图像暗场亮度的JND值测定方法、预测方法技术

本发明专利技术公开了一种图像暗场亮度的JND（JustNoticeableDifference：恰可察觉差）值测定方法。本发明专利技术方法首先将原始图像转换到xyY空间，对分量Y按照不同的压缩系数分别进行线性压缩，提高原图像的暗场亮度得到一组测试图像；然后进行视觉感知实验，找出至少一幅测试图作为JND临界图像；接着计算原始图像和JND临界图像每像素灰度值所对应的实际显示亮度的差值，该差值的平均值即为该被试对该原始图像暗场亮度的JND值。本发明专利技术还公开了一种图像暗场亮度的JND值预测方法，根据图像的亮度信息预测其暗场亮度JND值。本发明专利技术可以定量评价改进显示器参数、尤其是针对暗场亮度及对比度的参数设计时人眼所能察觉的对图像暗场亮度的影响，从而对显示技术的设计、研究提供依据。

【技术实现步骤摘要】
图像暗场亮度的JND值测定方法、预测方法
本专利技术涉及图像暗场亮度的测定方法，尤其涉及一种图像暗场亮度的JND (Just Noticeable Difference :恰可察觉差）值测定方法。
技术介绍
显示技术不仅可实现准确、直观、清晰、快捷的信息输出，同时也为信息时代提供 了一种友好的人与机器交流信息的界面。市场调研表明显示图像质量是终端用户购买电子 显示设备的重要决定因素之一。因此信息显示质量的评价是显示
的一个重要内 容。由于所有显示信息均是通过人眼被观察者观测到的，对于不同的环境和用途，人们对图 像质量的评判是不同的。因此对显示图像质量评价必须考虑人的因素。近年来，随着各种 显示技术的数量和多样性的快速增加，基于人眼视觉系统的显示质量评价理论的研究就显 得非常必要了。 随着信息时代的到来，人们对显示质量的要求与日俱增。新的技术、新的应用场合 都可能改变观察者对显示图像质量的评价。为此，Engeldrum引入了图像质量环模型， 将消费者关注的图像显示质量与显示系统技术参数通过一些中间步骤联系起来。消费者对 图像质量的主观感受是观察到的图像质量各属性的加权之和。这些图像质量属性包括清晰 度，色彩丰富度，亮度，图像均一性等被观察者无意识评价的特性。然后建立主观图像质量 属性与图像物理特性的联系。这些图像物理特性包括可以由测量仪器测得的光学和电学特 性，如输出亮度、色域大小、显示白场、伽马值、噪声水平等。最终，通过深入了解显示物理原 理，这些图像物理特性可以与显示系统的技术参数间建立联系。 现有的显示器件或压缩编码等相关技术还不可能做到使图像显示质量非常完美， 总有这样或那样不尽如人意的缺陷。由于影响最终显示质量的各技术参数间经常存在交互 影响，提高各参数需要的成本也存在差异，而成本是实际生产中必须考虑的问题。因而改善 显示质量的研究需要考虑各种因素的权重和折中。有时某些图像质量的损伤并不能被人眼 察觉，即便通过努力可以消除这种缺陷，实际上消费者并不能感受到图像质量的提高。JND 的引入可以有效地解决这些问题。由于消费者对图像质量的主观感受是观察到的图像质量 各属性的加权之和，因而采用JND为图像属性的统一单位建立图像质量评价模型，可以为 显示系统工业设计提供理论依据，用以指导有限投入下如何最大限度地提高消费者感受到 的图像质量。 对比度是影响主观显示质量的重要因素之一，表示为显示器的白色亮度与黑色 壳度的比值。提1?对比度可以通过提1?壳场中的壳度和减小暗场中的壳度两种途径解 决，而提高亮度非常困难且带来功耗增加，最简单又能提高对比度的方法就是减低暗场亮 度。然而，现有暗场亮度JND测定技术难以适用于任意自然图像，例如，DIC0M[Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM)， Standard-PS 3.14-2003 [S]， Part 14: Grayscale Standard Display Function，（2003)，p21_27]标准发布了不同 亮度条件下人眼对亮度变化的感知阈值，但其是在严格的观测条件下进行，并且采用的是 均匀色块的测试图，而非自然图像。夏军等[主观图像质量影响因素的人眼可察觉变化 /i?ix(Just-noticeable-difference of influential factors of subjective images quality)，夏军，秦少玲，刘璐，尹涵春，东南大学学报（自然科学版），36(5)，2006， P695-699]对暗场亮度的JND也做过初步研究，仅选用了两幅自然图像，且采用的试验方法 为成对比较法，仅能给出暗场亮度JND的粗略区间值。