人机系统中人的色彩感知过程模型和算法实验研究

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随着现代化复杂人机系统的大规模应用,人的可靠性问题越来越突出,人机系统的优化越来越重要。在人机交互中90%的信息是通过视觉进行传递的。因此,研究人机环境中色彩的感知特点,优化人机系统的色彩环境,对于加强人机系统的可靠性具有重要意义。本文分析了色彩感知的生理心理特性,建立了色彩感知模型,提出了基于人体生理信号的色彩感知评价算法,并通过实验研究了色彩属性对人体生理信号的影响。在色彩感知过程中,不同属性的色彩必然对人产生不同的心理影响,心理的变化又导致了人体生理的变化,同时存在非视觉效应等其他方式对人体生理产生影响。在此分析基础之上,建立色彩感知模型,指出色彩感知过程中色彩属性与人的生理信号存在关联关系,提出基于人体生理信号对色彩感知进行研究和实验的方法。人体生理信号受到各种因素的干扰,为排除不可控无关变量的干扰,找出色彩刺激与生理信号变化的关系,建立了色彩刺激实验台,并对该实验的有效性进行了检验。实验结果表明:有色刺激与无色彩刺激下,人的心率和呼吸频率信号有明显差异;在红黄两种不同颜色刺激下,心率和呼吸频率信号有明显差异。在检验有效的基础上,以色彩色相、饱和度和明度三种属性为自变量因素,使用正交实验设计,结合主观喜恶评价方法,研究了色彩三属性对生理信号及人主观喜恶情绪的影响。实验结果表明:明度即对人的生理信号变化及主观喜恶情绪影响作用最大,色相次之,饱和度最小。本文在色彩感知研究方面开拓了新的途径,为色彩评价方法提供了客观依据,对进一步系统研究色彩感知具有重要的意义。
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