視覚特性と画像の性質

視覚特性と画像の性質
人間の視覚特性 105
眼の働き
 視覚は凄い！
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104
103
物体追跡
102
色つき
10
立体知覚
色の恒常性（Color Constancy) 1
明るさの恒常性
10-1
広いダイナミックレンジ
ピント（５ｃｍ∼無限大まで） 10-2
フリッカレス（適度な残像特性）10-3
ノイズのない画像（？）
[lx]
2-1
明るさの弁別
 明るさの弁別：視覚の変換特性
ΔＢ =一定 （ウェバーの法則）
Ｂ
ΔＥ = kΔＢ
Ｂ
E = k log B
原島：画像情報圧縮，オーム社
(ウェバー・フェヒナーの法則）
2-2
B = 100
ΔB = 1
ΔB = 2
ΔB = 3
ΔB = 4
ΔB = 5
ΔB = 6
2-3
視覚の空間異方特性
水平方向の
空間周波数特性
他の角度では？？
正弦波パターンが 傾いたときに高周波特性が
最も低下
原島：画像情報圧縮，オーム社
2-4
視覚の時間周波数特性（１）
 目の前にステップ状の光を提示した
ときの明るさの感覚の変化
原島：画像情報圧縮，オーム社
2-5
視覚の時間周波数特性（１）
 正弦波パターンを時間方向に変化
ちらつきを感じる最小の振幅閾ΔLt
縦軸：ΔLtの逆数の対数
• ５∼２０Ｈｚでちらつき感度が最大
• 平均輝度が高いほど最高感度を得る
周波数は高くなる
原島：画像情報圧縮，オーム社
2-6
視覚の時間周波数特性（２）
 さらに f を大きくすると「ちらつき(flicker)」が感じられ
なくなる
 臨界融合周波数(CFF: critical fusion frequency) Fc
Fc = a log l + b
a, b:定数
l :平均輝度
2-7
Ｑ：映画館が暗いのはなぜ？
2-8
動きの知覚（１）
 実際運動：時間軸方向で標本化される前の現実
の運動
 速度閾 ：運動が知覚される最小の速度
 速度頂 ：運動が知覚される物理的速度の上限
眼を固定した場合
15゜/secまで 運動対象物の形が知覚される
50゜/sec以上 光の帯が見えるだけ
運動対象物に沿って眼を動かした場合
25∼30゜/secまで追跡可
2-9
動きの知覚（２）
 仮現運動：客観的に静止した刺激が単に提示され
たり，消失したりするだけで見掛け上生じる運動
最適運動印象を得るには，
適当な時間間隔が必要
原島：画像情報圧縮，オーム社
2-10
輪郭情報と視覚特性
画像を８×８のブロックで圧縮
明
明るさの感覚
境目で乱れが生じる
輝度
位置
2-11
色について
 我々が感じている色とは？
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光源からの光
物体のからの反射光
目（網膜で受光）
2-12
視細胞の分布
    ：中心窩に密集し解像力を高めている。明るいところで
働き、色覚はここから始まる
  ：暗いところで働き、1個の光量子の吸収でも反応
2-13
標準比視感度曲線
 明所： が働き
560nmでピーク
 暗所： が働き
510nmでピーク
2-14
色視野
 完全な3色型色覚が成立している領域は
の狭い範囲のみ
2-15
色覚について
 色覚は， の異なる錐体に
よって生じる．
 これらの特性によって，特定の色を区別しにくい
視覚特性をもつ人もいる．
C型（一般色覚者）
P型（L錐体欠落）
T型（S錐体欠落）
D型（M錐体欠落）
A型（全錐体欠落）
カラーユニバーサルデザイン機構
(略称CUDO) ホームページより
http://www.cudo.jp/
2-16
色覚タイプによる色の見え方
C型（一般色覚者）
A型（全錐体欠落）
P型（L錐体欠落）
D型（M錐体欠落）
T型（S錐体欠落）
カラーユニバーサルデザイン機構ホームページより
http://www.cudo.jp/
2-17
色弱者の見えの例
  P型・D型の人が見ると…
同じ色に見える！！
•  色弱者のほとんどは で、合計で男性のほぼ5 %
(欧米では男性の8∼10 %、アフリカでは2∼4 %)
•  P 型とD 型は遺伝子がX 染色体にあり、男性で率が高く
女性では数百人に1 人
カラーユニバーサルデザイン機構 ホームページより
http://www.cudo.jp/
2-18
錐体の分布
H. Hofer, J. Carroll, J. Neitz, M.
Neitz, D. R. Williams:
Organization of the Human
Trichromatic Cone Mosaic,
Journal of Neuroscience,
October 19, 2005 • 25(42):9669 –
9679 • 9669
2-19