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种图像暗场亮度的 JND值测定方法，可以定量评价改进显示器参数时人眼所能察觉的对图像暗场亮度的影响， 从而对显示技术的设计、研究提供依据。 本专利技术具体采用以下技术方案解决上述技术问题： 一种图像暗场亮度的JND值测定方法，包括以下步骤： 步骤A、按照以下方法对原始图像进行处理，得到测试图像： 步骤A1、通过伽马校正将原始图像转换至线性空间； 步骤A2、将步骤Al处理后的图像由RGB空间经XYZ空间转换到xyY空间； 步骤A3、在xyY空间中，保持其它分量不变，将分量Y按照一组在0. 983-1之间分布的 不同的压缩系数分别进行线性压缩； 步骤A4、将线性压缩后的一系列图像由xyY空间转换回RGB空间，得到一组具有不同压 缩系数的测试图像； 步骤B、利用所述一组具有不同压缩系数的测试图像进行视觉感知实验，找出至少一幅 测试图像作为JND临界图像； 步骤C、根据显示器的伽马曲线，分别计算原始图像和JND临界图像的每像素灰度值所 对应的实际显示亮度的差值，该差值的平均值即为视觉感知实验中的被试对该原始图像暗 场亮度的JND值。 进一步地，所述图像暗场亮度的JND值测定方法还包括： 步骤D、对不同的视觉感知实验的被试重复步骤C、步骤D，并以不同被试对该原始图像 暗场亮度的JND值的平均值作为该原始图像最终的暗场亮度的JND值。 所述一组在0. 983-1之间分布的不同的压缩系数，可以线性分布也可以非线性分 布，为了保证不同测试图像的相同位置像素之间的差异，本专利技术优选按照以下公式取值：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像暗场亮度的JND值测定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A、按照以下方法对原始图像进行处理，得到测试图像：步骤A1、通过伽马校正将原始图像转换至线性空间；步骤A2、将步骤A1处理后的图像由RGB空间经XYZ空间转换到xyY空间；步骤A3、在xyY空间中，保持其它分量不变，将分量Y按照一组在0.983‑1之间分布的不同的压缩系数分别进行线性压缩；步骤A4、将线性压缩后的一系列图像由xyY空间转换回RGB空间，得到一组具有不同压缩系数的测试图像；步骤B、利用所述一组具有不同压缩系数的测试图像进行视觉感知实验，找出至少一幅测试图像作为JND临界图像；步骤C、根据显示器的伽马曲线，分别计算原始图像和JND临界图像的每像素灰度值所对应的实际显示亮度的差值，该差值的平均值即为视觉感知实验中的被试对该原始图像暗场亮度的JND值。

【技术特征摘要】
1. 一种图像暗场亮度的JND值测定方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤A、按照以下方法对原始图像进行处理，得到测试图像： 步骤A1、通过伽马校正将原始图像转换至线性空间； 步骤A2、将步骤Al处理后的图像由RGB空间经XYZ空间转换到xyY空间； 步骤A3、在xyY空间中，保持其它分量不变，将分量Y按照一组在0. 983-1之间分布的 不同的压缩系数分别进行线性压缩； 步骤A4、将线性压缩后的一系列图像由xyY空间转换回RGB空间，得到一组具有不同压 缩系数的测试图像； 步骤B、利用所述一组具有不同压缩系数的测试图像进行视觉感知实验，找出至少一幅 测试图像作为JND临界图像； 步骤C、根据显示器的伽马曲线，分别计算原始图像和JND临界图像的每像素灰度值所 对应的实际显示亮度的差值，该差值的平均值即为视觉感知实验中的被试对该原始图像暗 场亮度的JND值。2. 如权利要求1所述图像暗场亮度的JND值测定方法，其特征在于，还包括： 步骤D、对不同的视觉感知实验的被试重复步...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦少玲，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32