基于不同颜色背景的人眼辨色阈值特性研究

为了研究不同颜色背景对人眼辨色阈值特性的影响,在CIE1976L*a*b*平面上,基于心理物理学的交叉阶梯法测得国际照明委员会(CIE)推荐的5个基本颜色中心分别在该五个颜色背景下的辨色阈值.通过对辨色阈值椭圆的详细分析表明,同一颜色中心的辨色阈值在不同颜色背景下的局部视觉均匀性总体上保持相对稳定,而不同颜色中心的色度...     

用阴极射线管显示器研究辨色阈值Ⅰ:实验数据及人眼颜色视觉特性分析

为了研究人眼在辨色阈值水平上的颜色视觉特性,在阴极射线管(CRT)显示器上显示颜色刺激,采用交叉阶梯法进行心理物理实验,在CIE1976a*-b*平面上分别测得3名色觉正常的观察者在5个CIE基本颜色中心区域的辨色阈值。采用性能因子PF/3讨论观察者的测试精度,并以色度椭圆表示辨色阈值实验结果。通过对实验数据的详细处理和分析表明,在等明度的a*-b*平面上各色区及各颜色方向上人眼的辨色特性是各向异性的,即CIE1976a*-b*平面为非视觉均匀;人眼在5个CIE基本颜色中心区域上红-绿方向的视觉色差尺度均小于黄-蓝方向。本文的实验结果可为均匀颜色空间及其色差公式的改进和发展提供原始数据和参考依据。     

印刷样品恰可察觉小色差辨色阈值的研究Ⅰ:目视评价实验数据分析

为了研究人眼对反射样品颜色在恰可察觉小色差辨色网值水平上的颜色视觉特性,对印在半光相纸上的17个CIE基本颜色中心区域,约1000对颜色色样,采用心理物理实验方法中的同定刺激法.在CIEl976a*-b*平面上分别测得16名色觉正常的观察者在不同颜色区域的辨色阈值,并以色度椭圆表示辨色阈值实验结果.通过对实验数据的详细处理和分析表明,等明度a*-b*平面非视觉均匀,人眼对一、二象限的色宽容度普遍高于三、四象限的色宽容度,对高彩度的橙色具有最高的宽容度,对蓝色具有最低的宽容度,所有的颜色在红～绿方向的视觉色差尺度均低于黄-蓝方向.实验结果可为均匀颜色空间及其色差公式的改进和发展提供原始数据和参考依据.     

基于积分球的人眼辨色阈值的研究

为了研究人眼对不同的颜色的辨色阈值,利用积分球配出色差值可以调整的颜色刺激图样,采用限定法,检测出6名色觉正常的观察者在4个颜色中心的辨色阈值,并和CRT的数据进行比较。采用性能因子PF/3分析观察者的测试精度,并在a*b*图上绘制实验颜色恰可辨别图。通过对实验数据进行处理和分析,人眼在4个颜色中心的辨色阈值是有差异,在评价辨色阈值的性能方面,CIEDE2000色差公式好于CIELAB色差公式。实验的结果可为颜色科学及色差公式的改进和发展提供参考。     

用阴极射线管显示器研究辨色阈值Ⅱ:典型色差公式评价

利用由辨色阈值实验得到的CIELAB颜色空间中等明度a*-b*平面上的视觉数据,对四个典型色差公式CIELAB、CMC、CIE94和CIEDE2000在辨色阈值水平上的色差预测性能进行测试和评价,并采用性能因子PF/3来表示各色差公式的优劣。对于原始形式(kC=kH=1)的色差公式,CIEDE2000的色差预测性能最好,其次为CIE94和CMC,CIELAB最差。采用对kC和kH进行优化后的色差公式,CIEDE2000的色差预测性能依然最佳,其余三个色差公式的预测性能基本相同;除了CIELAB明显改善外,其他公式的色差预测性能只比原始形式略有提高。色差公式CIEDE2000在黄色和蓝色区域的色差预测性能表现优异,但在灰色、红色和绿色区域的预测性能仍有待进一步改进。     

