人眼视觉函数(明视觉、暗视觉)

透光率计仪器的检定规程
国家标准的《机动车运行安全技术条件》（GB7258-2017）中第11.5.7 条规定：前风窗玻璃驾驶人视区部位及驾驶人驾驶时用于观察外后视镜的部位的可见光透射比应大于等于70%。

所有车窗玻璃可见光透射比均应≥50%，且不应张贴镜面反光材料的色纸或隔热纸。

汽车车窗玻璃的透光率可以使用透光率计LS110检测。

校准标准：JJF1225-2009《汽车用透光率计校准规范》该标准规定了透光率计必须满足明视觉函数的要求。

明视觉函数（function of photopic vision）的定义：人类的视觉系统对不同波长的光敏感程度不同，即人眼对光的相应程度四波长的函数。

国际照明委员会（CIE）于1971年在实验数据基础上公布了明视觉函数V（λ）标准值，并于1972年由国际计量委员会批准。

透光率计LS110和LS116均符合CIE明视觉函数标准，可通过计量院检测。

透光率计LS117计量检定前提要求说明：
1．光密度检定
检定依据：JJG920-1996《漫透射视觉密度计检定规程》
检定说明：检定光密度时，接收探头不用粘贴黑色绒布.（默认不粘贴绒布，如果接收探头已粘贴黑色绒布，请撕掉后再校准）。

2．透光率检定
检定依据：JJG178-2007 《紫外、可见、近红外分光光度计检定规程》
11500-2008/ISO 5-2 透射密度的几何条件)，接收探头必须粘贴黑色绒布再校准。

复习指南注：答案差不多能在书上找到的都标注页数了，实在找不到的或者PPT上的才打在题后面了，用红色和题干区分。

特此感谢为完善本文档所做出贡献的各位大哥。

(页码标的是白廷柱、金伟其编著的光电成像原理与技术一书)1.光电成像系统有哪几部分组成?试述光电成像对视见光谱域的延伸以及所受到的限制(长波限制和短波限制)。

(辐射源，传输介质，光学成像系统，光电转换器件，信息处理装置。

P2-4)答:辐射源，传输介质，光学成像系统，光电转换器件，信息处理装置。

[1]电磁波的波动方程该方程电磁波传递图像信息物空间和像空间的定量关系，通过经典电磁场理论可以处理电磁波全部的成像问题[2]收到的限制：当电磁波的波长增大时，所能获得的图像分辨力将显著降低。

对波长超过毫米量级的电磁波而言，用有限孔径和焦距的成像系统所获得的图像分辨力将会很低。

因此实际上己排除了波长较长的电磁波的成像作用。

目前光电成像对光谱长波阔的延伸仅扩展到亚毫米波成像。

除了衍射造成分辨力下降限制了将长波电磁波用于成像外，用于成像的电磁波也存在一个短波限。

通常把这个短波限确定在X 射线(Roentgen 射线)与y 射线(Gamma 射线)波段。

这是因为波长更短的辐射具有极强的穿透能力，所以，宇宙射线难以在普通条件下聚焦成像。

2.光电成像技术在哪些领域得到广泛的应用?光电成像技术突破了人眼的哪些限制?(P5)答：[1]应用：(1)人眼的视觉特性(2)各种辐射源及目标、背景特性(3)大气光学特性对辐射传输的影响(4)成像光学系统(5)光辐射探测器及致冷器(6)信号的电子学处理(7)图像的显示[2]突破了人眼的限制:(1)可以拓展人眼对不可见辐射的接受能力(2)可以拓展人眼对微弱光图像的探测能力(3)可以捕捉人眼无法分辨的细节( 4)可以将超快速现象存储下来3.光电成像器件可分为哪两大类?各有什么特点?(P8)固体成像器件主要有哪两类?(P9，CCD CMOS)答：[1]直视型：用于直接观察的仪器中，器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分，可直接显示输出图像，通常使用光电发射效应，也成像管.[2]电视型：于电视摄像和热成像系统中。

