臺灣博碩士論文加值系統

眾所皆知利用提昇影像品質的個別因素可以提高整體影像品質；而影響影像品質的因素有解析度(Resolution)、雜訊(Noise)、色彩特徵複製力(Color reproduction)、反差(Contrast)、銳利度(Sharpness)等等。本研究重點是以影像反差及銳利度的部份來探討並且找出提高人眼感受之銳利度設定方法，以達到較佳化(Preferable)的影像表現模式，但最終目的還是為了提高大眾所能接受並喜好的影像品質。

本研究希望探討影像內容及影像銳利度對於受測者在視覺上評定影像品質之關係，找出特定影像內容對於何種銳利化之程度會給人眼較優良影像品質之感受；主要是使用於銳利度對不同影像之影響，其討論的中心在影像品質，但由於最後決定影像的品質是經由人眼主觀視覺的判斷，所以影像品質之決定必需運用心理物理學的論點來做評估和判定。目的即針對影像銳利度的部分作最適化研究，試圖尋求不同類型之影像與銳利度所能表現到最適化的程度為何，評估非線性模式的控制特性，並建立其指標與參數，未來可對數位影像提供一套不同影像內容之銳利度處理參考值，應用於不同影像處理之銳利度需求。

本研究使用的研究方法除了基本統計外，還包含取樣檢定，檢定影像之銳利度屬性與心理偏好、影像內容與心理偏好、受測人員與心理偏好等等。以及利用複迴歸模型建立最佳化銳利度多元迴歸模型，並建立計算程式，可供業界做為影像銳利度處理方面參考。

誌 謝........................................................Ⅰ
摘 要........................................................Ⅱ
目 錄........................................................Ⅲ
表目錄........................................................Ⅴ
圖目錄........................................................Ⅵ

第一章 緒論....................................................1
第一節 研究背景與動機......................................1
第二節 研究問題與目的......................................4
第三節 論文架構............................................4

第二章 文獻探討................................................6
第一節 銳利度影像品質......................................6
一 解析度、對比度與影像銳利度..........................6
二 銳利化增強方法......................................8
三 Photoshop的遮色片銳利化Unsharp Mask(USM)...........9

第二節 MTF理論與檢測方法.................................11
一 MTF頻率轉換函數理論................................11
二 銳利度之理論與檢測方法.............................12
三 物理上的空間頻率響應...............................13

第三節 視覺媒體特性.......................................14
一 可見光譜與光度學...................................15
二 視覺銳度...........................................15
三 亮度辨別力.........................................15
四 視覺上的空間頻率響應...............................16
五 適應性及對比效應...................................17

第四節 心理物理法與量表...................................17
一 心理物理量法.......................................17
二 配對比較量表.......................................18


第三章 研究方法與實驗設計.....................................20
第一節 研究流程與研究架構.................................20
一 研究流程圖.........................................21
二 實驗架構...........................................21

第二節 實驗設備與環境.....................................23
一 實驗設備...........................................23
二 實驗設備與環境的控制...............................26
第三節 實驗設計...........................................27
第四節 受測者與實驗環境...................................37
第五節 資料分析方法與研究限制.............................39

第四章 資料分析與討論.........................................42
第一節 物理實驗數據與結果.................................42
第二節 第一次心理實驗結果.................................44
第三節 假設與檢定.........................................52
第四節 第二次心理實驗與複迴歸模型.........................61

第五章 結論與建議.............................................78
第一節 結論...............................................78
第二節 研究侷限與不足.....................................81
第三節 後續研究建議.......................................82

參考文獻......................................................83

附錄..........................................................87

表目錄
表1-1 影響影像品質之因素.....................................3
表3-1 螢幕顯示設定..........................................26
表3-2 300D不同光圈值測定...................................28
表3-3 FZ10不同光圈值測定...................................28
表3-4 第一次心理實驗之USM設定..............................29
表3-5 第二次心理實驗之USM設定..............................30
表3-6 受測的影像資訊與規格表................................33
表3-7 受測人員統計表........................................37
表4-1 第一次心理實驗之USM設定..............................42
表4-2 增強銳利度物理量實驗結果..............................43
表4-3 第二次心理實驗之USM設定..............................43
表4-4 增強銳利度物理量實驗結果..............................43
表4-5 受測人員統計表........................................44
表4-6 影像偏好頻次分配表(人像)..............................45
表4-7 影像偏好頻次分配表(風景)..............................46
表4-8 影像偏好頻次分配表(建物)..............................47
表4-9 影像偏好頻次分配表(金屬)..............................48
表4-10 影像偏好頻次分配表(材質)..............................49
表4-11 第一次心理實驗結果之標準Z-Score總表與關連性..........51
表4-12 影像2與3之區間誤差比%...............................51
表4-13 影像2與3之區間誤差比%................................62
表4-14 影像3與6之區間誤差比%................................62
表4-15 各影像之敘述統計量....................................63
表4-13 實驗結果表(人像)......................................65
表4-14 實驗結果表(風景)......................................67
表4-15 實驗結果表(建物)......................................70
表4-16 實驗結果表(金屬)......................................72
表4-17 實驗結果表(材質)......................................75

