基于对比敏感度函数的高动态范围视频编码

考虑到HDR视频高动态范围和高精度的特殊性以及人眼视觉感知的复杂性,提出一种基于 对比敏感度函数的高动态范围(HDR)视频编码率失真优化算法。首先,根据对比敏感度函数( CSF)的定义得出对比敏感度(CS)与人眼对误差敏感 程度的关系;然后,针对10比特HDR视频的亮度分量,以树形编码单 元(CTU,coding tree un it)为基本单位,求取影响视觉对比敏感度的适应亮度值以及空间频率的大小;最后,进 一步修正对比敏感度值作为视觉感知因子,对HEVC编码过程中每个CTU的拉格朗日因子 进行缩放,实现更加符合视觉感知的码率分配,去除感知冗余。实验结果显示,在相同 HDR-VDP-2.2的Q因子和PSNR_DE分值下,和原始编码平台相比 ,码率平均节省5.6%和8.3%,有效提升HDR视频编码压缩的性能。     

基于人眼对比敏感视觉特性的彩色图像盲水印算法

为了解决水印透明性、鲁棒性与水印容量之间的平衡问题,结合人眼对比敏感度视觉特性,提出了一种彩色图像的盲水印算法。算法首先结合人眼对比敏感度视觉特性及其模型,在频域中计算人眼感知原始图像的对比敏感度阈值;其次结合人眼对强度的感知模型,计算水印图像信息的强度感知值;然后结合嵌入强度系数值,以感知原始图像的对比敏感度阈值为水印嵌入量的门限,实现数字水印的嵌入;最后依据密钥,采用逆过程提取水印。实验结果表明,在压缩质量因子为20%、中间剪切1/4区域的较强攻击下,提取水印与原水印的相似度达到0.78以上,且保证了较好的水印透明性。     

基于人眼视觉特性的红外图像增强技术研究

基于红外图像灰度分布集中、对比度低的特点,结合人眼视觉特性,提出了基于人眼视觉特性的非线性变换方法.基于人眼灰度分辨能力随灰度变化的线性关系,推导了人眼的可分辨率灰度函数和基于人眼视觉的非线性变换函数,建立了人眼的非线性变换模型,实现了将有限的红外图像信息映射到有利于人眼观察的灰度分布区域.实验结果表明,该方法处理的图像反差适中、纹理明晰、细节部分对比明显,有效解决了红外图像低对比度和细节模糊的问题.     

基于人眼平滑追踪的液晶显示运动模糊研究北大核心CSCD

为了更为精确地研究液晶显示中的运动模糊现象,研究了基于眼动跟踪装置的正弦图像的人眼平滑追踪。实验测试了9种不同空间频率的正弦图像在4种运动速度下的人眼平滑追踪情况。结果表明,人眼的追踪速度往往小于目标图像的运动速度,且运动速度对追踪速度比有显著性影响。建立了基于追踪速度比的人眼实际感知改进模型。模拟结果对比表明,在正弦图像的空间频率与运动速度乘积为整数时,模型之间的差异很明显,而其他情况差别很小。研究结果对液晶显示中运动模糊现象的优化以及视觉舒适度的提高具有指导作用。     

一种基于视觉特性的部分DCT系数重构算法

基于全变差模型的图像重构算法对于处理图像边界问题有较好的优势,本文结合小波变换域稀疏和图像局部光滑的特性,使用基于全变差的混合模型对图像进行重构,并在重构时引入人眼视觉特性,根据人眼对不同频率的系数具有不同的敏感度,提出了一种不等概率的DCT部分系数重构算法。通过对不同频率的系数进行不等概率的采样,低频系数以较高概率采样,仿真结果表明,与现有的一些重构算法相比,在相同的测量点数下,重构图像质量得到较大提高。     

基于人眼视觉的小波域结构相似性图像质量客观评价方法

针对空域结构相似性评价方法在几何失真图像及噪声污染图像的质量评价中存在的不足,在考虑人眼视觉特性前提下,研究了一种基于人眼视觉的小波域结构相似度的图像质量评价方法(WDSSIM),该方法首先将参考图像和失真图像进行小波变换,以获取不同尺度和频带的子带图像,并根据人眼视觉JND模型,获取人眼视觉对参考图像的带间敏感度和各子带的带内敏感度;然后,以带内敏感度因子为权值分别求取参考图像和失真图像同一尺度和频带的子带图像之间的结构相似度;最后,以带间敏感度因子为权值对各子带对的结构相似度进行加权归一化,获得整幅图像的结构相似度.     

