一种测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法技术

本发明专利技术涉及一种测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法，通过设计颜色相同或相近且光谱反射曲线不同的同色异谱色样对，组织不同年龄的色觉正常观察者基于心理物理实验的比较法对同色异谱色样对进行色差大小比较判断；将观察者重复判断的目视实验数据通过概率转换为Z分数后转换为目视色差值，与现有CIE颜色匹配函数(CIE1931，CIE1964和CIE2006)的计算结果比较，用协方差参数测试色觉正常观察者锥细胞响应，将观察者划分到CIE推荐的相应类别颜色匹配函数。避免了由于观察者之间的个体差异，导致的不同观察者对颜色刺激产生的较大颜色感知差异，及其给颜色的复制、传递和评价带来的问题。

Method for testing cone cell response of normal color vision observer

The invention relates to a method for testing color normal observers cone response, through the design of same or similar color with different color and different spectral reflectance curves of spectral color, different age color normal observers comparison of psychophysical experiments based on metamerism color samples of color difference comparison visual; experimental data to evaluate the probability of repeated judgment through conversion of Z scores after the conversion of visual color difference, color matching with the existing CIE function (CIE1931, CIE1964 and CIE2006) compared with the results of the calculation, using the covariance parameters test color normal observers cone response, the observer into the corresponding category recommended by CIE color matching function. It avoids the differences of color perception caused by different observers by the individual differences among observers, and the problems caused by the reproduction, transmission and evaluation of colors.

