视觉信息的主观评价是通过人眼观看,进而评价视觉质量的优劣。但是由于人们对影像质量的感知判断受各种主观因素的影响,使得传统主观方法获得的质量分数具有很大的个体差异。因此,本文通过直接测量人们在观看不同质量的图像或视频时的脑电信号,针对有无显著目标的图像引起的不同感知反应、不同失真程度下图像质量感知阈值、不同速度运动目标引起的视频质量感知变化,分析脑电信号的变化与视觉感知特性之间的关系。主要研究成果如下:(1)提出了基于脑电信号的显著目标图像感知质量评价方法,分析不同质量图像引起的感知脑电信号的差异,实验结果显示图像失真程度越大,目标显著性对于视觉感知质量的影响越明显。首先,选取一组背景简单且没有显著目标的图像和一组有单个明显目标的图像作为实验刺激。然后,设计图像质量评价主观实验,获得两组质量感知脑电信号。最后,对被试脑电信号进行处理、分析和对比。实验结果显示,随着单幅图像失真程度增大,P300峰值变大。同时,对比两组图像,在失真程度较大的情况下,有显著目标的图像相比没有显著目标的图像获得的脑电信号有显著差异。(2)提出了基于脑电信号的图像失真感知阈值与质量评价方法,通过分析感知阈值脑电信号,实验结果显示恰可察觉失真变化与失真程度呈现线性相关性。首先,选取棋盘格图案作为视觉刺激,均匀构建五个失真等级,在每个失真等级附近再选择十个失真参数,生成失真图像刺激。然后,确定被试恰可察觉失真改变的阈值范围,并获得相应的脑电信号。最后,对五组脑电信号与失真程度进行综合分析。结果表明,在失真程度越大的情况下,被试察觉失真改变的阈值越大,且两者呈现线性相关关系。(3)提出了基于脑电信号的不同目标运动速度视频质量评价方法,通过分析视频质量感知脑电信号,实验结果显示感兴趣目标运动越快可引起更快的P300响应。首先,选取包含运动目标的自然场景视频,设计四组不同播放速度的视频刺激,对于每一播放速度,构建对应的不同失真等级。然后,设计视频质量感知主观实验,并获得脑电信号。最后,对四组脑电信号进行处理和对比。实验结果表明,相同速度下随着失真程度的增大,视频刺激引起的P300峰值越大。相同失真等级不同速度引起的P300潜伏期有着明显的区别,播放速度越快,潜伏期越短。综上所述,通过对脑电信号的定性和定量分析,探索视觉感知特征和计算影像感知质量,既能体现观察者在观看时的主观感受,又能包含客观测量,为影像质量评价算法设计提供生理学基础。