版權(quán)歸原作者！
http://library.qust.edu.cn/blog/post/60.html
人眼類似于一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，但它不是普通意義上的光學(xué)系統(tǒng)，還受到神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。人眼觀察圖像時(shí)可以用以下幾個(gè)方面的反應(yīng)及特性：
(1)從空間頻率域來看，人眼是一個(gè)低通型線性系統(tǒng)，分辨景物的能力是有限的。由于瞳孔有一定的幾何尺寸和一定的光學(xué)像差，視覺細(xì)胞有一定的大小，所以人眼的分辨率不可能是無窮的，HVS對(duì)太高的頻率不敏感。
(2)人眼對(duì)亮度的響應(yīng)具有對(duì)數(shù)非線性性質(zhì)，以達(dá)到其亮度的動(dòng)態(tài)范圍。由于人眼對(duì)亮度響應(yīng)的這種非線性，在平均亮度大的區(qū)域，人眼對(duì)灰度誤差不敏感。
(3)人眼對(duì)亮度信號(hào)的空間分辨率大于對(duì)色度信號(hào)的空間分辨率。
(4)由于人眼受神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，從空間頻率的角度來說，人眼又具有帶通性線性系統(tǒng)的特性。由信號(hào)分析的理論可知，人眼視覺系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)求和運(yùn)算，相當(dāng)于使信號(hào)通過一個(gè)帶通濾波器，結(jié)果會(huì)使人眼產(chǎn)生一種邊緣增強(qiáng)感覺一一側(cè)抑制效應(yīng)。
(5)圖像的邊緣信息對(duì)視覺很重要，特別是邊緣的位置信息。人眼容易感覺到邊緣的位置變化，而對(duì)于邊緣的灰度誤差，人眼并不敏感。
(6)人眼的視覺掩蓋效應(yīng)是一種局部效應(yīng)，受背景照度、紋理復(fù)雜性和信號(hào)頻率的影響。具有不同局部特性的區(qū)域，在保證不被人眼察覺的前提下，允許改變的信號(hào)強(qiáng)度不同。
人眼的視覺特性是一個(gè)多信道(Multichannel)模型?；蛘哒f，它具有多頻信道分解特性(Mutifrequency channel decompositon )。例如，對(duì)人眼給定一個(gè)較長時(shí)間的光刺激后，其刺激靈敏度對(duì)同樣的刺激就降低，但對(duì)其它不同頻率段的刺激靈敏變卻不受影響(此實(shí)驗(yàn)可以讓人眼去觀察不同空間頻率的正弦光柵來證實(shí))。視覺模型有多種，例如神經(jīng)元模型，黑白模型以及彩色視覺模型等等，分別反應(yīng)了人眼視覺的不同特性。Campbell和Robosn由此假設(shè)人眼的視網(wǎng)膜上存在許多獨(dú)立的線性帶通濾波器，使圖像分解成不同頻率段，而且不同頻率段的帶寬很窄。視覺生理學(xué)的進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，這些濾波器的頻帶寬度是倍頻遞增的，換句話說，視網(wǎng)膜中的圖像分解成某些頻率段，它們?cè)趯?duì)數(shù)尺度上是等寬度的。視覺生理學(xué)的這些特征，也被我們對(duì)事物的觀察所證實(shí)。一幅分辨率低的風(fēng)景照，我們可能只能分辨出它的大體輪廓；提高分辨率的結(jié)果，使我們有可能分辨出它所包含的房屋、樹木、湖泊等內(nèi)容；進(jìn)一步提高分辨率，使我們能分辨出樹葉的形狀。不同分辨率能夠刻畫出圖像細(xì)節(jié)的不同結(jié)構(gòu)。
