基于色域重建与映射的色觉缺陷人群三原色视觉增强技术

本研究提出一种创新性色觉增强技术，通过色域评估（CVD模拟模型）、背光光谱优化（sRGB色域覆盖）和三阶段映射算法，使色觉缺陷者（CDOs）获得接近正常色觉者（CNOs）的视觉体验。实验证实该方法可显著提升图像对比度、自然度和色度，尤其对轻中度缺陷者效果突出，为显示设备和可穿戴设备研发提供新思路。

　　

Highlight

本研究基于色域重建与映射技术，旨在为色觉缺陷者（CDOs）提供接近正常三色视觉（trichromacy）的显示体验。

Color gamut evaluation for CDOs

准确评估CDOs的色域需结合色觉系统理论和视觉响应测量。本研究采用Machado提出的色觉缺陷（CVD）模拟模型，该模型基于人类色觉阶段理论，能同时处理正常三色视觉、异常三色视觉（anomalous trichromacy）和二色视觉（dichromacy）情况。

Simulation results of gamut reconstruction and mapping

我们将色域重建与映射算法整合到MATLAB可视化系统中，模拟了二色视觉者和不同严重程度的异常三色视觉者的色彩感知。以波长偏移5nm、10nm和15nm的红色弱（protanomaly, PA）为例，本节分析了RGB三原色的优化光谱、重建色域特性及增强图像效果。

Discussion

本研究的色觉增强技术通过仿真验证显示出显著潜力，同时提出兼顾色域覆盖率与光谱光效的背光光谱优化策略。但存在以下局限：1）算法依赖特定显示设备参数；2）重度色觉缺陷者改善有限；3）实时处理需硬件加速支持。

Conclusion

通过色域重建与映射技术，本研究成功扩展了CDOs的可见色域范围，使其可能超越sRGB标准。定量评估显示增强图像在对比度、自然度和色度方面均有显著提升，为显示系统和可穿戴设备实现实时三原色视觉体验提供了技术路径。