人类观看图像依赖于人眼对于图像信息的捕获以及大脑对于图像信息的分析整合，对图像质量的判断受到多种因素的影响，将这些因素分别提取再进行综合就能用于图像质量评价。人眼视觉系统(Human Visual System, HVS)结构复杂，目前对于HVS尚无一个全面的理论认识。但生理学及心理学实验在此方面的研究己经取得了一系列的发现。研究比较成熟透彻的人眼视觉特性包括亮度幅度非线性特性(Luminance Sensitivity，又称：韦伯一费赫涅尔定律（Web-FechnerLaw)）、视觉对比度敏感度带通特性(Contrast Sensitivity)、多通道特性(Multi-channel)及掩盖效应(Masking Effects)等。基于HVS特性的质量评价方法以Sarnoff实验室提出的恰可识别阂值(Just Noticeable Difference, JND)模型最具代表性。

两个同类的刺激物，它们的强度只有达到一定的差异，才能引起差别感觉，即人们能够觉察出它们的差别，或把它们区别开来。例如，把100克砝码放到手上，再增加1克，人们不会感觉到有所增加；增加3克以上，人们才会感觉到重量的增加。这种刚刚能引起差别感觉的刺激的最小差异量，叫差别感觉阈限(difference threshold),或最小可觉差(just noticeable difference)简称JND；对这一最小差异量的觉察能力，叫差别感受性(difference sensitivity)。差别感受性与差别阈限在数值上也成反比。差别阈限越少，即刚刚能够引起差别感觉的刺激物间的最小差异量越小，差别感受性就越大。
产生感觉体验需要的最小物理刺激变动量。
德国生理学家 韦伯 (Weber,1834)曾系统研究了触觉的差别阈限。他让被试用手先后提起两个重量不大的物体并判断哪个重些。用这种方法确定了刚刚能够引起差别感觉的最小刺激量。结果发现对刺激物的差别感觉不决定于一个刺激增加的绝对数量而取决于刺激物 增量与原刺激的比值。比方说如果手上原有的重量是100克那么至少必须增加2克人们才能感觉到两个重量即100克与102克的差别如果原有的重量是200克那么增加的重量必须达到4克如果原重量为300克那么增加的重量应该是6克。可见为了引起差别感觉刺激的增量与原刺激量之间存在着某种关系。
这种关系可用以下公式来表示:
K=ΔI/I
其中I为标准刺激的强度或原刺激量，ΔI为引起差别感觉的刺激增量，K为一个常数。
这个公式叫 韦伯定律 (Weber’s law)。对不同感觉来说K的数值是不相同的即韦伯分数不同。 根据韦伯分数的大小可以判断某种感觉的敏锐程度。韦伯分数越小感觉越敏锐。

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