目錄

• • 1、人眼視覺特性
  • • 1、眼的適應性
    • 2、對比靈敏度
    • 3、空間分辨率和時間分辨率
    • 4、馬赫效應
    • 5、可見度閾值
  • 2、圖像質量測度
  • 3、圖像評價方法
  • 4、圖像評價方法的優劣

1、人眼視覺特性

1、眼的適應性

暗適應性：從亮環境到暗環境，適應暗環境的特性
亮適應性：從暗環境到亮環境，適應亮環境的特性

2、對比靈敏度

對比靈敏度針對圖像總體描述亮度差異，對比度定義為:最大亮度/最小亮度

3、空間分辨率和時間分辨率

空間分辨率指人眼區分相鄰兩個發光點的能力。從空間頻率域上看，人眼視覺呈現低通性。
時間分辨率指人眼對于隨時間而變化的目標的分辨能力。從時間頻率域上看，人眼視覺呈現低通性。
影響視覺分辨率的因素有：
1、環境照度，不能太低，不能太高
2、相對對比度，對比度小，分辨力下降，對比度大，分辨力上升

4、馬赫效應

當亮度發生躍變，視覺上會感到邊緣的亮側更亮，暗側更暗，有助于增強目標的輪廓
圖示：

5、可見度閾值

可見度閾值指正好可以被看到的干擾值，低于閾值的干擾是察覺不出來的。
測量發現，在邊緣的亮、暗兩側情況相似，即臨近邊緣處的可見度閾值比原理邊緣處增加3~4倍。即邊緣"掩蓋"了邊緣鄰近像素的信號干擾。又稱為視覺掩蓋效應。
馬赫效應與掩蓋效應不要混淆，前者是指邊緣兩邊亮度分別有更亮和更暗的感覺。
可見度閾值和掩蓋效應對圖像編碼量化器的設計有重要作用，利用這一視覺特性，在圖像邊緣區域可以容忍較大的量化誤差，因此可使量化級減少，從而降低數碼率。

2、圖像質量測度

圖像的質量含義包括兩個方面：
圖像保真度和理解度。
保真度：一幅圖像與參考圖像之間的相似程度，反應圖像傳輸和處理性能的優劣
理解度：圖像與人們的某種目的的符合程度

3、圖像評價方法

評價方法分為主觀法和客觀法。
主觀法比較可靠，因為圖像最終接受者是人，但是主觀法受到許多因素的影響。

客觀方法，就是定義一個數學公式，對待評測的圖像進行運算，得到的一個唯一的數字量作為測度結果。通常使用均方誤差(mse)和信噪比(snr)
均方誤差公式：

利用均方誤差可以定義兩種信噪比：
1、SNR 分子部分：信號的能量 分母部分：噪聲的能量 所以稱為信噪比

2、PSNR:峰值信噪比，分子：f最大值的平方，信號像素最大值的平方，分母部分表示噪聲的能量

4、圖像評價方法的優劣

采用客觀法評價圖像質量的優點是，容易計算，易于使用，一致性好，所以是最常用的方法。
但是因為均方誤差是對圖像重建誤差在全范圍內的平均，并不反映圖像每一局部的質量，所以圖像的均方誤差或信噪比往往與圖像質量的主觀評價不一致。
如下圖：

圖8.4(a)和(b)是已被壓縮并隨后被重建的典型圖像。兩幅圖像都保留了原圖像的基本信息，如目標的空間和灰度特點。它們的均方根誤差粗略地對應于感覺的質量。實際上與原圖像一樣好的圖8.4(a)具有最低的均方根誤差，而圖8.4(b)具有更多的誤差，但在物體間的邊界處有明顯地退化。
圖8.4?是人工生成的圖像，它給出了客觀保真度準則的限制。注意，在右上象限中，圖像失去了幾
條重要線條的大部分(即可視信息)，并出現了幾個暗的小方塊(即人為的缺陷)。圖像的視覺內容被誤解了，且沒有b圖那么準確，但它有著更小的均方根誤差。
使用表8.2對這三幅圖像進行主觀評估，可能會產生對圖(a為“優秀”的等級，對圖(b)為“可通過的”，
對圖?是“差”或“不能用”的等級，而用均方根誤差來度量時，c排在b的前面

參考：

1、https://www.icourse163.org/learn/XIYOU-1205808809?tid=1461168443#/learn/content?type=detail&id=1237499107&cid=1257504350&replay=true
2、數字圖像處理.岡薩雷斯第三版.P341

總結

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