基于阈上小色差的色差公式权重函数研究

利用心理物理实验的恒常刺激法,测得了在CIELAB颜色空间中a*b*平面上16个颜色中心的阈上小色差(约3ΔE*ab单位)色度椭圆.基于本实验和RIT-Dupont各16个非中性色颜色中心的彩度差和色调差数据分别拟合得到相应的彩度权重函数SC_ZJU07和色调权重函数SH_ZJU07.应用获得的视觉实验数据对六个基于CIELAB的典型色差公式的彩度和色调权重函数以及SC_ZJU07和SH_ZJU07的色差预测性能进行评价,结果表明所提出的SC_ZJU07和SH_ZJU07的预测性能均为最佳.对于彩度差数据,六个色差公式彩度权重函数的预测性能表现不佳;而对于色调差数据,CIEDE2000色调权重函数的预测性能明显优于其他公式.     

简易-环境光对比度与恰可察觉明度阈值建模

针对环境光对移动终端显示内容室外可读性的影响,以及移动终端设备亮度与环境光的相关性,用液晶显示器(LCD)的移动终端测量了人眼恰可察觉明度阈值。在不同环境光照度,不同设备亮度下,观察不同空间频率和不同平均明度的正弦灰色条纹,记录恰可察觉明度阈值。分析了环境光对不同频率和不同平均明度条纹的恰可察觉明度阈值的影响,建立了简易-环境光对比度与恰可察觉明度阈值模型。结果表明:环境光的影响与条纹的人眼对比敏感度成反比,所建模型可得到较为明确的函数关系,该研究成果可适用于不同环境光下移动终端亮度的优化设置。     

颜色视觉匹配中显示器颜色色差阈值的评价

为了对阴极射线管(Cathode ray tube,CRT)显示器颜色恰可辨别的小色差阈值进行评价,在中性灰背景下,用编制的颜色匹配程序,在CRT显示器上随机产生颜色,分别调节程序中R、G、B通道的值,使匹配色与随机色达到视觉上的一致,进行颜色视觉匹配实验,测量CRT显示器上随机色和匹配色的L*a*b*值.用不同的色差公式对实验数据分别从明度、色调、饱和度进行比较分析,色差公式评价小色差的性能是CIEDE2000优于CMC(2∶1)和CIEL*a*b*.在a*b*图上绘制实验颜色恰可辨别图.不同色差公式计算的CRT显示器恰可辨别小色差阈值不同.     

印刷样品恰可察觉小色差辨色阈值的研究Ⅱ:色差公式分析与评价

利用由对印刷样品恰可察觉小色差的辨色阈值实验得到的CIELAB颜色空间中的视觉数据,对四个典型色差公式CIELAB、CMC、CIE94和CIEDE2000在辨色阈值水平上的色差预测性能进行测试和评价.不同色差公式计算的印刷样品小同颜色区域的恰可辨别小色差阈值不同,色差公式CIELAB除在灰色区域色差阈值低于其余典型色差公式外,在其他颜色区域均高于典型色差公式.对于原始形式(kL=kC=kH=1)的色差公式,CIEDE2000与人眼的视觉匹配程度最好;采用对kC:kH进行优化后的CIEDE2000色差公式,色差预测性能在颜色空间均有不同程度的改善,其中对灰色和高彩橙颜色区域的性能改善最大.     

基于视觉容差与色调角相关性的色差公式评价

为了研究CIELAB颜色空间中明度、彩度和色调等视觉容差与色调角之间的相关性对基于CIELAB的典型色差公式(CIELAB、CMC、BFD、CIE94、LCD以及CIEDE2000)预测性能的影响,实验选取了具有不同明度和彩度冰平的5个色调环(L*=30,50,70和Cab*=10,20,30),并采用3个不同视觉尺度(△V=3.02,5.92和8.87CIELAB单位)进行视觉评估实验.8名色觉正常观察者根据心理物理学的恒常刺激法原理,在阴极射线管(CRT)显示器上获取了相应颜色中心的明度、彩度和色调视觉容差.对实验结果的详细分析表明,由于明度容差与色调角无明显相关性,6个色差公式的预测性能均较好,其中CIEDE2000略优于其它色差公式.对于彩度容差,LCD(Leeds color-difference formula)预测性能表现最优,而CIEDE2000和BFD的表现最差,其余色差公式则相差不多.CIEDE2000和LCD的色调权重函数的预测性能明显优于其它色差公式,而CMC预测性能则为最差.     

