人眼特征及视觉感知
人眼视觉特性（HVS）
⼈眼视觉特性（HVS）⼈眼视觉特性(⼀)2248671769qq.⼈眼类似于⼀个光学系统，但它不是普通意义上的光学系统，还受到神经系统的调节。
⼈眼观察图像时可以⽤以下⼏个⽅⾯的反应及特性：(1)从空间频率域来看，⼈眼是⼀个低通型线性系统，分辨景物的能⼒是有限的。
由于瞳孔有⼀定的⼏何尺⼨和⼀定的光学像差，视觉细胞有⼀定的⼤⼩，所以⼈眼的分辨率不可能是⽆穷的，HVS对太⾼的频率不敏感。
(2)⼈眼对亮度的响应具有对数⾮线性性质，以达到其亮度的动态围。
由于⼈眼对亮度响应的这种⾮线性，在平均亮度⼤的区域，⼈眼对灰度误差不敏感。
(3)⼈眼对亮度信号的空间分辨率⼤于对⾊度信号的空间分辨率。
(4)由于⼈眼受神经系统的调节，从空间频率的⾓度来说，⼈眼⼜具有带通性线性系统的特性。
由信号分析的理论可知，⼈眼视觉系统对信号进⾏加权求和运算，相当于使信号通过⼀个带通滤波器，结果会使⼈眼产⽣⼀种边缘增强感觉⼀⼀侧抑制效应。
(5)图像的边缘信息对视觉很重要，特别是边缘的位置信息。
⼈眼容易感觉到边缘的位置变化，⽽对于边缘的灰度误差，⼈眼并不敏感。
(6)⼈眼的视觉掩盖效应是⼀种局部效应，受背景照度、纹理复杂性和信号频率的影响。
具有不同局部特性的区域，在保证不被⼈眼察觉的前提下，允许改变的信号强度不同。
⼈眼的视觉特性是⼀个多信道(Multichannel)模型。
或者说，它具有多频信道分解特性(Mutifrequency channel decompositon )。
例如，对⼈眼给定⼀个较长时间的光刺激后，其刺激灵敏度对同样的刺激就降低，但对其它不同频率段的刺激灵敏变却不受影响(此实验可以让⼈眼去观察不同空间频率的正弦光栅来证实)。
视觉模型有多种，例如神经元模型，⿊⽩模型以及彩⾊视觉模型等等，分别反应了⼈眼视觉的不同特性。
Campbell和Robosn由此假设⼈眼的视⽹膜上存在许多独⽴的线性带通滤波器，使图像分解成不同频率段，⽽且不同频率段的带宽很窄。
人眼特征及视觉感知解析
• · 当有光线时，人眼睛能辨别物象本体的明暗。物象有了 明暗的对比，眼睛便能产生视觉的空间深度，看到对象的 立体程度。同时眼睛能识别形状，有助我们辨认物体的形 态。此外，人眼能看到色彩，称为色彩视或色觉。此四种 视觉的能力，是混为一体使用的，作为我们探察与辨别外 界数据，建立视觉感知的源头。
• 眼睛除了要辨认物象的特征，还要知道对象的位置，及其活动上的变 化，才可驱使身体其它部位作出相应的动作。 • · 在理解自身与外界之间的距离或深度，人类的知觉，可从视野所得 的资料中，抽出有关空间的提示，从而知识到自己与各种对象的距离。 视网膜是视觉的核心，它是一片平面的薄膜，获得的物象是平板而缺 乏立体感的。所以知觉需要组织起其它信息，才能做出对深度的感知。 人类的眼球天赋便有辨别立体深度和距离的本能，因为人类是用双目 平排而视。同时通过外物在视野范围中所形成的物象大小，以及排列 或表现的状态，认知该物与我们的距离。甚至可通过形状及色彩获得 有关距离的资料。 • · 眼睛能看到物体的移动，有助辨别物体的方向和运动的速度。
• 影像感知 • · 眼睛后段是感光的部分。后段有视网膜，它是由两种感 光细胞所组成，这两种细胞因其形状而名为杆状细胞(rod cells)和锥状细胞(cone cells)，作用是将水晶体聚焦而成 的光线变成电信号，并由神经细胞送往脑部。视网膜上的 神经会聚并连结到大脑的一点，由于没有光线的受体，所 以大脑无法感知聚焦该处的影像，故名盲点。