用LCD显示器测量人眼亮度对比度敏感视觉特性

根据LCD显示器亮度的均匀性和显示光栅对比度的稳定性实验分析,提出了一种采用LCD显示器显示光栅测量人眼对比度敏感视觉特性的实验方法,并测量了48位青年对象对3种平均亮度光栅的对比度视觉特性,且与目前有代表性的测量方法和结果进行了对比分析。结果表明该测量方法是一种有效、实用和简便易行的人眼对比度敏感视觉特性测量方法。     

中间视觉下LED道路照明光源显色性能研究

针对人眼中间视觉生理特征,研究了LED道路照明光源显色性评价方法.通过构建人眼中间视觉下的光视光效模型,获得了相应的光谱光视效率曲线和人眼敏感波长范围,给出了基于中间视觉的LED道路照明光源显色性评价及计算方法,建立了综合显色指数与光源主波长的函数关系式,并采用主观实验法和客观清晰度计算法进行了验证.计算与实验结果均表明,在满足道路照明亮度的条件下,当道路照明光源的主波长为548.5 nm时,光源的综合显色指数最大,显色性能最佳.     

一种基于HWD结构相似的图像质量评价方法

针对传统图像质量评价方法峰值信噪比PSNR和结构相似度SSIM没有充分考虑人眼视觉特性,所得结果有时并不能与人眼的视觉所感知到的实际质量一致的问题,通过对图像结构相似度和人眼视觉系统的研究,文中提出了一种新的基于HWD结构相似的图像质量评价方法。首先对图像进行Hybrid Wavelets and Directional Filter Banks(HWD)分解,提取图像不同频带不同方向上的信息,然后计算各子带结构相似度,最后综合人眼视觉特性的CSF得到图像质量评价值。实验结果表明文中方法相比峰值信噪比PSNR、结构相似度SSIM算法具有更高的准确性和良好的相关性,可以更好的评价图像质量。     

全彩LED显示屏灰度校正方法研究

全彩LED（发光二极管）显示屏的光电特性与CRT（阴极射线管）之间存在着较大的差异,如直接使用现有的电视信号,必然会造成低亮度段的亮度跳变太快,使图像的层次感欠佳。针对这个问题,在分析视觉灵敏度特性和亮度变化关系的基础上,提出了基于人眼视觉特性的灰度校正方法。此方法综合考虑了LED发光特性、人眼观察亮度变化的有限性和人眼对不同颜色的敏感特性的影响,并在此基础上进行了优化。通过实验得到了适于LED显示屏的校正公式,经过校正,得到了较好的图像质量。     

基于人眼视觉特性的遥感图像融合算法

首先提出基于非下采样Contourlet变换(NSCT,Nonsubsampled Contourlet Transform)的人眼视觉相对对比度灵敏度函数(RCSF,relative contrast sensitivity function)和绝对对比度灵敏度函数(ACSF,absolute contrast sensitivity function)。然后提出了基于人眼视觉对比度灵敏度函数(CSF,contrast sensitivityfunction)的遥感图像融合算法(IFA-CSF,image fusion algorithmof human visual contrast sensitivity function)。IFA-CSF采用NSCT作为多尺度变换工具,对单方向高频子带采用ACSF融合,对多方向高频子带采用RCSF融合,并对8方向高频子带采用先方向分组再融合的方法。实验结果表明,IFA-CSF优于基于传统CSF和基于局部能量的图像融合算法。     

基于人类视觉的图像质量评价的定量研究

随着人们对视觉成像质量要求的不断提高,成像质量评价方法的地位也随之升高,而对比敏感度CSF是检测视功能的重要指标.本文研究了大瞳孔下不同Zernike组分高级像差与CSF的关系：高级像差、矫正第三级的高级像差、矫正第三、四级的高级像差、彗差、球差、三叶草6种情况下的CSF曲线图,定量地分析了在不同频率处CSF的变化规律.结果表明：RMS值与CSF曲线的变化趋势是呈负相关的;在空间频率为7 cpd和13 cpd时,高级像差、矫正第三级的高级像差、矫正第三、四级的高级像差后的CSF值分别为62和24.58、64.5和25.97、67.29和29.39,说明三、四级高级像差对CSF的递减变化都起到一定的积极作用,且第四级影响较大;彗差、球差、三叶草对CSF的影响不容忽视,在空间频率为7 cpd和13 cpd时,彗差、球差、三叶草的CSF值分别为82.03和34.81、85.64和35.85、85.96和36.18.     

