提出了一种基于瞳孔直径的视频显示终端(VDT)视觉舒适度评价方法。在3种光环境和5种VDT屏幕亮度下进行眼动实验,采集被试者瞳孔直径数据,并对每种条件下视觉舒适度进行主观评分。采用统计学分析方法,从性别、用眼习惯以及是否佩戴眼镜等方面系统研究被试者瞳孔直径变化与视觉舒适度间的对应关系。实验结果表明,与视觉舒适下的瞳孔直径相比,当因光环境较暗引起视觉不舒适时,被试者的瞳孔直径相对变化量为17.61%~24.55%,当因光环境较亮引起视觉不舒适时,被试者的瞳孔直径相对变化量为-6.12%~-12.45%,而当被试者处于视觉舒适状态下,瞳孔直径相对变化量为-2.14%~2.14%。这项工作对于VDT视觉健康评价标准的建立、健康光环境设计等具有重要意义。

视差是影响立体内容视觉舒适度的主要因素之一。结合视觉显著特性,通过大量主观实验研究视差因素对立体图像舒适度的影响,得到舒适视差的定量范围。首先,利用立体显著区域提取算法获得显著立体图像,并用眼动仪验证其合理性;然后,采用像素平移法对显著立体图像进行视差变换,得到实验素材,进行主观实验;最后,处理实验数据,得到舒适视差的定量范围。结果表明,人眼对水平视差和垂直视差的舒适度响应差异很大,水平视差舒适范围为(-0.379°,0.644°),而可接受的垂直视差范围为(-0.10°,0.11°)。验证实验的正确率在90%以上,表明所得舒适视差范围很好地反映了立体图像的主观舒适度,能为立体内容的制作提供更符合人眼视觉特性的定量标准。

立体图像观看舒适度的影响因素是立体成像技术领域的关键问题。结合视觉注意机制特性,定量研究饱和度因素对立体图像视觉舒适度的影响。首先,得到立体显著度图,利用模糊隶属度原理和掩膜对其进行优化获得最终的显著立体图像,并用眼动仪对所得立体图像显著区域的正确性进行验证。然后,采用改进的逐级逼近法进行主观实验,通过大量的实验数据得到显著立体图像的舒适饱和度匹配图和差异图。实验结果表明,双目视图舒适饱和度平均差异值最大可达0.29。验证实验表明所提方法的舒适饱和度范围具有更好的普适性,不仅为立体图像舒适度的研究提供了依据,而且为立体内容的制作提供了技术标准。

结合视觉注意机制,通过大量主观实验,定量研究了对比度因素对立体图像视觉舒适度的影响。首先结合平面显著图和立体视差图获得立体显著度图,再利用模糊隶属度和掩模对其进行优化,获得显著立体图像,并用眼动仪验证其合理性;然后对左右视图进行对比度变换和主观实验,数据筛选后得到显著立体图像的舒适对比度匹配图和差异图。实验结果表明:左右视图的对比度差异门限值随着左视图对比度值的不同而改变,且左右视图对比度差异不能过大,最大和最小差异值分别为1.97和-2.40。实验所得舒适对比度范围很好地反映了立体图像的舒适度,验证实验的正确率达95%,为立体内容的制作提供了更合理可行的定量标准。

结合视觉注意机制, 通过大量主观实验定量地对影响立体图像视觉舒适度的色度因素进行了研究.首先, 结合视差图和平面显著图获得立体显著度图, 再利用模糊隶属度和掩膜对其优化得出最终的显著立体图像, 并采用眼动仪对所得显著立体图像的合理性进行验证; 然后, 采用由粗到细的逐级逼近法获得实验数据, 利用视觉感知正常的被试者进行主观实验, 得到不同场景显著立体图像的舒适色度匹配图和差异图.实验结果表明, 左右视图舒适色度区间会随着不同场景而不同, 双目视图舒适色度差异值平均最大可为122.5°, 即左右视图色度差异不能过大.所得舒适色度范围很好地反映了立体图像的舒适度, 不仅为立体信息的质量评价提供了评判依据而且为立体内容的制作提供了更有力的技术支撑.

针对图像融合难以选择合适的评价指标的问题，通过分析主观评价与客观评价指标之间的相关性，提出一种合成评价指标方法对多波段图像融合结果进行评价。首先，从边缘清晰度、自然感、信息量及综合评价四个方面对多种方法融合结果进行主观评价；其次，用14种常用的客观评价指标对融合结果进行评价；然后，对主客观评价结果分别归一化，并采用斯皮尔曼(Spearman)相关系数分析每种客观评价指标和四种主观评价之间的相关性；最后，根据该相关性分别从四个评价方面，用14种客观指标合成一种综合指标。实验结果表明，综合指标与主观评价的相关性比单项指标或其他合成指标更高。

分析了光电测量设备图像质量评价研究过程中，图像频谱高频分量对图像质量人眼主观评价影响的途径和解决措施。对清晰图像通过Butterworth 低通滤波器在频域进行了低通滤波，然后利用滤波图像分析了图像高频频谱对人眼主观感受的影响。用斜狭缝法对离焦成像系统的调制传递函数(MTF)进行了测试，并对相应离焦状态的模糊图像进行了主观评价。对不同像元尺寸相机获取的图像进行了频谱分析和图像评价，实验结果表明，图像频谱高频分量比例增多，图像具有更丰富的细节和更高的清晰度，准确调焦及采用小像元尺寸相机是提高光电测量设备图像质量的重要因素。给出了影响光电测量设备图像质量的其他因素，并提出了改进措施。

考虑人眼主观评价在彩色融合图像质量评价中的重要作用，设计了52人的彩色融合图像质量主观评价实验。 采用“目标背景的感知对比度”，“清晰度”，“颜色协调性”，“颜色自然感”4个单一评价指标以及“基于目标探测的图像感知质量”，“基于场景理解的图像感知质量”2个综合评价指标对绿地、海天和城镇3类典型场景、8种融合算法获得的240幅彩色融合图像进行了主观评价，并依此进行指标分值归整及相关性分析，建立了2个综合指标的预测模型。实验结果表明：彩色融合图像的“颜色协调性”和“颜色自然感”有较高的相关性；基于目标探测的图像感知质量可用“目标背景的感知对比度”和“清晰度”来描述，基于场景理解的图像感知质量可用“颜色协调性”和“清晰度”来描述。但是对于不同的场景，每个指标的影响效果不同，所以预测模型中的权重系数不同。