• 视觉区域 • · 感觉光暗的杆状细胞和感觉色彩的锥状细胞在视网膜表 面并不是平均分布的，在感知中起重要作用的锥细胞大部 分集中在视网膜中的一小片称为黄点的地方。因此我们在 观看景物和阅读时，注意力只是集中在视野ห้องสมุดไป่ตู้围一半不到 的区域。
人体视野以及所及范围的标准
人体视野以及所及范围的标准引言人体视野是指人眼能够看见的范围，它决定了我们对世界的感知和认知。
人体视野的标准可以帮助我们了解人眼的生理特性以及人类对周围环境的感知能力。
本文将从人体视野的定义、结构、特点以及所及范围的标准等方面进行详细探讨。
人体视野的定义人体视野是指人眼能够看到的区域，它是由眼球、视网膜、视觉神经及相关脑区共同构成的。
人体视野的范围取决于眼球的解剖结构和视觉系统的生理特性。
人体视野的结构人类的视觉系统是一个复杂的系统，包括眼球、视网膜、视神经和视觉皮质等部分。
眼球眼球是人体视觉系统的核心组成部分，它是负责接收光线并将其转化为神经信号的器官。
眼球主要由角膜、晶状体、玻璃体和视网膜等结构组成。
视网膜视网膜是眼球内部的一个重要结构，它能够将光线转化为神经信号，并传递给大脑进行处理。
视网膜上有许多感光细胞，包括视锥细胞和视杆细胞，它们对不同程度的光线敏感。
视觉神经视觉神经是将视觉信号从眼睛传输到大脑的通道。
视觉神经主要由视神经、视交叉和视放射等部分组成。
视觉皮质是大脑中负责处理视觉信息的区域，它接收并解读由眼睛传来的神经信号，从而让我们产生视觉感知和认知。
人体视野的特点人体视野具有一些独特的特点，这些特点决定了我们对周围环境的感知能力。
1.中央视野：人体的中央视野是最为敏感和清晰的部分，它占据了整个视野的一小部分。
中央视野主要负责高分辨率和颜色视觉。
2.外围视野：人体的外围视野是较为模糊和不敏感的部分，它占据了整个视野的大部分。
外围视野主要负责感知运动、位置和视野导航等。
3.双眼视野：人类通常具有两只眼睛，双眼能够合作工作以提供更广阔和更立体的视野。
双眼视野的叠加区域可以提供深度感和立体感。
4.眼球运动：人眼能够进行水平、垂直和旋转等运动，从而覆盖更广阔的视野。
眼球运动让我们能够探索周围环境和追踪移动物体。
人体视野的所及范围标准人体视野的所及范围标准是指在不同条件下，人眼能够看见的范围。
人眼特征及视觉感知解析
人眼特征及视觉感知解析人眼是视觉系统的关键组成部分，它通过感知光线，并将其转化为大脑可以理解的信息。
人眼的特征和视觉感知涉及到眼睛的结构以及大脑对这些信息的处理。
人眼的特征包括眼球、角膜、瞳孔、晶状体、视网膜和视神经等组成部分。
眼球是一个球状结构，有助于保护和支撑眼睛内部组织。
角膜是位于眼球前部的透明圆形组织，它提供了大约三分之二的光线折射，并帮助对入射光线进行聚焦。
瞳孔是角膜中央的一个黑色圆孔，它通过调节大小来调节光线的进入量。
晶状体位于瞳孔后面，它负责对光线进行进一步的聚焦。
视网膜是人眼中最重要的组成部分之一，它是眼睛内的感光器官。
视网膜包含有大量的光敏细胞，其中主要有两种类型：锥状细胞和杆状细胞。
锥状细胞负责视觉的彩色感知，而杆状细胞负责在弱光条件下的黑白视觉。
视网膜上的光敏细胞将所接收到的光信号转化为神经信号，并通过视神经传输到大脑。
大脑是视觉感知的关键部分，它负责对来自眼睛的信息进行解析和解释。