视见函数具体数值视见函数（Visual Acuity）是指人眼对远处物体细小细节的分辨能力。

它通常通过视力检查来测量，以便确定人的眼睛在理想状态下能够看清多远的物体。

视见函数的具体数值通常以分数或者小数的形式表示，比如20/20或者1.0。

这些数字看似简单，但实际上蕴含了丰富的信息。

20/20的视见函数被认为是正常视力。

这意味着一个人能够在20英尺（约6米）的距离上看清一英寸（2.54厘米）大小的物体，而且与绝大多数人相比，视力更好。

然而，视见函数并不是唯一衡量视力的标准，因为它只反映了眼睛对于远距离的适应能力。

事实上，人眼的视觉系统是一个复杂的系统，能够在不同的距离和光线条件下工作。

所以，为了全面评估一个人的视力，除了视见函数外，还需要考虑其他因素，比如对接近物体的分辨能力、对光线的适应能力以及对颜色和对比度的感知能力等。

近视和远视是两种常见的视力问题，它们会影响到人的视见函数。

近视者看近处清晰，看远处模糊；而远视者则相反。

在这种情况下，视见函数的具体数值可能会低于20/20。

然而，通过配戴眼镜或者隐形眼镜，这些问题通常可以得到纠正。

除了近视和远视外，年龄也是一个影响视力的因素。

随着年龄的增长，人的晶状体逐渐变硬，从而导致老花现象。

这使得人们在看近处物体时需要更多的调节力，从而影响到视见函数的具体数值。

此外，眼睛的健康状况也会对视见函数产生影响。

比如，白内障、青光眼等眼病都可能导致视力下降。

因此，及时进行眼部检查是非常重要的，以便发现并及时治疗这些眼病，从而保持良好的视见函数。

总的来说，视见函数的具体数值不仅反映了眼睛对远处物体的分辨能力，还蕴含了很多关于眼睛健康状况和功能的信息。

因此，我们应该重视视力保健，定期进行眼部检查，及时发现并治疗眼病，以保持良好的视见函数。

同时，注意保持良好的生活习惯，比如远离电子产品、定期休息眼睛等，也有助于保护视力健康。

不同光源的人体视觉及非视觉生物效应的探讨摘要：本文从明视觉、暗视觉及非视觉的三条光谱灵敏曲线出发，讨论不同视觉状态下，光源光谱对人体的作用。

通过测量各种常见光源的光谱，计算暗明比s/p 值和生物节律影响因子acv 值，对光环境进行评价。

另外，选取一天中自然光在各整点时刻的分布状态，计算acv值，比较人工光源和自然光源的差异，从而得到色温对s/p 值和acv 值的影响，为高效、健康的光源选择提供依据。

关键词：非视觉生物效应s/p 值生理周期影响因子色温1. 引论人眼中有三种感光细胞。

最为人们熟知的是杆状细胞和锥状细胞。

锥状细胞在亮度水平大于3cd/m2 的情况下起主要作用，由此定义了明视觉；而杆状细胞在亮度水平小于0.001cd/m2 的情况下被主要激活，从而定义此种亮度水平下属于暗视觉。

1924 年由国际照明委员会（简称C IE）承认的基于人眼对各种波长λ的光的相对灵敏度为光谱光视效率函数。

明视觉光谱光视效率函数V(λ)，其最大值在555nm 处，暗视觉光谱光视效率函数V’(λ)，其最大值在507nm 处。

人眼的第三种感光细胞是对人体褪黑素抑制产生作用的一种细胞，对人体的生物周期起到调节作用。

褪黑素是松果体分泌的一种胺类激素，其分泌量随着年龄的增大而逐渐降低。

褪黑素作为一种光照周期的化学介质参与调节季节性繁殖活动，同时也是视网膜中重要的神经调质。

根据以往的研究，对于健康人体来说，446-477nm 的波长被认为是最可能对褪黑素分泌产生作用的范围[1]。

因此，具有高色温的光源相较于低色温光源对于褪黑素作用更强。

目前，褪黑素抑制作用光谱函数并没有达成共识，因此我们使用了由Gall 基于相关实验结果定义的c(λ)曲线[2]，明视觉曲线采用1978Judd-Vos 进行修正的2º视角光谱光视效率函数曲线，暗视觉曲线为1951 年CIE暗视觉光谱光视效率函数曲线，如图1 所示。

c(λ)曲线相比于明暗视觉曲线更加的向短波长偏移，其峰值在450nm 附近。

人眼视觉特性(一)2248671769@qq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响及特性：(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，以到达其亮度的动态范围。

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，在保证不被人眼发觉的前提下，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，分别反响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。

第一节_人眼的视觉特性-总结第一篇：第一节_人眼的视觉特性-总结第一节人眼的视觉特性1、在一般情况下，如有两种光谱成分不同的光，只要三种光敏细胞对它们的感觉相同，则主观彩色感觉（包括亮度和色度）就相同。

2、格拉斯曼定律—复合光的亮度等于各光分量的亮度之和。

3、人眼的视觉范围有一定的限度，明暗感觉是相对的。

4、韦伯-费赫涅尔定律—亮度感觉与亮度L的对数成线性关系。

5、一方面，重现景物的亮度无需等于实际景物的亮度，而只需保持二者的最大亮度与最小亮度的比值不变；另一方面，人眼不能察觉的亮度差别，在重现景物时也无需精确复制出来。

