亮度偏差引起的立体观看舒适度影响的脑电分析方法技术

本发明专利技术涉及一种亮度偏差引起的立体观看舒适度影响的脑电分析方法，包括：对立体图像的右视图进行亮度处理，使左右视图的亮度偏差达到五个等级；对主观评定标准进行划分，分为两个指标：协调，不协调；对被试者的主观评价结果进行分析；测量不同偏差等级条件下的立体图像诱发被试者的脑电波，得出不同偏差等级的脑电波ERP信号成分，呈现出ERP平均波形幅值；对不同偏差条件下得ERP平均波形幅值进行比较分析，并与主观评价结果比较，得出脑电波ERP信号成分与立体视图亮度偏差对立体舒适度影响之间的关系。本发明专利技术可以为建立基于ERP的立体图像观看舒适度客观评价方法提供基础。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及立体图像质量评价领域。
技术介绍
：国内外对3D图像/视频质量的评价方法主要分为主观评价和客观评价两种。这两种评价方法各有自己的优点和缺点，相互补充。主观评价方法的优势是覆盖范围广，但由于主观评价方法的本质是基于记忆的，被试个体的差异较大，结果易受研究者的诱导而出现偏差，给出的评价结果不够客观，且人力物力浪费较大。客观评价方法则是利用算法公式对立体内容特征信息等进行客观计算评价，主要是计算视频、图像的特征指标，如均方根误差(MeanSquaredError，MSE)、峰值信噪比(PeakSignal-to-noiseRaito，PSNR)等[1]，客观评价的优点是操作简单、易实现，缺点是常与主观评价得到的结果相差较远，无法覆盖所有立体内容，不具备普适性和鲁棒性。随着脑科学技术的发展，ERP技术作为一种衡量人体脑活动的技术业已成熟，使其成为3D客观评价的有效方法。由于基于双目视差原理的立体成像技术，其立体感是在人的大脑中产生的，生理指标能够最直接地表示人类视觉系统对图像/视频的反应。因此，以ERP技术为基础的生理指标评价方法已经成为研究图像/视频质量评价的新方法[2-4]。将主观行为实验与以ERP为基础的客观评价实验结合起来，将得到更加合理的实验结果。[1]JACKSONAF,BOLGERDJ.TheneurophysiologicalbasesofEEGandEEGmeasurement:areviewfortherestofus[J].Psychophysiology,2014,51(11):1061-71.[2]CHENC,LIK,WUQ,etal.EEG-baseddetectionandevaluationoffatiguecausedbywatching3DTV[J].Displays,2013,34(2):81-8.[3]MUNS,PARKMC,PARKS,etal.SSVEPandERPmeasurementofcognitivefatiguecausedbystereoscopic3D[J].Neuroscienceletters,2012,525(2):89-94.[4]SCHOLLERS,BOSSES,TREDERMS,etal.TowardadirectmeasureofvideoqualityperceptionusingEEG[J].IEEETransImageProcess,2012,21(5):2619-29.
技术实现思路
：本专利技术解决的技术问题：提出一种运用脑电技术进行立体图像质量评价的分析方法，基于该分析方法，为各种因素的左右视图偏差引起的立体图像质量变化分析提供了基础。本专利技术技术方案如下：一种亮度偏差引起的立体观看舒适度影响的脑电分析方法，包括以下步骤：1)对立体图像的右视图进行亮度处理，使左右视图的亮度偏差达到五个等级：0％、10％、20％、30％和40％。2)对主观评定标准进行划分，分为两个指标：协调，不协调。3)对被试者的主观评价结果进行分析，包括：亮度偏差不协调检测率，对不同等级下的检测率进行显著性差异分析。4)测量不同偏差等级条件下的立体图像诱发被试者的脑电波，得出不同偏差等级的脑电波ERP信号成分，呈现出ERP平均波形幅值。5)对不同偏差条件下得ERP平均波形幅值进行比较分析，并与主观评价结果比较，得出脑电波ERP信号成分与立体视图亮度偏差对立体舒适度影响之间的关系。主观评价得出的亮度偏差对立体图像舒适度影响的结果是确切的，分析不同亮度偏差条件下被试者脑电N270成分的差异，得出其与主观立体舒适度评价结果存在规律客观的联系。