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人眼视觉的频率响应是其作为信息感知系统的重要特性之一，通常用对比敏感度函数(CSF：Contrast Sensitivity Function)予以表征。该视觉特性对彩色图像处理、压缩、质量评价及传递具有重要意义。现有的CSF研究成果大多成立于中性灰及YCbCr(亮度/红绿/黄蓝)对立颜色空间下。本论文以CIE1976L*a*b*均匀颜色空间(CIELAB)为基础，以明度(L)、彩度(CH)和色调角(H)作为三个支撑变量，进行了LCH视觉对比敏感度的测试。根据视觉测试数据，构建了明度/彩度/色调角对比敏感度函数的数学模型，并将其应用于彩色图像滤波、图像频域系数压缩等图像处理中。研究的主要创新点和结论如下：1.在颜色空间分析基础上，首次在LCH空间下，测试并获取了中等明度及中等彩度条件下的明度对比敏感度函数(CSFL)、彩度对比敏感度函数(CSFCH)、色调角的视觉对比敏感度函数(CSFH)，构建了相应的数学模型；2.在中等明度(L=50)及中等彩度(CH=50)的基础条件下，共测试获取了24组CSF数据，包括：6种不同色调角下的CSFL、6种不同色调角下的CSFCH、12种不同色调角下的CSFH；3.视觉测试表明：与人眼视觉的辨色阈值相关，在上述中等明度和中等彩度条件下，不同色调角下的各明度CSFL之间差异不显著，而在同等条件下，不同色调角下的各彩度CSFCH之间差异明显，不同色调角下的各色调角CSFH之间也有显著差异；在各CSF的数值上，CSFL明显高于CSFCH和CSFH，具有较高对比敏感度数值的CSF，其覆盖的空间频率范围也较宽；4.建立了一种彩色图像视觉滤波的框架流程。它以CIELAB颜色空间为起点，将图像转换至LCH颜色空间后，进行频率域变换和CSFL/CSFCH/CSFH滤波，再转换回LCH及CIELAB色空间。这一流程使彩色视觉频响特性与均匀色空间CIELAB相联系。总之，与均匀色度空间紧密联系的CSF研究，有利于拓展对人类彩色视觉特性的认识，又可将其应用于图像科学与工程领域，为推进以色度空间为基础的图像处理做出贡献。