不同颜色背景下人眼视觉辨色特性的研究

摘要

随着现代科技的发展和人们生活水平的提高，在工业和生活中对颜色质量的要求也越来越高。由于现有的色差预测模型大多是基于特定的观察条件，因此为了能在各种环境条件下准确地预测颜色的差异，需要进一步研究参数效应对人眼视觉辨色特性的影响。本研究利用心理物理学方法分别获得了CIE五个基本颜色中心在五个不同背景颜色下的辨色阈值和阈上小色差视觉数据，分析了不同颜色背景对人眼视觉辨色特性的影响，并对典型色差公式的预测性能进行了评价。
　　 采用交叉阶梯法在CIELAB颜色空间的a*b*平面上获得了CIE五个基本颜色中心在这五个背景颜色下的辨色阈值数据，分析了背景颜色对人眼阈值辨色特性的影响。结果表明，五个颜色中心的局部视觉均匀性随背景颜色色调的改变有一致的变化趋势。当背景颜色与颜色中心相同时，人眼具有最高的视觉灵敏度，验证了crispening效应。
　　 根据恒常刺激法原理获得CIE五个颜色中心的阈上小色差视觉实验数据。分析表明，灰色、黄色和蓝色中心的局部视觉均匀性随背景颜色色调的改变有一致的变化趋势，而红色和绿色中心的局部视觉均匀性几乎不受背景颜色的影响。对于阈上小色差数据同样存在crispening效应，但其表现不如辨色阈值时明显。
　　 基于辨色阈值和阈上色差实验数据分别对色差公式CIELAB、CMC(l:c)、CIE94、CIEDE2000、DIN99d、CAM02-SCD和CAM02-UCS进行了测试和比较，结果表明基于最新CIECAM02色貌模型的两个色差公式(CAM02-SCD和CAM02-UCS)预测性能表现优异，能够满意地预测不同背景颜色下的视觉辨色阈值和阈上小色差。

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 本论文主要研究内容

第二章 视觉辨别特性及色差评价相关理论基础

2.1 色度学基础

2.2 心理物理学实验方法

2.2.1 交叉阶梯法

2.2.2 恒常刺激法

2.3 颜色视觉相关处理方法

2.3.1 显示设备的颜色特性化

2.3.2 色度椭圆拟合

2.4 典型色差公式

2.4.1 CIELAB颜色空间及其色差公式

2.4.2 CMC(l:c)色差公式

2.4.3 CIE94色差公式

2.4.4 CIEDE2000色差公式

2.4.5 DIN99d色差公式

2.4.6 CAM02系列色差公式

2.5 色差公式预测性能评价方法

第三章 基于不同背景颜色的辨色阈值特性

3.1 实验方案

3.1.1 实验设备和颜色刺激

3.1.2 实验过程

3.1.3 观察者精度

3.2 基于阈值水平的颜色视觉辨别特性

3.2.1 辨色阈值色度椭圆

3.2.2 人眼辨色阈值特性

3.3 本章小结

第四章 不同颜色背景下阈上小色差的视觉辨别特性

4.1 实验方案

4.1.1 实验设备和颜色刺激

4.1.2 视觉实验流程

4.1.3 观察者精度

4.2 阈上小色差的颜色视觉辨别特性

4.2.1 阈上小色差的色度椭圆

4.2.2 阈上色差的人眼辨别特性分析

4.3 与阈值水平视觉辨别特性的比较

4.4 本章小结

第五章 典型色差公式评价

5.1 基于辨色阈值的色差公式评价

5.2 基于阈上小色差的色差公式评价

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 研究工作总结

6.2 研究展望

参考文献

硕士在读期间发表的论文