人眼对比敏感度函数测量方法研究

张吉焱, 董金昕, 周桃庚, 戴军成

(1. 中国计量科学研究院, 北京 100029; 2.哈尔滨工业大学, 黑龙江 哈尔滨 150001; 3. 北京理工大学, 北京 100081)

1 引 言

人眼是人体接收外界信息的重要通道。通过实验测试和理论分析研究人眼的视觉特性,对眼科临床、图像技术、环境照明和光学探测等领域都具有重要意义。对比敏感度函数(contrast sensitivity function,CSF)是评价人眼视觉功能的重要参数,用于描述人眼视觉系统的空间特性,反映不同条件下对比敏感度和空间频率之间的关系[1,2]。Wooten和邓述移等提出了基于光学装置产生条纹和控制对比度的方法[3,4],开启了人眼CSF特性测量研究的序幕,但由于自动化程度低,操作繁杂,此方法并没有得到进一步发展。随着显示技术的发展,姚军财等提出了基于阴极射线管(cathode ray tube,CRT)显示器开展人眼CSF视觉特性研究[5,6],为图像技术和光电成像领域的发展提供了基础数据。虽然该方法操作简便,易于开展测试,但由于受到显示器特性限制,视觉实验准确度不高,致使得出的视觉模型不能很好地匹配和模拟人眼实际的视觉功能。近年来,中国计量科学研究院在开展主观视觉诊断设备计量校准研究的同时,对人眼CSF特性测量也开展了研究[7,8]。

本文提出了一种基于积分球和特制调光器产生人眼CSF测试目标的方法,采用交叉阶梯法进行心理物理实验,通过软硬件设计,实现人眼CSF特性测量。此方法对比度调节范围大,各项输出参数有效溯源,为开展人眼CSF基础研究,建立适合我国人口的视觉模型和CSF数据库提供依据。……