指在物体反射的光线中以哪种波长占优势来决定的，不同波长产生不同颜色的感觉。色调是彩色最重要的特征，它决定了颜色本质的基本特征。 颜色的饱和度是指一个颜色的鲜明程度。饱和度是颜色色调的表现程度，它 取决于表面反射光的波长范围的狭窄性(即纯度)。在物体反射光的组成中，白色 光越少，则它的色彩饱和度越大。 明度是指刺激物的强度作用于眼睛所发生的效应，它的大小是由物体反射系数来决定的，反射系数越大，则物体的明度越大，反之越小。明度是人眼直接感

人眼视觉特性(HVS)

人眼视觉特性(一) 2248671769qq. 人眼类似于一个光学系统，但它不是普通意义上的光学系统，还受到神经系统的调节。人眼观察图像时可以用以下几个方面的反应及特性： (1)从空间频率域来看，人眼是一个低通型线性系统，分辨景物的能力是有限的。由于瞳孔有一定的几何尺寸和一定的光学像差，视觉细胞有一定的大小，所以人眼的分辨率不可能是无穷的，HVS对太高的频率不敏感。 (2)人眼对亮度的响应具有对数非线性性质，以达到其亮度的动态围。由于人眼对亮度响应的这种非线性，在平均亮度大的区域，人眼对灰度误差不敏感。 (3)人眼对亮度信号的空间分辨率大于对色度信号的空间分辨率。 (4)由于人眼受神经系统的调节，从空间频率的角度来说，人眼又具有带通性线性系统的特性。由信号分析的理论可知，人眼视觉系统对信号进行加权求和运算，相当于使信号通过一个带通滤波器，结果会使人眼产生一种边缘增强感觉一一侧抑制效应。 (5)图像的边缘信息对视觉很重要，特别是边缘的位置信息。人眼容易感觉到边缘的位置变化，而对于边缘的灰度误差，人眼并不敏感。 (6)人眼的视觉掩盖效应是一种局部效应，受背景照度、纹理复杂性和信号频率的影响。具有不同局部特性的区域，在保证不被人眼察觉的前提下，允许改变的信号强度不同。 人眼的视觉特性是一个多信道(Multichannel)模型。或者说，它具有多频信道分解特性(Mutifrequency channel decompositon )。例如，对人眼给定一个较长时间的光刺激后，其刺激灵敏度对同样的刺激就降低，但对其它不同频率段的刺激灵敏变却不受影响(此实验可以让人眼去观察不同空间频率的正弦光栅来证实)。视觉模型有多种，例如神经元模型，黑白模型以及彩色视觉模型等等，分别反应了人眼视觉的不同特性。Campbell和Robosn由此假设人眼的视网膜上存在许多独立的线性带通滤波器，使图像分解成不同频率段，而且不同频率段的带宽很窄。视觉生理学的进一步研究还发现，这些滤波器的频带宽度是倍频递增的，换句话说，视网膜中的图像分解成某些频率段，它们在对数尺度上是等宽度的。视觉生理学的这些特征，也被我们对事物的观察所证实。一幅分辨率低的风景照，我们可能只能分辨出它的大体轮廓；提高分辨率的结果，使我们有可能分辨出它所包含的房屋、树木、湖泊等容；进一步提高分辨率，使我们能分辨出树叶的形状。不同分辨率能够刻画出图像细节的不同结构。 人眼在可见光谱围的视觉灵敏度是不均匀的,它随波长的变化而变化。