用聚类分析的方法分类观察者颜色匹配函数

摘要：

色觉正常的观察者,尤其是不同年龄段的观察者,颜色分辨能力具有较大的差异.为了分类色觉正常观察者的锥细胞光谱响应,补充现有CIE1931,CIE1964和CIE2006颜色匹配函数,基于Stiles&Burch数据集的47个观察者函数(10°视场)和CIE2006代入20～80岁(10°视场)观察者不同年龄产生的61个函数(共108个颜色匹配函数),用聚类分析方法中的k-medoids算法,计算距离选用欧氏距离的平方,将108个颜色匹配函数在x-(λ),-y(λ),-z(λ)三个通道分别聚为5类,共产生了5×5×5=125个类别.将108个颜色匹配函数作为108个"个体观察者",在iPad显示设备上呈现CIE推荐的17个颜色,用108个颜色匹配函数和125个类别颜色匹配函数比较,计算17个颜色的CIEDE2000色差平均值,以最小色差值作为评价标准,从125个类别中挑选出10个分类观察者颜色匹配函数表征观察者锥细胞光谱响应.108名"观察者"中有77.8％ 的观察者属于这10个分类.在iPad显示设备上显示CIE推荐的5个颜色(灰、红、黄、绿、蓝色),组织30名(20～25岁)年轻观察者和17名(61～74岁)老年观察者,在Quato专业显示器上依次匹配5个目标色,共采集到158组,即790个(=158组×5个色中心)颜色匹配实验数据.为将这158组数据(视为158名"观察者")进行分类,分别将10个分类颜色匹配函数代入计算,以计算得到5个颜色CIEDE2000色差平均值最小的颜色匹配函数,作为158名观察者相对应的分类,在10个分类观察者函数中优选出8个颜色匹配函数BIGC-1,BIGC-2,?,BIGC-8.进一步地,用优化建立的分类颜色匹配函数检验课题组前期基于近同色异谱色样对开展的目视色差比较实验,结果发现BIGC-3适用于年轻观察者,BIGC-5适用于老年观察者,同时计算得到的STRESS值也较其他颜色匹配函数的结果有所降低.

关键词：聚类分析、分类观察者函数、颜色匹配函数、生理老化、观察者同色异谱

所属期刊栏目：40

分类号：TN41(微电子学、集成电路（IC）)

资助基金：国家自然科学基金项目61675029,61308081

在线出版日期：2020-03-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：454-460