17、视觉感知与数据隐藏中的关键因素解析

视觉感知与数据隐藏中的关键因素解析

1. 数据隐藏与刺激方向关系

当刺激呈对角线方向时，数据隐藏效果相较于水平方向大约降低 3 dB，而垂直刺激与水平刺激表现相同。这一现象反映出刺激方向对数据隐藏效果有着显著的影响。在实际应用中，我们需要考虑刺激方向这一因素，以优化数据隐藏的效果。

2. 掩蔽效应

2.1 对比敏感度函数（CSF）的局限性

CSF 在模拟人类视觉系统（HVS）能力方面非常有用，但它仍无法考虑到一些可观察到的效应。例如，CSF 单独无法解释眼睛对叠加在图像高纹理区域的干扰的低敏感性。这是因为 CSF 是仅通过考虑叠加在均匀背景上的正弦刺激得出的。

2.2 掩蔽刺激的影响

考虑一个振幅为 AL、频率为 f、方向为 θ 的正弦刺激，叠加在由均匀亮度值（Lg）加上振幅为 ALm、频率为 fm、方向为 θm 的正弦刺激组成的空间变化背景上的感知情况：
[L(x,y) =L_0 + AL_m \cos (2\pi f_m (x \cos \theta_m + y \sin \theta_m)) + AL\cos (2\pi f (x \cos \theta + y \sin \theta))]
频率为 fm 的正弦刺激称为掩蔽刺激。在等频率掩蔽情况下（fm = f 且 θm = θ），从心理物理实验中观察到，一般来说，掩蔽刺激的存在会增加刚好可察觉阈值（Just Noticeable Threshold）的值。即当刺激叠加在等频率掩蔽上时，比仅叠加在均匀背景上需要更高的 AL 值才能被感知。但如果掩蔽刺激本身不可察觉，则会出现相反的效果（称为基座效应），即观察到灵敏度增加。