当光信号通过视神经达到大脑时，大脑会对这些信号进行处理和分析，以产生一个完整的视觉感知。
大脑的不同区域负责不同方面的视觉感知，例如颜色、形状、运动等。
除了这些基本的眼睛特征和大脑的处理，视觉感知还涉及到其他一些复杂的机制。
例如，眼睛中的视觉系统对于深度感知和空间感知也起着重要作用。
这包括光线在不同眼睛之间的差异和角度变化，从而帮助我们感知到三维物体和环境。
此外，视觉感知还受到许多其他因素的影响。
这包括光的亮度、颜色和对比度等。
不同的光条件和环境条件会对我们的视觉感知产生影响。
另外，个体的视觉能力和经验也会对其视觉感知产生影响，例如，眼睛的近视或远视情况以及通过训练和经验所获得的对不同物体和场景的识别能力。
总的来说，人眼的特征和视觉感知是一个复杂的过程，涉及眼睛结构和大脑处理这些信息的机制。
了解这些特征和机制有助于我们更好地理解人类视觉系统的工作原理，并对其进行研究和应用。
人眼视觉感知原理
人眼视觉感知原理人眼是人类视觉感知的重要器官，它通过感光细胞和大脑的协同作用，使我们能够感知到外界的光线、颜色、形状和运动，并解析成我们所理解的视觉信息。
人眼视觉感知的原理主要包括感光细胞的工作原理、光线在眼球中的传播过程以及大脑对光信号的处理过程。
首先，感光细胞是人眼视觉感知的基础。
人眼中有两种类型的感光细胞，分别是视锥细胞和视杆细胞。
视锥细胞分为三种类型，分别对应于红、绿、蓝三原色光的感知，它们主要负责夜间光线不足时的视觉感知和颜色的感知。
而视杆细胞只有一种类型，它对光线的感知非常灵敏，主要负责白天的视觉感知以及运动的感知。
当光线进入眼睛后，它会被感光细胞中的视黄酸衍生物吸收，并将光信号转化为神经冲动，然后传递给神经元。
其次，光线在眼球中的传播过程也是人眼视觉感知原理的一部分。
当光线进入眼睛后，首先穿过角膜，然后通过虹膜进入晶状体。
角膜和晶状体共同组成了一个凸透镜，通过改变晶状体的形状和位置，可以调节光线的聚焦距离，从而使远处或近处的物体形成清晰的像。
然后，光线穿过晶状体后，进入到眼球后部的视网膜上。
视网膜上有成千上万个感光细胞，它们接收到光线后将光信号转化为神经信号，并传递给大脑。
最后，大脑对光信号的处理过程是人眼视觉感知的重要环节。
光信号从视网膜传入触发视觉信息处理的神经元，其中一种类型是叫做中央视觉通路的神经元，它们起着传递光信号的功能。
光信号在大脑的后枕叶中被分解为不同的特征，比如颜色、形状和运动等。
这些特征被传递到处理视觉信息的区域，如视觉皮层，进一步加工和整合。
最后，大脑将这些处理过的信号解释为我们所见到的外界物体和场景，从而形成我们的视觉感知。
总体来说，人眼视觉感知原理涉及到感光细胞的工作原理、光线传播过程以及大脑对光信号的处理过程。
这些过程相互协同作用，使我们能够感知到外界的光线、颜色、形状和运动，并解析成我们所理解的视觉信息。
人眼视觉感知的原理的了解有助于我们更好地理解人类视觉的机制，也对视觉科学和医学有重要意义。
数字图像基础知识-视觉感知要素
右图称为马赫带， 右图称为马赫带，条 好像有毛边 带边缘好像 带边缘好像有毛边
7
数字图像基础
第一节 视觉感知要素
四、感觉亮度 以下三个小方块的亮度是否感觉一样？ 以下三个小方块的亮度是否感觉一样？
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数字图像基础