基于小波频带划分及CSF特性的图像质量评价方法

文章在人眼视觉系统(HVS)的基础上,利用小波变换频带划分的原理,提出了一种新的图像质量评价方法.此方法把小波变换后不同方向频带划分特性与HVS中对比敏感函数(CSF)曲线的带通特性有机地结合起来,得到一种新的图像质量评价指标--人眼视觉信噪比(HVSNR).最后,通过试验证明了这种新的评价指标比传统的峰值信噪比(PSNR)更加接近人们的主观视觉感受.     

用二维正弦相位光栅实现阵列激光相干并束

相干并束是获得高功率激光束的一种有效方法,特殊设计的二维正弦相位光栅是一种较好的并束元件。介绍了二维正弦相位光栅并束的设计方案,计算表明,在3×3和4×4分束时分束效率分别为81.1%和73.1%,与常用的达曼光栅相比分别提高37%和26.9%。对正弦相位光栅的制作和误差分析表明,并束效率存在极大值,给光栅的制作带来较大的误差宽容度,分束与并束在光栅表面的光场存在一定差别。如果仅用于并束,并束效率还有提高的可能。     

Just-noticeable difference estimation with pixels in images

Perceptual visibility threshold estimation, based upon characteristics of the human visual system (HVS), is widely used in digital image and video processing. We propose in this paper a scheme for estimating JND (just-noticeable difference) with explicit formulation for image pixels, by summing the effects of the visual thresholds in sub-bands. The factors being considered include spatial contrast sensitivity function (CSF), luminance adaptation, and adaptive inter- and intra-band contrast masking. The proposed scheme demonstrates favorable results in noise shaping and perceptual visual distortion gauge for different images, in comparison with the relevant existing JND estimators.     

Optimal visual perception and detection of oral cavity neoplasia

The most common way to detect disease is by visual inspection of the suspect tissue. However, the human eye is not optimized for this task because the perceived spectrum of light is divided into three channels, all of which have overlapping spectral sensitivity curves. Here, we present new methods to optimize visually perceived contrast based on spectral differences between normal and abnormal tissue. We apply these methods to the perception of fluorescence emission from the oral cavity. Abnormalities in the oral cavity are optimally perceived when the excitation is between nm. To optimally visualize fluorescence at 340-nm excitation, the emission should be observed through a blue bandpass filter transmitting light at 430 nm.     

一种基于动态显著性的人眼注视点移动计算模型

人类对各种复杂视觉场景的感知通过注视点的不断移动来实现.但在计算机视觉中，如何准确模拟人眼注视点的移动而实现"看向哪儿"这一生物行为是一个难题.为此，本文基于动态显著性提出一种自由观察情形下的注视点移动计算模型.模型包括了全局跃迁和局部转移行为，前者是通过将眼动趋势、向心性和返回抑制性等规则进行融合来预测下一个注视点从而实现相对远距的注视点迁移；后者则是通过查找局部最大平均显著性点并将其作为转移的目的位置，二者通过预设准则进行切换.实验表明，所提模型能够更有效地模拟人眼注视点分布，具有良好的适用性.     

一种基于HWD的图像质量评价测度

提出了一种新的图像质量评价测度.首先对图像进行Hybrid Wavelets and Directional Filter Banks (HWD)分解,得到相应的尺度和方向子带信息.然后对各个子带进行对比敏感度掩模,使不同尺度和方向子带的信息具有相同的灵敏度.根据人类视觉感知特性设定视觉感知阈值,获得相应的视觉感知系数并归一化.利用参考图像和失真图像视觉感知系数差值的变化得到相应的图像质量评价测度.实验结果表明本测度与主观感知有很好的一致性,能准确地反映人眼对图像的视觉感知.     

Uncertainty of the spectral mismatch correction factor in STC measurements on photovoltaic devices

Valuation of photovoltaic devices depends strongly on the measured power output of the device. This quantity is usually determined under artificial sunlight in production line measurement systems or industrial or research test labs. A practical calibration chain is realized essentially with measurements at solar simulators. The measurement conditions are defined in the IEC 60904 series of standards. An important part of the standard testing conditions is the definition of a specific spectral distribution of the sunlight (AM1.5 global). The inevitable deviations of the spectrum of artificial light sources from the standard spectrum have to be taken into account by a spectral mismatch factor. The uncertainty of this crucial correction is spectrally dependent, in most cases unknown and complex and inconvenient to evaluate. In this article a randomizing method is proposed which allows one to calculate the uncertainty of the mismatch factor from the uncertainties of the input parameters determined with high spectral resolution. Based on a range of different spectral responses of solar cells on the one hand and variations of the solar simulator spectral distribution on the other, we are able to generalize the results to a broad set of measurement configurations. A sensitivity analysis reveals the crucial wavelength regions and thus allows the systematic optimization of simulator spectra and selection of reference cells. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.