为进一步提升高动态范围图像在普通显示器上的呈现效果，提出了一种基于改进拉普拉斯金字塔的高动态范围图像色调映射算法。该算法将预处理后的图像分解为高频层和低频层，分别输入2个特征提取子网络，将2个包含不同特征的输出图像融合后再输入微调网络，最终得到感知效果优越的低动态范围图像。此外，该算法设计了自适应分组卷积模块以增强子网络提取局部和全局特征的能力。测试结果表明：与现有的先进算法相比，所提算法可以更好地压缩高动态范围图像的亮度，保留更多图像细节，拥有更加优越的客观质量指标和主观感知效果。

视觉诱导晕动症是虚拟现实技术应用中较为严重的问题，沉浸在虚拟现实环境中的使用者普遍会存在头晕、恶心等症状。立体影像采集失真导致人眼感知的虚拟空间畸变，可能是诱发和增强视觉诱导晕动症的重要因素之一。为了研究立体影像采集失真对视觉诱导晕动症的影响，基于立体影像采集理论构建了虚拟空间畸变模型，针对具有三种焦距参数的镜头获取不同等级的立体空间畸变影像。通过视觉感知实验，对不同空间畸变下的视觉诱导晕动症进行主观和客观的评价。结果表明，当立体影像采集的相机视场角与人眼视场角不匹配时，立体影像失真对视觉诱导晕动症有显著性影响，立体影像采集失真会导致更为强烈的视觉诱导晕动症状。首次用系统性实验的方法验证采集参数与感知参数不匹配导致的虚拟空间畸变增强了视觉诱导晕动症的结论，研究结果对提出切实可行的缓解方法有重要意义。

作为前景广阔的高动态对比度显示系统，基于Mini-LED背光的液晶显示受到越来越多的关注。由于背光分区和液晶漏光问题，Mini-LED背光LCD中出现光晕效应，降低了图像质量。为了准确再现不同参数下的光晕效应，建立了精确的Mini-LED背光LCD显示系统光学模型。基于该模型设计了系统的视觉感知实验，研究不同Mini-LED背光分块大小、不同LCD对比度以及不同背光调制算法下，人眼对光晕效应的感知效果。实验结果表明，Mini-LED背光分块大小和调制算法对光晕效应有显著性影响，而LCD对比度对光晕效应感知无显著性影响。随着Mini-LED背光分块大小的增大，光晕效应显著增强。背光分块视角在0.5°及以上时，受测者能够较容易地感知到光晕效应。同时，主观实验结果和客观评价结果具有较高线性相关性。研究结果可为Mini-LED背光LCD显示系统的设计提供理论参考。

为了更为深入地研究各种因素对流光溢彩感知效果的影响，构建了一套基于LED光分布模型的流光溢彩光效模拟系统。测试对比结果表明，模拟系统可以准确地模拟真实流光溢彩的光分布和色彩融合效果。基于该模拟系统设计和完成了一系列视觉感知实验，以研究各因素对流光溢彩系统光效感知的影响。视觉感知实验结果表明，LED光强大小及其分布范围相关影响因素对流光溢彩整体光效的视觉体验具有显著性（p<0.01）影响，而其他因素包括LED层数、LED分组方法及相关显示内容选择宽度对流光溢彩光效感知并无显著（p>0.05）影响。所提出的模拟系统及初步研究结果可以为实际电视流光溢彩系统的设计和生产提供理论参考。

三维医用电子内窥镜已经广泛应用于各类医学诊断、微创手术以及医学培训。三维内窥镜可视化过程中的立体空间几何畸变将直接影响医护人员对于病灶相对大小和距离的视觉感知精确度, 同时也可能成为三维内窥镜使用过程中影响视觉舒适度的重要因素之一。现有研究往往仅关注立体影像获取过程中平面图像的畸变及其矫正, 而忽略了可视化过程中显示系统不匹配及人眼对三维影像的感知特性造成的立体空间几何畸变。本文通过对三维医用电子内窥镜影像获取、显示及感知过程的分析, 建立了三维医用电子内窥镜可视化模型。理想的三维内窥镜影像感知是真实世界空间在各个维度等比例放大的虚拟空间立体感知, 三维内窥镜的参数与可视化过程的参数必须匹配才能达到理想的无畸变各维度等放大率效果, 最终实现精确的视觉感知以及良好的使用舒适度。研究内容有望为三维影像获取与可视化在医疗领域更为精确和舒适的应用提供理论参考。

运动模糊是影响液晶显示系统所得图像质量的关键因素之一,显示系统慢响应、保持型显示特性、人眼平滑追踪及视觉积分效应共同导致了动态图像感知模糊。为了研究提升液晶显示动态图像质量的方法,基于人眼平滑追踪理论建立了图像运动补偿预处理及液晶显示动态图像人眼感知效果模拟模型,同时针对二进制8位显示系统和二进制10位显示系统提出了不同的自适应运动补偿预处理方法。研究通过视觉感知实验对动态图像运动补偿效果进行了主观评价和统计分析。结果表明,针对8位显示系统的补偿方法对动态图像感知效果有显著性提升,提升率为11.11%;而针对10位显示系统的补偿方法则可以达到接近原静止图像的感知效果,提升率为112.75%。研究结果可为液晶显示系统所得动态图像质量的提升提供理论参考。