6、人眼分辨景物细节有一极限值，对彩色细节的分辨能力远比对亮度细节分辨力低。

7、视觉的空间频率响应具有低通滤波器性质。

8、人眼存在视觉惰性—电影、电视放映的生理基础。

临界闪烁频率取决于亮度、亮度变化幅度、观看距离等。

一、人眼的亮度感觉1．人眼的光亮感觉光也是一种电磁辐射，人眼对780～380纳米之间电磁波的刺激有光亮的感觉，故波长在这个范围内的电磁波称为可见光。

2．人眼的彩色感觉人眼对780～380纳米之间的光还有彩色感觉，具体如图1-1所示。

3．人眼的视敏特性人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。

衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。

1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率各波长光明亮感觉的敏感程度。

称为视敏函数。

的倒数可以用来衡量人眼对2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数，记为：如图1－2所示，左边的曲线是暗视觉曲线，右边的是明视觉曲线。

二、人眼亮度感觉的特性（描述人眼对光亮差别的感觉特性）1．亮度：光源或反射面的明亮程度，亮度的单位为（坎德拉/平方米）。

2．亮度视觉的范围：人眼总的感光范围极其宽广，明视觉的亮度感觉范围为而暗视觉的感觉范围为千分之几 3．光亮感觉的特点：1）人眼的主观亮度感觉与周围环境亮度有关。

第一节人眼的视觉特性1、在一般情况下，如有两种光谱成分不同的光，只要三种光敏细胞对它们的感觉相同，则主观彩色感觉（包括亮度和色度）就相同。

2、格拉斯曼定律—复合光的亮度等于各光分量的亮度之和。

3、人眼的视觉范围有一定的限度，明暗感觉是相对的。

4、韦伯-费赫涅尔定律—亮度感觉与亮度L的对数成线性关系。

5、一方面，重现景物的亮度无需等于实际景物的亮度，而只需保持二者的最大亮度与最小亮度的比值不变；另一方面，人眼不能察觉的亮度差别，在重现景物时也无需精确复制出来。

6、人眼分辨景物细节有一极限值，对彩色细节的分辨能力远比对亮度细节分辨力低。

7、视觉的空间频率响应具有低通滤波器性质。

8、人眼存在视觉惰性—电影、电视放映的生理基础。

临界闪烁频率取决于亮度、亮度变化幅度、观看距离等。

一、人眼的亮度感觉1．人眼的光亮感觉光也是一种电磁辐射，人眼对780～380纳米之间电磁波的刺激有光亮的感觉，故波长在这个范围内的电磁波称为可见光。

2．人眼的彩色感觉人眼对780～380纳米之间的光还有彩色感觉，具体如图1-1所示。

3．人眼的视敏特性人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。

衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。

1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。

称为视敏函数。

2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数，记为：如图1－2所示，左边的曲线是暗视觉曲线，右边的是明视觉曲线。