Testing CIELAB-based color-difference formulae using large color differences

Three advanced CIELAB-based color-difference formulae, CMC, CIE94, and CIEDE2000, together with the basic CIELAB equation, were tested using large color-difference visual data (maximum average size was 12 CIELAB ΔE units) produced in this study. The color-difference comparison experiment was carried out at CIE Gray and Blue centers by a panel of 6 normal color-vision observers using CRT-generated stimuli based on the psychophysical method of constant stimuli. The experimental data, processed via probit analysis, were well fitted to chromaticity ellipses with a high reliance according to the observer accuracy in terms ofPF/3 measure. A detailed comparison was performed to analyze the agreement between predicted color differences from all formulae and their corresponding visual scales in all measurement planes of CIELAB space. The results show that the CIEDE2000 marginally outperformed the others at all color centers while CIE94 was the worst in original formulae or with optimizedk _L value, but the CIELAB performed worst when the parametric factors ofk _L,k_c, andk _H were all optimized, with the CMC always lying between these extremes.     

Estimation of Color-Difference Formulae at Color Discrimination Threshold Using CRT-Generated Stimuli

The advanced color-difference formulae, CMC, CIE94, and the recently proposed CIEDE2000 formula, together with the basic CIELAB system, were estimated using the chromaticity discrimination threshold data at CIE Gray and Blue color centers. Gray is the most basic color and blue is, perceptually, in the most different region from other areas across the color space. The test stimuli, evenly distributed in the (a#x2217;, b#x2217;)-, (a#x2217;, L#x2217;)-, and (b#x2217;, L#x2217;)-plane of the CIELAB space, were generated on a CRT display, driven by a VSG system. Each direction from each color center was assessed 3 times by a panel of 9 normal color-vision observers with the psychophysical method of interleaved staircase. The experimental data were reliable and consistent with other studies according to the observer accuracy and fitted ellipse parameters. A comprehensive analysis shows the color discrimination tolerances could be well fitted by ellipses, and the CIEDE2000 and CIELAB formulae performed better than CIE94 while the CMC worst at the threshold level for the color centers studied.     

基于LED阵列的彩色视觉检测光源色度特性研究

彩色视觉成像是基于色度学理论的三刺激值法, 而光源的色度学特性是彩色成像的关键因素, 因此本文以色度学理论为基础, 计算并分析了用于彩色视觉检测的LED阵列光源的色度学特性, 并通过于标准D65光源进行对比, 研究了LED阵列光源的相关色温调节原理、范围, 以及白场平衡时的色度坐标、相关色温等. LED阵列光源具有相当宽泛的相关色温调节范围, 可调制出的颜色丰富, 色彩的表现能力更强, 色彩饱和度更高, 白场平衡R:G:B=254:237:90时的色度坐标、相关色温甚至比人工D65光源更加接近于白场的标准色度, 其颜色复现能力达到视觉允许的较优颜色复现效果. 因此LED阵列光源的色度学特性更加适用于彩色视觉检测.     

Study on NCSFs of individual color mechanisms of human vision based on wave-front aberrations

Neural contrast sensitivity functions (NCSFs) of isolated color mechanisms are obtained based on the measurements of wave-front aberrations and isoluminant color contrast sensitivity functions (CSFs). Our study indicates that the mean NCSF and CSF of the red mechanism are higher than those of the green mechanism, respectively, while those of the blue mechanism are the lowest. However, the relative heights of the peak of NCSF and CSF between red and green mechanisms vary in subjects. There are some individuals whose peak values of NCSF and/or CSF of green mechanism are higher than that of the red mechanism. On the other hand, we find that the NCSFs and CSFs of isolated color mechanisms all exhibit the similar characteristics and variation tendency. With the statistical average, the NCSFs of the red, green and blue mechanisms are higher than the corresponding CSFs in the whole spatial frequency. The peaks of the NCSFs of isolated color mechanisms, comparing with the corresponding CSFs curves, shift toward higher spatial frequencies, especially for that of blue mechanism which has a largest shift of 3.9 c/deg.