人眼对不同颜色色差辨别能力的研究

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X2 Y2 Z2 批次2 L2 A2 B2

510.0 221.5 0.082 135.2 223.6 242.5 94.4 514.4 54.4 184.2 -364.2 186.5 162.4 53.6 984.0 78.26 191.4 -254.1 766.8 789.5 1038.5 215.0 7.23 -25.9 256.8 568.0 1038.4 191.0 -195.7 -67.3 604.4 735.9 54.5 209.6 -46.2 230.2 672.4 275.1 984.1 146.5 259.3 -136.4 表3 两批次不同颜色色差计算结果

LED颜色 色差1 色差2 红 14.54 3.96 绿 39.04 4.83 蓝 63.24 8.52 白 40.36 13.0 青 42.93 10.1 黄 30.32 3.58 紫 18.42 2.66 注:色差1为CIE1976-LAB色差公式计算结果,色差2为CIE-DE2000色差公式计算结果,白W、青C、黄Y和紫P四色的三刺激值为红绿蓝累和;

理论结果分析:根据上述表格的数据可以分析得知不同颜色亮色度差异敏感顺序为紫P < 黄Y < 红R < 绿G < 蓝B < 青C < 白W;在单色中红色最不敏感,蓝色最敏感;复合色的色差可能小于单色。 3实验研究

通过上述理论分析得知,人眼对不同颜色的亮色度变化敏感性不一。影响该敏感性顺序的因素主要是亮度和色度,这里由于实验条件的限制,以及为了提高实验的可操作性及准确性,下面仅基于人眼的视觉感知特性设计了人眼对不同颜色亮度敏感性顺序分析的实验,用以验证是否符合理论分析的结果。 2.1实验过程:

测试人员:5位显示行业人员

实验设备:某品牌分辨率为768×512的LED显示屏 实验环境:暗室

实验步骤:调整LED显示屏左右两部分的灰度值,使之产生差异;通过测试人员的观察,不断增大灰度差异,确定不同颜色恰能引起人眼产生视觉差异的亮度阈值;实验中选用不同的亮度基准值调节其差异,有利于得到更准确的实验结果;

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2.2实验数据:

表4 人眼在灯板亮度为30 cd/m2时不同颜色亮度敏感性顺序实验数据 差异 红R 2.4% 绿G 2% 蓝B 1.6%

表5 人眼在灯板亮度为150 cd/m2时不同颜色亮度敏感性顺序实验数据 差异 红R 2.4% 绿G 2.4% 蓝B 1.6% 白W 1.2% 黄Y 1.2% 青C 2% 紫P 1.6% 白W 1.2% 黄Y 1.6% 青C 1.6% 紫P 1.6% 2.3实验结论:显示屏左右两部分恰能引起人眼产生视觉差异的亮度阈值越大则人眼对该颜色亮色度变化越不敏感。通过表4与表5数据可知,人眼在不同亮度下观察到的亮度敏感性顺序略有差别,但整体趋于一致,呈现出的敏感性顺序大致为:白>黄>蓝>紫>青>绿>红;

4结果分析与探讨

对比实验与理论的结果可以发现两者不完全相同,造成该现象的因素可能有以下几种:(1)显示屏的面积有限,人眼视觉的亮度精度会有所降低,所以在实验中尽量使用较大的显示屏;(2)环境背景光微弱变化的影响;(3)人眼视场角较小,不容易捕获亮度差异;(4)不同观察者的主观判断存在误差与区别。

由于实验容易受到各种主客观因素的影响,所以总的结论以理论分析的结果为主,实验结果对理论分析进行验证;实验结果能更好地验证该理论分析的在实际生活中的正确性。

综上所述可以得到以下结论:色差可以表示成不同的色度参数,各个参数共同作用影响人眼的视觉效果;在单色中,不同颜色人眼亮色度敏感性顺序为蓝>绿>红;复色中,白色的亮色度敏感性最强,并且复色的色差可能小于单色;

根据上述结论可以得知:由于蓝色的人眼敏感性更强,在生产LED显示屏时,在同一屏体内蓝色灯点的精度要求最高,绿色次之,红色的精度要求最低;在校正处理时也要对蓝色灯点的控制更加严格,红色较为宽松,绿色介于两者之间,这样才能满足人眼对不同颜色的亮色度敏感性顺序,提高图像的显示效果。

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参考文献

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赵小明(1974-),男,陕西省咸阳市人,博士研究生,副教授,主要从事图像处理,平板显示信号处理与应用方面的研究,E-mail:zhaoxm@qs-tech.com.

滕鹏超(1990-),男,江苏省连云港市人,硕士研究生,20013年毕业于郑州大学,研究方向为图像及显示信息处理,E-mail:912432452@qq.com.

宗靖国(1979-),男,陕西省咸阳市人,博士研究生,研究方向为红外技术和红外成像光谱辐射计应用。E-mail:zongjg@126.com

来源:西安诺瓦电子科技有限公司

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