Финальный этап: визуализация изображений, для выполнения которой не обходимо обработать величины JCh по тем или иным условиям просмотра (именно условия просмотра определяют параметры инверсии IPT модели и па раметры расчета смены хроматической адаптации, конечно при условии про странственной однородности отображения на типичных носителях с низким динамическим диапазоном). Инверсия, выполняемая таким способом, позво ляет воспроизводить изображения, сохраняя их восприятие даже в тех услови ях просмотра, что принципиально отличны от условий оригинальной сцены или изображения. Одной из наиболее важных областей применения такого спо соба является воспроизведение HDR изображений на типичных носителях.

20.3 МОДЕЛЬ ОТЛИЧИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Общая структура метрики цветового отличия изображений описана Джон соном и Фершильдом (2001), а в блочном виде метрика интегрирована в iCAM модель и адресована как собственно восприятию изображений, так

иотличию между ними. Для того чтобы метрика отличия изображений была гибкой и адаптивной, она изначально разрабатывалась как блочная, а ее струк тура основывалась на системе S CIELAB (последняя, как уже было сказано, яв ляется пространственным расширением CIELAB).

S CIELAB сочетает в себе традиционную метрику цветовых отличий с про странственными свойствами зрительной системы человека, что достигается за счет пространственной фильтрации стимулов изображения, выполняемой до по пиксельного вычисления цветовых отличий. Блочная структура расширяет мет рику отличий путем добавления к пространственной фильтрации ряда проце дурных шагов, за выполнение каждого из которых отвечает свой независимый блок (каждый блок может быть отдельно протестирован и усовершенствован).

Сегодня действуют блок пространственной фильтрации, блок адаптации

иблок локализации, а также блоки детекции локального и общего контрастов (Джонсон и Фершильд, 2003).

Рис. 20.2 демонстрирует блочную структуру модели отличия изображений,

апроисхождение и структура каждого блока кратко описаны ниже.

403

Блок пространственной локализации

Равномерное цветовое пространство

Карта цветовых отличий

Рис. 20.2 Блочная структура метрики отличия изображений.

404

Блок пространственной фильтрации

В контексте пространственной частоты работу зрительной системы описы вают контрастно сенситивные функции, которые, фактически, заключены в постретинальном оппонентном цветовом пространстве (где по яркостному ка налу они имеют высокочастотный характер, а по хроматическим каналам — низкочастотный). S CIELAB для аппроксимации CSF и модуляции невоспри нимаемых деталей изображения задействует т.н. разделяемые ядра свертки (separable convolution kernels); более сложные CSF, включающие в себя как мо дуляцию, так и принудительное повышение пространственной частоты стиму лов, детально рассматриваются в работе Джонсона и Фершильда (2001). Про чие модели, обладающие сходными особенностями, — это уже упомянутые мо дели Lubin (1993), Дэли (1993), МОМ (Паттанайк и колл., 1998), S CIELAB (Чанг и Ванделл, 1996), а также пространственная ATD модель (Грэнджер, 1993). Дополнительно см. у Ли и колл. (1998), Тэлора и колл. (1997, 1998), а также Брилля (1997).

Реакция зрительной системы человека на пространственно сложные стиму лы хорошо изучена Кэмпбеллом и Робсоном (1968), а также Малленом (1985), обобщение текущего знания и методов числового описания работы пространст венного зрения можно найти в монографиях Де Валойса и Де Валойса (1998), Келли (1994), Ванделла (1995).

Блок пространственно%частотной адаптации

Рабочей основой блока пространственно частотной адаптации является контрастно сенситивная функция, обеспечивающая модуляцию невосприни маемых пространственных частот и повышающая воспринимаемые пространст венные частоты стимулов. В свое время CSF были измерены при помощи специ альной решетки из простых стимулов, по методике, позволяющей избежать пространственно частотной адаптации (суть которой в том, что она уменьшает чувствительность зрения к стимулам определенных пространственных частот). Следует отметить, что для прогнозирования пространственно частотной адапта ции не требуются мультишкальные и мультиканальные модели пространствен ного зрения: необходимо лишь, чтобы CSF были бы функциями от адаптации (прямое указание на факт существования мультишкальных механизмов).

Поскольку в реальных просмотровых условиях пространственно частотной адаптации избежать нельзя, был создан ряд прикладных моделей (Джонсон и Фершильд, 2001), меняющих содержимое CSF на основе данных о предпола гаемых условиях просмотра и/или информации о самом изображении.

Классическое и подробное описание пространственно частотной адаптации дают Блэйкмо и Кэмпбелл (1989).

Блок пространственной локализации

Чувствительность зрительной системы к стимулам низкой и высокой про странственных частот обеспечивает модуляцию информации о высокочастот

405