尹 芹,谭云华,马桂振

(东方锅炉股份有限公司,自贡 643001)

近年来,随着以DR,CR为代表的数字化射线检测技术的发展,工业数字图像这种信息载体取代传统卤银式胶片的趋势越来越明显。在数字图像的应用中,信息的最终接受者是人,图像通过人的眼睛成像在视网膜上,刺激视神经细胞引起视觉,在此基础上人的大脑产生了对图像的主观认识。笔者从人眼的视觉特性入手,利用韦伯-费希纳定律计算人眼对显示器显示灰度的分辨能力并予以验证,同时,围绕灰度这一客观指标,对提高工业数字图像对比度的工艺措施予以研讨分析。

1 人眼对灰度的分辨能力

与底片采用黑度表征对比度类似,数字图像采用灰度这一物理量表征对比度。灰度也就是图像的亮度层次,一幅数字图像由许多亮度不同的像素组成,如果从图像中最亮部分到最暗部分之间的亮度等级越多,则说明这幅图像层次越丰富,图像质量也就越好。

亮度视觉变化符合韦伯-费希纳定律,它表明对于不同亮度L人眼能觉察的最小亮度变化量ΔLmin不同,但在相当大的亮度范围内,可觉察的最小相对亮度变化ΔLmin/L却等于一个常数ζ,此值称为对比度灵敏度阈或韦伯-费赫涅尔系数(Weber-Fechner Ratio)[1]。人眼能辨别的对比度灵敏度阈ζ与亮度L的关系[2]如图1所示。可见,在亮度＜1 cd/m2范围内值会急剧增高,而在亮度＞1 cd/m2范围为一常数值。

基于以上知识,现计算人眼在显示器上观察图像时所能分辨的灰度等级差。设图……