进而确定脑电可以作为立体图像评价的客观指标，所以在此分析方法的基础上，可以做更多基于脑电的立体图像舒适度评价工作。附图说明：通过附图，可以使本专利技术的实施步骤及优点更加凸显，也更加有利于使用者的理解与操作。图1a和图1b分别为实验所用的立体图像左右视图；图2为实验流程图，A为圆点图，B为标准图，C为偏差图，D为圆点图；图3为主观行为实验亮度偏差不协调检测率；图4为主观行为实验亮度偏差不协调检测率显著性差异统计；图5的三幅图分别为刺激呈现后501ms、601ms、731ms三个时刻N270在脑区的分布脑电地形图；图6为不同亮度差异等级731ms时刻不同亮度偏差等级诱发的N270成分的脑电地形图，自左至右依次为偏差0,10％，20％，30％，40％；图7不同亮度差异等级下P1PzP2电极上ERP总平均；图8不同亮度差异等级下ERP信号总平均幅值统计；具体实施方式：为使本专利技术的方案更加清楚明了，便于实施，以便于更加凸显本专利技术的优点及目的，对实施方案作详细的阐述与说明。101：搭建ERP平台ERP实验平台的组成包括：高性能计算机2台、Neuroscan信号放大器、立体显示器(刺激呈现装置)、64导电极帽(Ag-AgCl电极，根据国际10-20系统分布)、偏光式立体眼镜。立体显示器为分辨率为1366×768，刷新频率为60Hz的长虹立体电视，用E-prime2.0呈现图像刺激。被试者被要求佩戴偏光式立体眼镜及Neuroscan公司的64导电极帽(阻抗小于等于5KΩ.被试距显示屏距离为显示屏垂直高度3倍处，图像水平视角为32.86°，垂直视角为18.48°。对被试者的要求及条件为：身体健康，男女比例合适，年龄为23～27岁。所有被试视力正常或矫正视力正常。所有被试精神状态良好，实验开始前签署被试知情同意书，并获得相应补偿，预先使其熟悉整个实验过程及注意事项，但不被告知实验目的。实验立体图像素材的平均亮度值偏高，图像分辨率为1366×768，如图1(a)、图1(b)所示。偏差处理保持左视图不变，对右视图进行不同程度的亮度处理。处理后的左右视图偏差划为：0％、10％、20％、30％和40％。共有被试12个人，4女8男，年龄为23～27岁。所有被试视力正常或矫正视力正常，其中2名被试有立体图像评价经验，所有被试精神状态良好。实验采用经典的S1-S2范式。一共分为450个试次，对于每一个试次，首先呈现白色圆点以使被试集中注视屏幕中央，持续时间为500ms。接着分别呈现无亮度偏差和不同等级亮度偏差图片，持续时间各为500ms，其中5个等级的亮度偏差图片等概率随机呈现；最后呈现白色圆点，要求被试对两幅测试图像进行协调性判断，即被试判断为不协调，则点击鼠标左键，否则点击鼠标右键。被试点击鼠标的同时即进入下一个试次。实验过程排除噪音干扰，并要求被试保持放松状态,不允许有任何实际动作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亮度偏差引起的立体观看舒适度影响的脑电分析方法，包括以下步骤：1)对立体图像的右视图进行亮度处理，使左右视图的亮度偏差达到五个等级：0％、10％、20％、30％和40％。2)对主观评定标准进行划分，分为两个指标：协调，不协调。3)对被试者的主观评价结果进行分析，包括：亮度偏差不协调检测率，对不同等级下的检测率进行显著性差异分析。4)测量不同偏差等级条件下的立体图像诱发被试者的脑电波，得出不同偏差等级的脑电波ERP信号成分，呈现出ERP平均波形幅值。5)对不同偏差条件下得ERP平均波形幅值进行比较分析，并与主观评价结果比较，得出脑电波ERP信号成分与立体视图亮度偏差对立体舒适度影响之间的关系。

【技术特征摘要】
1.一种亮度偏差引起的立体观看舒适度影响的脑电分析方法，包括以下步骤：
1)对立体图像的右视图进行亮度处理，使左右视图的亮度偏差达到五个等级：0％、
10％、20％、30％和40％。
2)对主观评定标准进行划分，分为两个指标：协调，不协调。
3)对被试者的主观评价结果进行分析，包括：亮度偏差不协调检测率，对不同等

【专利技术属性】
技术研发人员：沈丽丽，孙伟鹏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12