Модель зрительной системы человека

Модель зрительной системы человека (модель HVS) используется экспертами по обработке изображений , видео и компьютерному зрению для работы с биологическими и психологическими процессами, которые еще не полностью изучены. Такая модель используется для упрощения поведения очень сложной системы . По мере того как наши знания об истинной зрительной системе улучшаются, модель обновляется.

Психовизуальное исследование – это изучение психологии зрения.

Модель зрительной системы человека может производить желаемые эффекты в восприятии и зрении. Примеры использования модели HVS включают цветное телевидение , сжатие с потерями и телевидение с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ).

Первоначально считалось, что для цветного телевидения требуется слишком высокая пропускная способность для доступной на тот момент технологии. Потом было замечено, что цветовое разрешение HVS значительно ниже яркостного; это позволило втиснуть цвет в сигнал посредством субдискретизации цветности .

Другой пример — сжатие изображений с потерями, например JPEG . Наша модель HVS говорит, что мы не можем видеть высокочастотные детали, поэтому в JPEG мы можем квантовать эти компоненты без ощутимой потери качества. Аналогичные концепции применяются при сжатии звука , где звуковые частоты, неслышимые для человека, фильтруются полосовой фильтрацией.

Некоторые особенности HVS возникли в результате эволюции, когда нам нужно было защищаться или охотиться за едой. Мы часто видим демонстрации возможностей HVS, когда рассматриваем оптические иллюзии.

Предположения о HVS

• Характеристика фильтра нижних частот (ограниченное количество палочек в человеческом глазу): см. Полосы Маха.
• Недостаточное цветовое разрешение (в человеческом глазу колбочек меньше, чем палочек).
• Чувствительность к движению
  • Более чувствителен в периферийном зрении.
  • Сильнее, чем чувствительность к текстуре, например, при просмотре замаскированного животного.
• Текстура сильнее, чем неравенство – разрешение глубины 3D не должно быть таким точным
• Интегральное распознавание лиц (дети улыбаются лицам)
  • Лицо с перевернутой глубиной выглядит нормально (черты лица имеют приоритет над информацией о глубине)
    • Перевернутое лицо с перевернутым ртом и глазами выглядит нормально.

Примеры использования модели HVS

• Частота мерцания в кино и на телевидении, использующая постоянство зрения, чтобы обмануть зрителя, заставив его видеть непрерывное изображение.
• Чересстрочное телевидение, рисующее половину изображения, чтобы создать впечатление более высокой частоты мерцания.
• Цветное телевидение (цветность при половинном разрешении яркости соответствует пропорциям палочек и колбочек в глазу)
• Сжатие изображения (трудно увидеть более высокие частоты, более резко квантованные)
• Оценка движения (используйте яркость и игнорируйте цвет)
• Водяные знаки и стеганография

См. также

• Психоакустика
• Визуальная система
• Визуальное восприятие
• Восприятие глубины