第一节 视觉感知要素
五、视觉错觉 正方形，还有圆！！！ 正方形，还有圆！！！
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数字图像基础
第一节 视觉感知要素
五、视觉错觉 下列横线是否平行？ 下列横线是否平行？
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数字图像基础
第一节 视觉感知要素
五、视觉错觉 旋涡 or 同心圆
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数字图像基础
第一节 视觉感知要素
一、人眼构造
眼睛的构造: 眼睛的构造
(人眼包含有三层膜 人眼包含有三层膜) 人眼包含有三层膜
眼角膜与巩膜外壳 晶状体) 脉络膜 (前面睫状体 虹膜 晶状体 前面睫状体 视网膜
数字图像基础
第一节 视觉感知要素
一、人眼构造 视网膜： 视网膜：位于眼球后 部的内壁， 部的内壁，由分离光 接收器(细胞)构成， 接收器(细胞)构成， 为人提供图案视觉 视网膜分为锥状体和 杆状体
数字图像基础
第一节 视觉感知要素
二、眼睛中图像的形成 通过晶状体的调节，自然界中的界物， 通过晶状体的调节，自然界中的界物，主要投 射到中央凹上
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数字图像基础
第一节 视觉感知要素
三、亮度适应和鉴别 亮度适应范围: 亮度适应范围: 1010量级 从10-6ml 到 104ml 实验表明， 实验表明，主观亮度是进 入眼睛亮度的对数函数
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数字图像基础
第一节 视觉感知要素
三、亮度适应和鉴别 亮度适应现象: 亮度适应现象: 人眼并不能同度来完成这一大变动
人眼能够分辨不同粗细度的物体吗？
人眼能够分辨不同粗细度的物体吗？一、粗细度与视觉感知视觉感知是人类最重要的感觉之一，而在视觉感知中，人眼对于粗细度的分辨能力也是相当重要的。
人眼的视觉系统是一个精密的机构，它通过感光细胞和大脑之间的信息传递，使我们能够观察和识别出不同粗细度的物体。
无论是日常生活中的细小物品还是工业上的精密仪器，人眼都能够准确地识别它们的粗细度。
二、视觉神经适应人眼对于不同粗细度的物体有着惊人的适应能力。
当人眼长时间接触到一种特定粗细度的物体时，视觉系统会发生适应性调整，使得人眼能够更加准确地分辨出这种粗细度的物体。
这一现象称为视觉神经适应。
通过适应，人眼可以提高对于不同粗细度的物体的分辨能力，进而更好地适应各种不同的环境。
三、视觉识别与训练除了视觉神经适应外，人眼的分辨能力还可以通过训练得到进一步提高。
科学家通过一系列的实验发现，经过系统的视觉训练，人眼可以更加敏锐地感知不同粗细度的物体。
这一发现表明，人眼的分辨能力并非固定不变，而是可以通过训练不断提升。
四、视觉系统的神奇之处人眼能够分辨不同粗细度的物体，这一事实展示了视觉系统的神奇之处。
视觉系统的复杂性远远超过我们的想象，它不仅仅能够分辨物体的粗细度，还能够感知物体的形状、颜色、运动等多种信息。
正是由于视觉系统的高度发达，人类才能够拥有如此丰富的感知和认知能力。
五、应用前景人眼能够分辨不同粗细度的物体，对于许多领域都有着广泛的应用前景。
