Människans visuella systemmodell

En mänskligt visuell systemmodell (HVS-modell) används av experter på bildbehandling , videobehandling och datorseende för att hantera biologiska och psykologiska processer som ännu inte är helt förstådda. En sådan modell används för att förenkla beteendet hos ett mycket komplext system . I takt med att vår kunskap om det verkliga visuella systemet förbättras, uppdateras modellen.

Psykovisuell studie är studiet av synens psykologi.

Den mänskliga visuella systemmodellen kan användas för att producera önskade effekter i perception och syn. Exempel på användning av en HVS-modell inkluderar färg-tv , förlustkompression och katodstrålerör (CRT)-tv.

Ursprungligen trodde man att färg-tv krävde för hög bandbredd för den då tillgängliga tekniken. Sedan märktes det att färgupplösningen för HVS var mycket lägre än ljusstyrkans upplösning; detta gjorde att färg kunde pressas in i signalen genom chroma subsampling .

Ett annat exempel är bildkomprimering med förlust, som JPEG . Vår HVS-modell säger att vi inte kan se högfrekventa detaljer så i JPEG kan vi kvantisera dessa komponenter utan en märkbar kvalitetsförlust. Liknande koncept tillämpas i ljudkomprimering , där ljudfrekvenser som är ohörbara för människor bandstoppfiltreras.

Flera HVS-funktioner härrör från evolutionen, när vi behövde försvara oss eller jaga mat. Vi ser ofta demonstrationer av HVS-funktioner när vi tittar på optiska illusioner.

Blockschema över HVS

Antaganden om HVS

Lågpassfilterkarakteristik (begränsat antal stavar i mänskligt öga): se Mach-band
Brist på färgupplösning (färre kottar i mänskligt öga än stavar)
Rörelsekänslighet
- Mer känslig i perifert syn
- Starkare än texturkänslighet, t.ex. titta på ett kamouflerat djur
Textur starkare än olikhet – 3D-djupupplösning behöver inte vara så exakt
Integral ansiktsigenkänning (bebisar ler mot ansikten)
- Djup inverterat ansikte ser normalt ut (ansiktsdrag åsidosätter djupinformation)
  - Upp och ner ansikte med inverterad mun och ögon ser normalt ut

Exempel på att dra nytta av en HVS-modell

Flimmerfrekvens för film och tv med ihållande syn för att lura tittaren att se en kontinuerlig bild
Interlaced TV målar halvbilder för att ge intrycket av en högre flimmerfrekvens
Färgtelevision (krominans vid halv upplösning av luminans som motsvarar proportionerna av stavar och kottar i ögat)
Bildkomprimering (svårt att se högre frekvenser hårdare kvantifierade)
Rörelseuppskattning (använd luminans och ignorera färg)
Vattenmärkning och Steganografi

Se även