圖目錄
圖1-1 IMAGE QUALITY..........................................1
圖1-2 Overall system image quality............................1
圖1-3 彩色影像品質評估系統模式...............................2
圖1-4 影像品質六大關鍵因素...................................2
圖1-5 研究架構流程圖.........................................5
圖2-1 邊緣對比資訊圖.........................................7
圖2-2 反差與對比.............................................7
圖2-3 反差與對比模擬.........................................8
圖2-4 Photoshop USM.........................................10
圖2-5 銳利化比較............................................10
圖2-6 清晰度與對比度........................................11
圖2-7 影像所表現的細節......................................12
圖2-8 ISO12233解析度測卡....................................13
圖2-9 理想與實際之SFR曲線..................................14
圖2-10 馬赫帶效應............................................16
圖2-11 影像品質評量之一致性..................................17
圖3-1 研究流程圖............................................20
圖3-2 實驗架構圖............................................21
圖3-3 Olympus HYRes.........................................23
圖3-4 Imatest Digital image quality testing for Matlab......24
圖3-5 測試結果圖............................................25
圖3-6 26灰階圖.............................................26
圖3-7 ISO12233 Test Chart...................................27
圖3-8 導表拍攝環境..........................................29
圖3-9 people photo histogram and FFT spectrum...............33
圖3-10 scenic photo histogram and FFT spectrum...............34
圖3-11 build photo histogram and FFT spectrum................35
圖3-12 metal of car photo histogram and FFT spectrum.........35
圖3-13 material of lens photo histogram and FFT spectrum.....36
圖3-14 實驗環境照片..........................................37
圖3-15 配對比較實驗時畫面....................................38
圖4-1 影像選擇頻次分配統計圖（人像）........................45
圖4-2 第一次心理物理實驗結果圖（人像）......................45
圖4-3 影像選擇頻次分配統計圖（風景）........................46
圖4-4 第一次心理物理實驗結果圖（風景）......................46
圖4-5 影像選擇頻次分配統計圖（建物）........................47
圖4-6 第一次心理物理實驗結果圖（建物）......................48
圖4-7 影像選擇頻次分配統計圖（金屬）........................49
圖4-8 第一次心理物理實驗結果圖（金屬）......................49
圖4-9 影像選擇頻次分配統計圖（材質）........................50
圖4-10 第一次心理物理實驗結果圖（材質）......................50
圖4-11 各影像偏好走勢圖......................................52
圖4-12 第二次心理實驗各影像誤差圖............................62
圖4-17 樣本回歸線圖..........................................67
圖4-18 等化後之心理物理曲....................................68
圖4-19 樣本回歸線圖..........................................69
圖4-20 等化後之心理物理曲....................................70
圖4-21 樣本回歸線圖..........................................72
圖4-22 等化後之心理物理曲線..................................73
圖4-23 樣本回歸線圖..........................................74
圖4-24 等化後之心理物理曲線..................................75
圖4-25 樣本回歸線圖..........................................77

一、中文部份

1.杜信宏(1999)，影像清晰度和彩度對比與影像品質的關聯性，清大工業工程與工程管理所碩士論文。
2.李江山、孫慶文、陳一平、陳建中、黃淑麗、黃榮村等人（2002），視覺與認知-視覺之決與視覺運動系統。遠流：台北市。
3.吳齊殷(1999)，量表的發展：理論與應用，弘智。
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11.徐明景（2003）數位攝影技術，田園文化。
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14.張春興(1995)，現代心理學，東華書局，台北。
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16.黃瓊蓉譯(2003)，心理與教育統計學，學富文化。
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二、西文部份

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15.Posner, M.I., & Keele, S.W.(1968),“On The Genesis of Abstract Idea”, Journal of Experiment Psychology, 77, P.353-363。
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