[发明专利]一种测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法，通过设计近同色异谱色样对，组织色觉正常观察者对近同色异谱色样对基于心理物理实验的比较法进行色差评估。用观察者的目视色差数据，与现有CIE颜色匹配函数(CIE1931，CIE1964和CIE2006)的计算结果比较，测试色觉正常观察者锥细胞响应，以将观察者划分到不同颜色匹配函数。

背景技术

现有计算颜色样本色度值的颜色匹配函数仅有CIE国际照明委员会推荐的CIE1931和CIE1964，代表了不同观察视场(2°和10°)的观察者平均锥细胞响应。在评价近同色异谱颜色样本对色差时，基于不同原色叠加产生的颜色刺激，由于观察者锥细胞响应的个体差异，不同观察者经常会产生不同的颜色感觉。因此，仅用现有的CIE1931和CIE1964两套配色函数代表不同观察视场下观察者的平均颜色视觉特性，不足以表征不同观察者的锥细胞响应。

基于此，CIE国际照明委员会于2006年推出CIE2006颜色计算模型，该模型可产生20-80岁不同年龄观察者的61套颜色匹配函数。近年来，CIE号召世界各国研究者开展不同类型的颜色匹配实验，检验上述颜色匹配函数的可靠性和有效性。现有测试方法(中国专利CN 103983359 B)基于颜色匹配实验开展，需要被试者具有一定的颜色科学基础知识，才能较为准确、有效地完成不同颜色样本对的颜色匹配，因此操作的普及性、准确性受到了一定的影响。

发明内容

随着观察者年龄的增长，其颜色分辨能力出现了不同程度的变化，主要表现在屈光系统中晶状体(透镜)光谱透光率的变化。随着观察视场的变化，观察者感光系统中视网膜中央凹黄斑区感光色素的光谱密度也会发生一定变化。同时，由于不同观察者之间存在个体差异，其锥细胞对不同波长的光谱能量响应会有所偏差，如何选用合适的颜色匹配函数合理表征观察者的锥细胞响应，是目前CIE国际照明委员会需要解决的问题。

本发明的目的在于提出一种测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法，实际在进行颜色样本色度值表征和色差计算时，由于观察者之间的个体差异，导致不同观察者对颜色刺激会产生较大的颜色感知差异，给颜色的复制、传递和评价带来了很大的麻烦。

本发明通过设计近同色异谱颜色色样对，组织观察者用心理物理实验方法中的比较法开展目视评估实验，避免现有测试方法中的操作专业性要求以及匹配过程的复杂性。该方法适用于测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法，确定观察者在进行颜色色差评估时所属的CIE颜色匹配函数类别，同时可以测试和判断不同颜色匹配函数的性能。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种测试色觉正常观察者锥细胞响应的方法，包括如下步骤：

(1)制作同色异谱色样对，包括：目标色和n个待比较色，其中n≥2，要求目标色和待比较色颜色相同或相近，具有不同的光谱反射曲线；

(2)选择CIE1931，CIE1964颜色匹配函数分别计算目标色和n个待比较色之间的CIEDE2000色差，要求用CIE1931，CIE1964颜色匹配函数分别计算出的目标色和n个待比较色的色差变化趋势不同；

(3)将目标色和n个待比较色组成n对近同色异谱色样对；

(4)组织不同年龄、性别的色觉正常观察者基于心理物理实验中的比较法，在符合CIE推荐的标准观察条件下，对上述n对同色异谱色样对两两比较，进行色差大小判断；

(5)将观察者的色差大小判断结果进行概率统计，并转换为Z分数(标准分数)，进而将Z分数消负，转换为目标色和n个待比较色之间的目视色差V值；

(6)将步骤(1)中测量的目标色和n个待比较色颜色刺激光谱数据代入CIE推荐的不同颜色匹配函数CIE1931，CIE1964和CIE2006，计算不同颜色匹配函数下目标色和比较色的XYZ色度值，进而计算目标色和n个待比较色的CIEDE2000色差值；

(7)用协方差参数比较步骤(5)的V值和步骤(6)中不同CIE颜色匹配函数计算的CIEDE2000色差值，测试色觉正常观察者的锥细胞响应，将观察者划分到相应类别的颜色匹配函数。通过这种方法还可以同时测试和判断不同颜色匹配函数的性能。

步骤(1)中，所述的目标色和比较色为近同色异谱色样对，其颜色相同或相近，但光谱反射率曲线不同，分别由不同的原色光谱构成，目标色和待比较色的CIEDE2000色差值≤5；待比较色的个数n应大于等于2，制作样品时，要求目标色样和待比较色样的尺寸相同。