人眼在可見光譜范圍內(nèi)的視覺靈敏度是不均勻的,它隨波長的變化而變化。
1.1色覺向度
光波具有三種可以量化的物理學(xué)向度，那就是波長 波幅和純度。所謂純度是指同
一束光所含光波的種類數(shù)。如果該束光只含有一種光波，即為同質(zhì)光。若含兩種以
上的光波，就稱為異質(zhì)光或多彩光。
當(dāng)人眼睛的視網(wǎng)膜受到光的刺激時(shí)，所引起的色覺經(jīng)驗(yàn)具有三種心理性向度，即
色彩亮度和飽和度。
色彩之不同，取決于光的波長，而亮度的高低則與光的波幅成正比，但也與光的波
長有關(guān)。在白天，波長550nm左右的光最亮，而在夜晚，波長510nm左右的光最亮
飽和度是指顏色的純度。其飽和度越大，其色彩越鮮艷，反之，越灰暗。
1.2人眼對(duì)光譜的靈敏度
在人眼的視網(wǎng)膜上有兩種視覺細(xì)胞，即錐狀細(xì)胞和桿狀細(xì)胞。錐狀細(xì)胞不但可以接
受色彩的刺激，還可以感受亮度的刺激。所以，在白天書畫光下，人眼可以同時(shí)識(shí)
別彩色與非彩色的物體，但到了夜間或暗處，錐狀細(xì)胞即失去感光作用,視覺功能由
桿狀細(xì)胞取代.此時(shí)，人眼便無法感覺彩色，僅能辨別白色和灰色。
1.3明視覺 暗視覺與中介視覺
明視覺
在環(huán)境亮度大于10cd.m-2時(shí),視覺完全由錐狀細(xì)胞起作用,最的的視覺響應(yīng)在光
譜藍(lán)綠區(qū)間的555nm處,在這樣亮度的環(huán)境中的視覺特性稱為明視覺。
暗視覺
在環(huán)境亮度低于10-2cd.m-2時(shí),錐狀細(xì)胞失去感光作用,視覺功能由桿狀細(xì)胞取代,
人眼失去感覺彩色的能力，僅能辨別白色和灰色.在這樣亮度的環(huán)境中的視覺特性
稱為暗視覺.
中介視覺
當(dāng)景物的亮度增加到10-2cd.m-2以上時(shí),除明亮度增加外,還可以發(fā)現(xiàn)三個(gè)
效應(yīng)。首先，中心凹的察覺開始變得和邊緣部分的察覺一樣容易。其次，可以感覺
到顏色，開始時(shí)弱，其后增強(qiáng)。第三，隨著亮度的變化，錐狀細(xì)胞和桿狀細(xì)胞對(duì)視
覺的作用也隨之發(fā)生變化。
1.4明適應(yīng) 暗適應(yīng)和比視感度
明適應(yīng)
人由暗處走到亮處時(shí)的視覺適應(yīng)過程，稱為明適應(yīng)。
當(dāng)人由暗處走到亮處時(shí)，人眼一時(shí)無法辨認(rèn)清物體，需要大約一分鐘的調(diào)整適應(yīng)時(shí)
間，其調(diào)整過程分為三個(gè)階段：
(1)瞳孔縮小，減少光線的進(jìn)入。
(2)錐狀細(xì)胞敏感度逐漸增加。
(3)桿狀細(xì)胞敏感度迅速降低。
暗適應(yīng)
人由亮處走到暗處時(shí)的視覺適應(yīng)過程，稱為暗適應(yīng)。
當(dāng)人由亮處走到暗處時(shí)，人眼一時(shí)無法辨認(rèn)物體，需要大約三十分鐘的調(diào)整適應(yīng)時(shí)
間，其調(diào)整過程也分為三個(gè)階段：
(1)瞳孔放大，增加光線的進(jìn)入。
(2)錐狀細(xì)胞敏感度減弱，感光度逐漸增加。
(3)桿狀細(xì)胞敏感度迅速增加，以取代錐狀細(xì)胞，擔(dān)負(fù)視覺功能。
比視感度
可見光的波長約在380 至780 nm之間,其中黃綠色對(duì)人眼的視覺感度最高,設(shè)定為
100%,則波長為480nm的藍(lán)色光和波長為650nm的紅色光的比視感度就只有0.1左右
了,所以這兩種光的視覺感度較差。
所以，在汽車防霧燈和道路照明中采用能發(fā)出黃綠光的光源，為的就是增加人眼
的視覺感度來提高照明亮度，從而保證安全行車。
聯(lián)系客服
