基于纹理特性的物体外貌评价研究

【摘要】颜色和纹理是物体外貌的重要组成部分,当颜色相同或相近时,纹理的结构对于人眼的感知属性有非常显著的影响。尤其是纺织品,不同的纺织纹理会使人眼的色觉感受产生巨大差异。而现有的色貌模型如CIECAM02,并不能满意地预测具有表面纹理的物体色貌。为了更好地描述纺织品的外貌属性,本文设计了一系列专门的心理物理学实验来测试评价纺织品最重要的视觉属性以及各个感知属性与计算模型之间的关系,这对纺织品在各行各业的应用具有重大意义。本文采用不同颜色不同纹理的57个纺织品样本,经过严格的颜色管理过程采集并仿真显示在专业液晶显示器(LCD)上,并基于类别判定法的心理物理学实验方法,分别对物体表面色和仿真显示色样本的15个视觉属性进行评价,最终提取出3个对视觉评价最为重要的属性,即方向性、粗糙度和温暖属性。其中,方向性和粗糙度属性与纹理结构更为相关,而温暖属性则主要依赖于物体的颜色。数据分析表明,纹理基元较大的物体方向性属性较强,但粗糙度属性也较为明显,而纹理基元模糊的纺织品恰好相反。当纺织品颜色相同时,对于表面更粗糙的样本,其对温暖属性的视觉感知略有增强。同时,物体色与仿真显示色样本的结果具有较好的一致性。基于对相关视觉属性评价结果的因子分析,采用成对比较的心理物理学实验方法,对所提取出的三个主元分量分别进行建模。实验结果表明,纺织品的方向性属性与其本身的频谱分布密切相关,即当纹理基元的排列分布情况变化时,对应的方向性属性的视觉感知也随之变化,其变化量与计算量的对数值成正比。粗糙度属性则与纺织品的空间频率和深度信息有关,当纺织品的仿真显示色样经过高斯模糊的图像平滑后,对粗糙度属性的视觉感知也随之变弱。而温暖属性的评价模型则只与纺织品显示色样的彩度和色调相关,对红、黄色样本的温暖属性视觉感知较强,对蓝、紫色样本的温暖属性感知则较弱。最后,对本文的研究工作进行了总结,并针对研究中可以扩展的方向做出了展望。
【作者】刘海燕；
【导师】徐海松；
【作者基本信息】浙江大学，光学工程，2014，硕士
【关键词】视觉与颜色；物体外貌；纺织品；心理物理学实验；方向性属性；粗糙度属性；温暖属性；

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