20.3 МОДЕЛЬ ОТЛИЧИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ
Общая структура метрики цветового отличия изображений описана Джонсоном и Фершильдом (2001), а в блочном виде метрика интегрирована в iCAM-модель и адресована как собственно восприятию изображений, так и отличию между ними. Для того чтобы метрика отличия изображений была гибкой и адаптивной, она изначально разрабатывалась как блочная, а ее структура основывалась на системе S-CIELAB (последняя, как уже было сказано, является пространственным расширением CIELAB).
S-CIELAB сочетает в себе традиционную метрику цветовых отличий с пространственными свойствами зрительной системы человека, что достигается за счет пространственной фильтрации стимулов изображения, выполняемой до по-пиксельного вычисления цветовых отличий. Блочная структура расширяет метрику отличий путем добавления к пространственной фильтрации ряда процедурных 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 и блок локализации, а также блоки детекции локального и общего контрастов (Джонсон и Фершильд, 2003).
Рис. 20.2 демонстрирует блочную структуру модели отличия изображений, а происхождение и структура каждого блока кратко описаны ниже.
Рис. 20.2 Блочная структура метрики отличия изображений.
Блок пространственной фильтрации
В контексте пространственной частоты работу зрительной системы описывают контрастно-сенситивные функции, которые, фактически, заключены в постретинальном оппонентном цветовом пространстве (где по яркостному каналу 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 модуляцию, так и принудительное повышение пространственной частоты стимулов, детально рассматриваются в работе Джонсона и Фершильда (2001). Прочие модели, обладающие сходными особенностями, - это уже упомянутые модели 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 стимулы хорошо изучена Кэмпбеллом и Робсоном (1968), а также Малленом (1985), обобщение текущего знания и методов числового описания работы пространственного 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 пространственные частоты стимулов. В свое время CSF были измерены при помощи специальной 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 адаптации не требуются мультишкальные и мультиканальные модели пространственного зрения: необходимо лишь, чтобы CSF были бы функциями от адаптации (прямое указание на факт существования мультишкальных механизмов).