二、人眼亮度感觉的特性（描述人眼对光亮差别的感觉特性）1．亮度：光源或反射面的明亮程度，亮度的单位为（坎德拉/平方米）。

2．亮度视觉的范围：人眼总的感光范围极其宽广，明视觉的亮度感觉范围为到量级，而暗视觉的感觉范围为千分之几到几个。

§1.1 光和视觉性1.1.1 人眼构造和感光机理一、人眼的构造眼睛的外形是一个直径大约为23mm的球体，其水平断面，如图1.1－1所示。

眼球由多层组成，最外层是较硬的膜，前面1/6部分是透明的角膜，光线由此进入，其余5/6部分为巩膜，作为外壳保护眼球。

角膜内是前室，含有水状液，对可见光是透明的，能吸收一部分紫外光。

前室后面是虹膜，其中间有一直径可在2～8mm间变化的小孔，称为瞳孔，相当于照相机的光圈，调节进入眼睛的光通量。

瞳孔后面是永晶体，它是扁球形弹性透明体，能起透镜作用，其曲率由两旁的睫状肌调节，从而改变它的焦距，使远近不同的景物都在视网膜上清晰成象。

永晶体的后面是后室，它充满了透明的胶质，起着保护眼睛的滤光作用。

后壁则为视网膜，它由无数的光敏细胞组成光敏细胞按其形状分为杆状的细胞和锥状细胞，锥状细胞有700万个，主要集中在正对瞳孔的视网膜中央区域称为黄斑区。

此处无杆状细胞，越远离黄斑区，锥状细胞越少，杆状细胞越多，在接近加缘区域，几乎全是杆状细胞。

杆状细胞只能感光，不能感色，但感光灵敏度极高，是锥状细胞感光灵敏度的10，000倍。

锥状细胞既能感光，又能感色。

两者有明确的分工：在强光作用下，主要由锥状细胞起作用，所以在白天或明亮环境中，看到的景象既有明亮感，又有彩色感，这种视觉叫做明视觉（或白日视觉）。

在弱光作用下，主要由杆状细胞起作用，所以在黑夜或弱光环境中，看到的景物全是灰黑色，只有明暗感，没有彩色感，这种视觉叫做暗视觉。

锥体细胞和杆状细胞经过双极经胞与视神经相连，视神经细胞经过视经纤维通向大脑，视神经汇集视网膜的一点，此点无光敏细胞，称为盲点。

二、感光机理感光过程大致分为四个步骤：第一步：景物经过水晶体聚焦于视网膜形成“光象”。

视网膜上各点光敏细胞受到不同强度有光刺激，锥体细胞和杆状细胞中的感光包色素分别是视紫蓝质和视紫红质，它们受光照后发生化学变化，化学变化向相反方向进行。

人眼的视敏特性与视敏函数：视敏特性：人眼的视敏特性是指人眼对不同波长的光具有不同的灵敏度的特性叫视敏特性。

视敏特性常用视敏函数来表示。

（1）视敏函数为确定人眼对不同波长光的敏感程度可作如下实验：用不同光谱的单色光源发光，由“标准观察者”的眼睛观看，当观察者对所有单色光源发出的光获得相同的亮度感觉时，测量此时各不同的单色光源的辐射功率P（λ），显然P（λ）越大，说明人眼对该波长的光越不敏感。

相反，P（λ）越小，说明人眼对该波长的光越敏感。

通常我们用辐射功率的倒数来衡量人眼对波长λ光的敏感程度。

我们把辐射功率的倒数称为视敏函数，即：K（λ）=1/P（λ）式中：P（λ）为辐射功率。

K（λ）越大说明人眼对该波长的光越敏感。

（2）相对视敏函数通常把任意波长光的视敏函数与最大视敏函数的比值称为相对视敏函数。

在明亮条件下，人眼对555nm黄绿光有最高的灵敏度，故：V（λ）=K（λ）/K（555）=P（555）/P（λ）在暗视觉条件下V（λ）=K’（λ）/K’(507)=P’(507)/P’（λ）（3）相对视敏函数曲线相对视敏函数曲线是根据正常视力的观察者实验统计的结果得到的曲线。

如图所示。

由图可知：对于明视觉，当λ=555nm时（为黄绿光），亮度感觉最大。

对于暗视觉，当λ=507nm时（为青偏绿），亮度感觉最大。

在电视技术中都是采用明视觉曲线的。

明暗视觉曲线为何不重合？这是因为在明、暗两种情况下，是由不同的光敏细胞作用的结果。

在人眼的视网膜上有两种光敏细胞：其一是杆状细胞，其灵敏度高，但只能辨别明亮，不能辨别颜色。

在暗视觉条件下主要是由杆状细胞起作用。

故晚上只能辨别明亮，不能辨别颜色。

其二是锥状细胞，其灵敏度较低，但其既能辨别明亮，又能辨别颜色。

在明视觉条件下主要由锥状细胞起作用。

于是就形成了两种照明条件下的两种曲线。

图相对视敏曲线。

人眼的视觉特性1、引言人眼的视觉系统是世界上最好的图像处理系统，但它远远不是完美的。

人眼的视觉系统对图像的认知是非均匀的和非线性的，并不是对图像中的任何变化都能感知。

例如图像系数的量化误差引起的图像变化在一定范围内是不能为人眼所觉察的。

因此，如果编码方案能利用人眼视觉系统的一些特点，是可以得到高压缩比的。

对人眼视觉特性的深入研究及由此而建立的各种数学模型，一直是各种图像数字压缩算法的基础。

2、人眼的视觉特性人眼对380～780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度，称为人眼的视敏特性。

衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。

1）视敏函数在相同亮度感觉的条件下，不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。

称为视敏函数K(λ)=1/p r(λ)。

2）相对视敏函数实验表明，人眼对波长为555纳米的光最敏感，因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数。

可见光波长实验表明：视敏涵数的曲线的最大值位于５５５nm处当光线微弱向左偏移最大值为５０7nm处，两者相差近５０nm，人眼就相当于带通滤波器，这就表明人眼对亮度变化比较敏感。

人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多．三条曲线的峰值比为Ｒ：Ｇ：Ｂ＝０．５４：０．５７５：０．０５３（蓝光放大２０倍）．三条曲线有相当一部分是重叠的．正常观察条件下，人眼得到的是二者的合成的视觉，不能将他们各自的数值区分开来．大脑根据三者的比例，感知彩色的色调和饱和度，而三者的和决定了光的总亮度。

2.1对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线性的，通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。

也就是说，当光强I增大时，在一定幅度内感觉不出，必须变化到一定值I+ΔI时，人眼才能感觉到亮度有变化，ΔI/I一般也称为对比灵敏度。

因此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度，即不会被人眼察觉。