Определение степени дискомфорта с помощью нейронной сети

В светотехнике существует класс задач, в основе которых лежит субъективное восприятие человеком пространственного распределения яркости в его поле зрения и определение дискомфорта от сцены освещения. В общем случае человеческий глаз реагирует на яркость, а точнее на перепады яркости. Далее сигналы обрабатываются мозгом, и только затем человек может их осмысливать, вызванное стимулом.

Проблема измерения в психологических исследованиях до сих пор остаётся актуальной, поскольку основная задача психофизики – определение соотношения между физическим стимулом и субъективной оценкой и функции связи между ними.

Один из важных вопросов светотехники – определение ощущения дискомфорта от осветительных установок, однако нет единой психофизической шкалы оценки визуального комфорта освещения (ВКО) при любом произвольном распределения яркости в пространстве. Классические методы не способны точно решать эту задачу. В статье «Построение психофизической шкалы визуального комфорта освещения на базе нейронной сети: подготовка эксперимента» авторов Владимира Павловича Будака и Елены Игоревны Ильиной рассматривается математическая модель шкалы ВКО на базе нейронной сети (НС), обученной определять комфортность восприятия освещения в зависимости от яркости источника света и фона. На кафедре светотехники НИУ «МЭИ» смонтирована экспериментальная установка для исследования ощущений дискомфорта от блёских ИС разных формы и яркости в поле зрения наблюдателя по подобию известной установки Лакиеша и Гата, но с большим диапазоном яркостей и на современных светодиодных ИС. На ней проведён эксперимент и получены подобные результаты для ГКД, что позволяет применять установку для дальнейших исследований по дискомфорту и расширению исследований для построения полной шкалы визуального комфорта.

В статье рассмотрены результаты эксперимента по оценке визуального восприятия распределения яркости на экспериментальной установке МЭИ и апробирована идея применения НС в качестве «эксперта», способного предсказывать ощущение, вызываемое соотношением яркостей ИС и фона. Новая модель позволяет предсказывать ощущение с точностью до 70 %. Данная работа позволила сформулировать критерии для определения входных и выходных параметров НС, подобрать метрику оценки на основе матрицы несоответствий и ROC-кривых, а также по характеру вероятностного распределения ощущений в зависимости от входных параметров.

Отработанные в проведённом эксперименте моменты по градуировке экспериментальной установки и инструктажу наблюдателей могут пригодиться в дальнейшем эксперименте, проведение которого позволит повысить точность входных данных, а следовательно, улучшит работу НС как основного «эксперта» в модели оценки визуального комфорта.

Возврат к списку