在工业领域，人眼对于粗细度的分辨能力可以帮助工人进行精密装配和检测，提高生产效率和产品质量。
在生物医学领域，人眼对于细胞和组织的粗细度可作为诊断疾病和治疗方案的指标，为科学家提供了重要的参考依据。
此外，人眼对于粗细度的敏感性还可以在设计领域得到应用，帮助设计师更好地考虑粗细度对于产品形态和视觉效果的影响。
总结：人眼作为一个复杂而精密的感觉器官，具备了对于不同粗细度的物体进行分辨和识别的能力。
这一能力可以通过视觉神经适应和训练得到进一步提高。
眼睛的结构和视觉感知
等
视觉信号的传递： 光线通过眼睛， 在视网膜上形成 图像，然后通过 视神经传递到大
脑
视觉中枢的处 理：大脑对视 觉信号进行加 工和处理，形
成视觉感知
视觉感知的影 响因素：包括 光线、颜色、 形状、运动等
视觉感知的应用
虚拟现实：通过 模拟视觉感知， 让用户沉浸在虚 拟环境中
增强现实：通过 增强视觉感知， 将虚拟信息融入 现实世界
视网膜：位于眼球内壁，有感 光细胞，接收光线刺激并转化
为神经信号
眼内容物
角膜：位于眼球最外层，具有保护作用 虹膜：位于角膜和晶状体之间，调节进入眼睛的光线 晶状体：位于虹膜和视网膜之间，聚焦光线 视网膜：位于眼球内壁，接收光线并转化为神经信号
眼附属器
眼睑：保护眼睛，保持湿润 睫毛：防止灰尘进入眼睛 泪腺：分泌泪液，保持眼睛湿润
互动。
视觉感知的研 究涉及神经科 学、心理学、 计算机科学等
多个领域。
视觉感知的过程
光线进入眼睛，通 过角膜和晶状体聚 焦在视网膜上
视网膜上的感光 细胞接收到光线， 产生电信号
电信号通过视神 经传递到大脑的 视觉中枢
大脑对视觉信号 进行处理和解析， 形成视觉感知
视觉感知的生理机制
眼睛的结构： 包括角膜、晶 状体、视网膜
眼镜等
激光手术矫正： 通过激光手术，
如LASIK、 PRK等，改变 角膜曲率，改
善视力
视觉训练：通 过视觉训练， 如弱视训练、 斜视训练等， 改善视觉功能
药物治疗：使 用药物，如阿 托品、托吡卡 胺等，改善视
觉功能
辅助器具：使 用辅助器具， 如放大镜、助 视器等，改善
视觉功能
视觉感知的矫正仪器
眼镜：用于矫正近视、远视、散光等视 力问题
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• 视觉区域 • · 感觉光暗的杆状细胞和感觉色彩的锥状细胞在视网膜表 面并不是平均分布的，在感知中起重要作用的锥细胞大部 分集中在视网膜中的一小片称为黄点的地方。因此我们在 观看景物和阅读时，注意力只是集中在视野范围一半不到 的区域。
• 一个视能正常的人，能分辨在视网膜上来自不同投影的影 像。这种能力称为”视觉敏锐度”。 在接近视网膜的中央， 距离眼角膜最远的地方，这位置称为黄点(fovea) ，是感光 细胞最密集，视觉敏锐度最高的位置。当我们要看清一件 对象时，我们会转动眼球，直至影像聚焦在黄点上。离开 黄点越远，感光细胞越少，影像越不清晰。如影像聚焦在 黄点以外的地方，我们可看见一件对象的存在，但未必知 道这件对象是甚么。
• 影像感知 • · 眼睛后段是感光的部分。后段有视网膜，它是由两种感 光细胞所组成，这两种细胞因其形状而名为杆状细胞(rod cells)和锥状细胞(cone cells)，作用是将水晶体聚焦而成 的光线变成电信号，并由神经细胞送往脑部。视网膜上的 神经会聚并连结到大脑的一点，由于没有光线的受体，所 以大脑无法感知聚焦该处的影像，故名盲点。