【技术实现步骤摘要】
一种测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法
本专利技术涉及一种测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法，通过设计近同色异谱色样对，组织色觉正常观察者对近同色异谱色样对基于心理物理实验的比较法进行色差评估。用观察者的目视色差数据，与现有CIE颜色匹配函数(CIE1931，CIE1964和CIE2006)的计算结果比较，测试色觉正常观察者锥细胞响应，以将观察者划分到不同颜色匹配函数。
技术介绍
现有计算颜色样本色度值的颜色匹配函数仅有CIE国际照明委员会推荐的CIE1931和CIE1964，代表了不同观察视场(2°和10°)的观察者平均锥细胞响应。在评价近同色异谱颜色样本对色差时，基于不同原色叠加产生的颜色刺激，由于观察者锥细胞响应的个体差异，不同观察者经常会产生不同的颜色感觉。因此，仅用现有的CIE1931和CIE1964两套配色函数代表不同观察视场下观察者的平均颜色视觉特性，不足以表征不同观察者的锥细胞响应。基于此，CIE国际照明委员会于2006年推出CIE2006颜色计算模型，该模型可产生20-80岁不同年龄观察者的61套颜色匹配函数。近年来，CIE号召世界各国研究者开展不同类型的颜色匹配实验，检验上述颜色匹配函数的可靠性和有效性。现有测试方法(中国专利CN103983359B)基于颜色匹配实验开展，需要被试者具有一定的颜色科学基础知识，才能较为准确、有效地完成不同颜色样本对的颜色匹配，因此操作的普及性、准确性受到了一定的影响。
技术实现思路
随着观察者年龄的增长，其颜色分辨能力出现了不同程度的变化，主要表现在屈光系统中晶状体(透镜)光谱透光率的变化。随着观察视场的变化，观察者感光系统中视网膜中央凹黄斑区感光色素的光谱密度也会发生一定变化。同时，由于不同观察者之间存在个体差异，其锥细胞对不同波长的光谱能量响应会有所偏差，如何选用合适的颜色匹配函数合理表征观察者的锥细胞响应，是目前CIE国际照明委员会需要解决的问题。本专利技术的目的在于提出一种测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法，实际在进行颜色样本色度值表征和色差计算时，由于观察者之间的个体差异，导致不同观察者对颜色刺激会产生较大的颜色感知差异，给颜色的复制、传递和评价带来了很大的麻烦。本专利技术通过设计近同色异谱颜色色样对，组织观察者用心理物理实验方法中的比较法开展目视评估实验，避免现有测试方法中的操作专业性要求以及匹配过程的复杂性。该方法适用于测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法，确定观察者在进行颜色色差评估时所属的CIE颜色匹配函数类别，同时可以测试和判断不同颜色匹配函数的性能。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法，包括如下步骤：(1)制作同色异谱色样对，包括：目标色和n个待比较色，其中n≥2，要求目标色和待比较色颜色相同或相近，具有不同的光谱反射曲线；(2)选择CIE1931，CIE1964颜色匹配函数分别计算目标色和n个待比较色之间的CIEDE2000色差，要求用CIE1931，CIE1964颜色匹配函数分别计算出的目标色和n个待比较色的色差变化趋势不同；(3)将目标色和n个待比较色组成n对近同色异谱色样对；(4)组织不同年龄、性别的色觉正常观察者基于心理物理实验中的比较法，在符合CIE推荐的标准观察条件下，对上述n对同色异谱色样对两两比较，进行色差大小判断；(5)将观察者的色差大小判断结果进行概率统计，并转换为Z分数(标准分数)，进而将Z分数消负，转换为目标色和n个待比较色之间的目视色差V值；(6)将步骤(1)中测量的目标色和n个待比较色颜色刺激光谱数据代入CIE推荐的不同颜色匹配函数CIE1931，CIE1964和CIE2006，计算不同颜色匹配函数下目标色和比较色的XYZ色度值，进而计算目标色和n个待比较色的CIEDE2000色差值；(7)用协方差参数比较步骤(5)的V值和步骤(6)中不同CIE颜色匹配函数计算的CIEDE2000色差值，测试色觉正常观察者的锥细胞响应，将观察者划分到相应类别的颜色匹配函数。通过这种方法还可以同时测试和判断不同颜色匹配函数的性能。步骤(1)中，所述的目标色和比较色为近同色异谱色样对，其颜色相同或相近，但光谱反射率曲线不同，分别由不同的原色光谱构成，目标色和待比较色的CIEDE2000色差值≤5；待比较色的个数n应大于等于2，制作样品时，要求目标色样和待比较色样的尺寸相同。步骤(2)中，为方便测试、评价观察者的锥细胞响应，要求用CIE1931，CIE1964颜色匹配函数分别代入计算出的n对近同色异谱色样对的色差分布规律具有较大的差异性。如采用CIE1931，CIE1964颜色匹配函数分别计算出的目标色和n个待比较色的色差变化趋势相反。步骤(4)中，进行色差大小判断时，组成的近同色异谱色样对，为实验过程中将n个待比较色中的任意两个色样与标样(目标色样)同时呈现，标样居中，待比较色样随机放置在标样的左方和右方，与标样并列、无缝隙放置；对标样和左方色样组成的色对、标样和右方色样组成的色对进行色差比较，给出左方色样或右方色样与标样色差大小的判断，即给出左方色样与标样比较的色差与右方色样与标样比较的色差哪个更大的判断。步骤(4)中，采用心理物理实验中的比较法进行色差大小比较判断；所述的标准观察条件为光暗室，选用GretagMacbethTheJudgeII多光源标准观察箱Day模式下的光源进行观察，箱体为灰色背景，观察条件为0/45。为避免目视评价实验过程的不稳定性和观察者实验过程中的生理、心理因素影响，同时为避免后续数据的离散性，观察者需进行重复性实验，建立大样本数据集。步骤(5)中，将比较法得到的实验结果转换为概率分布，即将观察者的色差大小判断次数进行概率统计后，转换为标准正态分布的Z分数，然后通过消负转换为目视色差值V值。步骤(6)中，采用CIE2006颜色匹配函数计算色度值时，需代入观察者的年龄和观察视场角，得到不同类别的颜色匹配函数，进而得到颜色色样的色度值和CIEDE2000色差值，以测试不同条件组合下的CIE2006颜色匹配函数的性能。步骤(7)中，用协方差参数比较步骤(5)观察者的目视色差V值和步骤(6)中不同CIE颜色匹配函数计算的CIEDE2000色差值间的一致性，如计算的协方差COV值为正时，表明观察者的目视评价结果与该颜色匹配函数计算n对同色异谱色样对色差值变化趋势一致，即观察者的锥细胞响应与该颜色匹配函数较为一致；反之则与该颜色匹配函数的预测结果不一致。本专利技术测试色觉正常观察者锥细胞响应及不同颜色匹配函数性能的方法，通过制作同色异谱色样对，将n个待比较色样与标样分别组成n对同色异谱色样对，随机呈现n个色样对中的2个色样，放置在标样左方和右方，与标样组成2对同色异谱色样对。组织观察者基于心理物理实验中的比较法进行色差大小比较，给出左方或是右方色样与标样色差的大小比较的判断。本实验需组织观察者进行重复性实验，统计观察者色差大小判断的概率，并转换为目视色差值。用不同的CIE颜色匹配函数代入计算上述同色异谱色样对的色度值和CIEDE2000色差值，将目视色差与计算色差比较，通过不同色样对与标样比较的色差大小变化规律，测试色觉正常观察者锥细胞响应，判断不同CIE颜色匹配函数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法，包括如下步骤：(1)制作同色异谱色样对，包括目标色和n个待比较色，其中n≥2，要求目标色和待比较色颜色相同或相近，具有不同的光谱反射曲线；(3)选择CIE1931，CIE1964颜色匹配函数分别计算目标色和n个待比较色之间的CIEDE2000色差，且用CIE1931，CIE1964颜色匹配函数分别计算出的目标色和n个待比较色的色差变化趋势不同；(3)将目标色和n个待比较色组成n对近同色异谱色样对；(4)组织不同年龄、性别的色觉正常观察者基于心理物理实验中的比较法，在符合CIE推荐的标准观察条件下，对n对同色异谱色样对两两比较，进行色差大小判断；(5)将观察者的色差大小判断结果进行概率统计，并转换为Z分数，进而将Z分数消负，转换为目标色和n个待比较色之间的目视色差V值；(6)将步骤(1)中测量的目标色和n个待比较色颜色刺激光谱数据代入不同颜色匹配函数CIE1931，CIE1964和CIE2006，计算不同颜色匹配函数下目标色和比较色的XYZ色度值，进而计算目标色和n个待比较色的CIEDE2000色差值；(7)用协方差参数比较步骤(5)的V值和步骤(6)中不同CIE颜色匹配函数计算的CIEDE2000色差值，测试色觉正常观察者的锥细胞响应，将观察者划分到相应类别的颜色匹配函数。...

