基于颜色匹配技术的观察者生理老化对颜色感知的影响研究

The CIE 1931 and 1964 standard observer colorimetric data were established on the color matching experiments with the normal color vision observer. The difference between the two functions is only the angle of view, no considering the aging effect on color perception. The physiological and psychological color perception will change with different viewing angle, age and physiological psychology. In 2006, CIE's technical committee TC 1-36 published a report (described hereafter as CIEPO06,an abbreviation of CIE 2006 physiological observers) on the choice of a set of color-matching functions (CMFs) and estimates of cone fundamentals for the color-normal observer for different viewing angle and age. Then, CIE call the researcher all over the world to check the precision of the model.The project is planned to establish the color matching datasets for observers with different age through the psychological method of oculus uterque simultaneity. On the basis of the datasets, we will check the CIEPO06 model and submit the Chinese datasets to CIE. Refer to conditional color appearance theories and methods, by simulating the visual color characteristics and considering the observer metamerism, the standard observer cone responding color matching function will be set up. The modern digital technique was introduced to establish the 'aging effect' color difference evaluation and color transformation method for color reproduction and management.

现有CIE色度系统的CIE 1931和1964两套标准观察者数据是通过实验获得的不同年龄正常色觉观察者的平均数据，两者的差别仅在于观察视角不同，没有考虑到不同年龄观察者的颜色感知差异。正常观察者随着观察视角、年龄、心理生理的改变，对颜色的感知会发生变化。CIE于2006年推出CIEPO06观察者生理模型，提出了针对不同观察视场和不同年龄观察者的视细胞光谱响应函数,并建议各国研究者对其计算精度进行检验。本项目拟通过同时双眼观察技术的心理物理实验方法，建立不同年龄观察者匹配颜色的数据组，检验CIEPO06观察者生理模型，修正CIEPO06模型，建立符合中国不同年龄观察者的窄带宽颜色匹配视细胞响应函数。采用现代数字化技术，建立"与年龄相关"的颜色复制计算方法和色彩管理转换方法。一方面在世界标准中加入中国因素，另一方面使得颜色再现行业具备生产、评价与年龄相关产品的能力。

为了研究观察者随着年龄的增长，颜色视觉分辨能力的差异性变化。项目研究设计同色同谱和同色异谱的颜色匹配实验，组织了53名不同年龄（20-79岁）观察者开展基于显示色（/显示色和打印色）的颜色匹配实验。根据颜色匹配实验结果，检验现有CIEPO06颜色匹配函数的表现，同时对观察者的颜色匹配函数进行分类。进一步，对不同观察条件（不同照明光源、不同光源照度和不同视场角的）下显示色和打印色的配色实验结果进行分析，对不同观察者的锥细胞响应进行归类。发现大多数观察者的颜色匹配函数属于S6，S2和CIE1964，无观察者的颜色匹配函数属于S7，S8和CIE1931。.组织53名20-79岁观察者基于服装色（年轻模特和老年模特）开展颜色协调度评价实验。对颜色协调度随观察者的性别、年龄和应用场景等因素变化进行显著性测试，发现上述不同因素对颜色协调度的影响都比较显著。考虑到观察者的年龄、性别和模特（应用场景），建立了颜色协调度计算模型，计算性能较其它颜色协调度计算模型有了较大的改善。项目研究紧跟CIETC 1–86 分会对“颜色的情感和协调”研究，基于现有的心理物理实验数据和颜色设计应用数据，建立了颜色的情感和协调度计算模型，可为CIE推出颜色协调度的评价方法起到一定的推动作用。.项目研究成果提出了一种考虑到人眼的视觉阈值，对色差公式进行幂指数优化的方法，优化后的所有色差公式针对不同色差等级颜色样品的计算性能都有了明显改善，大多数计算结果都有了显著性提高，在CIE2015 TC-1 分会作为新色差公式优化建立的研究支撑。