• 眼球的结构 • · 视觉是指视觉器官眼睛（或眼球），通过接收及聚合光 线，得到对物体的影象，然后接收到的信息付会传到脑部 进行分析，以作为思想及行动的反应。 • · 要感知外在环境的变化，要靠眼睛及脑部的配合得出来， 以获得外界的信息。人类视觉系统的感受器官是眼球。眼 球的运作有如一部摄影机，过程可分为聚光和感光两个部 分。
• 人眼在观看平板显示屏上运动图像时视觉 失真产生的原因，通过视觉感知实验对已 有的视觉感知模型进行修正优化，进一步 优化显示器件的驱动方法。
谢谢！
• · 当有光线时，人眼睛能辨别物象本体的明暗。物象有了 明暗的对比，眼睛便能产生视觉的空间深度，看到对象的 立体程度。同时眼睛能识别形状，有助我们辨认物体的形 态。此外，人眼能看到色彩，称为色彩视或色觉。此四种 视觉的能力，是混为一体使用的，作为我们探察与辨别外 界数据，建立视觉感知的源头。
• 眼睛除了要辨认物象的特征，还要知道对象的位置，及其活动上的变 化，才可驱使身体其它部位作出相应的动作。 • · 在理解自身与外界之间的距离或深度，人类的知觉，可从视野所得的 资料中，抽出有关空间的提示，从而知识到自己与各种对象的距离。 视网膜是视觉的核心，它是一片平面的薄膜，获得的物象是平板而缺 乏立体感的。所以知觉需要组织起其它信息，才能做出对深度的感知。 人类的眼球天赋便有辨别立体深度和距离的本能，因为人类是用双目 平排而视。同时通过外物在视野范围中所形成的物象大小，以及排列 或表现的状态，认知该物与我们的距离。甚至可通过形状及色彩获得 有关距离的资料。 • · 眼睛能看到物体的移动，有助辨别物体的方向和运动的速度。
• 双眼视觉 • · 即使用单一只眼人类仍可对深度有一定感知。不论是用 单目或双目，眼睛需要从种种的视觉迹象中，得悉空间和 距离的提示。有些视觉迹象只需用一目便可明了，此种有 关距离的信息，称作单目视觉。如需两眼合用才可达到的 空间信息，称为双目视觉。 • · 人类的眼睛是可以察觉到自身和物体，以及物体与物体 之间的距离。能产生远近距离的观感，因为人类是用两只 眼睛同时观看，而左右两眼所看到的物像，有很微少的差 别，称为视差。当脑部接收到两款分别来自两只眼睛，而 并不相同的影像，脑袋就会将两款影像二合为一，因而产 生对物体的立体及空间观感。
人眼特征及视觉感知
人眼特点：小而功能强；精细而复 杂；浅表而脆弱பைடு நூலகம்不可修复性；是 光学器官；双眼对称性.
视觉感知
• 人的眼睛有着接收及分析视像的不同能力，从而组成知觉， 以辨认物象的外貌和所处的空间（距离），及该物在外形 和空间上的改变。脑部将眼睛接收到的物象信息，分析出 四类主要资料；就是有关物象的空间、色彩、形状及动态。 有了这些数据，我们可辨认外物和对外物作出及时和适当 的反应。
“视域” 是指眼睛 的视觉范围。视域 是人在没有转动头 部，眼睛向前的情 况下，能看见的角 度范围。我们假设 一般人有120至140 度视域。
• 立体视觉的进化 • · 陆上哺乳类动物都有两只眼睛，其中素食动物的眼睛大 多生于头部的左右两边，这种构造有利的地方是任何时候 都能看见四周的景物，有利于及早发现捕食者。 • · 人类和其它的肉食、杂食动物，无需处处提防捕食者， 反之要在捕食时准确判断自已与猎物的位置，所以演化出 两眼向前的头部结构，并发展出利用双眼所见之差别来计 算距离的能力。