【技术特征摘要】
1.一种测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法，包括如下步骤：(1)制作同色异谱色样对，包括目标色和n个待比较色，其中n≥2，要求目标色和待比较色颜色相同或相近，具有不同的光谱反射曲线；(3)选择CIE1931，CIE1964颜色匹配函数分别计算目标色和n个待比较色之间的CIEDE2000色差，且用CIE1931，CIE1964颜色匹配函数分别计算出的目标色和n个待比较色的色差变化趋势不同；(3)将目标色和n个待比较色组成n对近同色异谱色样对；(4)组织不同年龄、性别的色觉正常观察者基于心理物理实验中的比较法，在符合CIE推荐的标准观察条件下，对n对同色异谱色样对两两比较，进行色差大小判断；(5)将观察者的色差大小判断结果进行概率统计，并转换为Z分数，进而将Z分数消负，转换为目标色和n个待比较色之间的目视色差V值；(6)将步骤(1)中测量的目标色和n个待比较色颜色刺激光谱数据代入不同颜色匹配函数CIE1931，CIE1964和CIE2006，计算不同颜色匹配函数下目标色和比较色的XYZ色度值，进而计算目标色和n个待比较色的CIEDE2000色差值；(7)用协方差参数比较步骤(5)的V值和步骤(6)中不同CIE颜色匹配函数计算的CIEDE2000色差值，测试色觉正常观察者的锥细胞响应，将观察者划分到相应类别的颜色匹配函数。2.根据权利要求1所述的测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法，其特征在于：所述的目标色和待比较色的CIEDE2000色差值≤5。3.根据权利要求1所述的测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法，其特征在于：采...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄敏，何瑞丽，石冰洁，史春洁，刘瑜，
申请(专利权)人：北京印刷学院，
类型：发明
国别省市：北京,11