Инвариантность зрительного восприятия

46. Cavanagh P. Size and Position Invariance in the Visual System // Perception. 1978. № 7. P. 167-177. Chikhman V., Shelepin Y., Foreman N., Merkuljev A., Pronin S. «Incomplete figure perception and invisible masking» // Perception. 2006.V. 35. № 11. P. 1441-1457.

47. Dow B. M., Snyder A. Z., Vautin R. G. Magnification Factor and Receptive Field Size in Foveal Striate Cortex of the Monkey // Exp Brain Res. 1981. № 44. P. 213-228.

48. Edelman S., Bulthoff H. Orientation Dependence in the recognition of familiar and novel views of 3D objects. // Vision Res. 1992. №.32. P. 2385-2400.

49. Edelman S., Weinshall D. A self)organizing multiple)view representation of 3D objects // Biological Cybernetics. 1991. № 64.P. 209-219.

50. Fiser J., Biederman I. Size invariance in visual object priming of gray)scale images // Perception. 1995. V. 2. № 7. P. 741-748.

51. Fize D., Vanduffel W., Nelissen K., et al. The Retinotopic Organization of Primate Dorsal V4 and Surrounding Areas: A Functional Magnetic Resonance Imaging Study in Awake Monkeys // The Journal of Neuroscience. 2003. V. 23. № 19.P. 7395-7406.

52. Foreman N. Correlates of performance on the Gollin and Mooney tests of visual closure // The Journal of General Psychology. V. 118. № 1.P. 13-20. 1991.

53. Foreman N., Hemmings R. The Gollin incomplete figures test: a flexible, computerized version //Perception. 1987. № 16. Р. 543-548.

54. Fraisse P., Piaget J. (Editors) Troite de psychologie experimentale // Presses universitaires de France. (Экспериментальная психология. М.: «Прогресс», 1978. Глава ХХ).

55. Gerbino W., Fantoni C. Visual interpolation is not scale invariant // Vision Res. 2006. V. 46. № 19. Р. 3142-3159. Gollin E. S. Developmental studies of visual recognition of incomplete object // Perceptual and Motor Skills. 1960. № 11.Р. 289-298.

56. Hebb D. The Organization of Behavior. N. Y., 1949.

57. Hebb D. A neuropsychological theory // Psychology: A Study of a Science. N. Y., 1959.

58. Hebb D. Intelligence, brain and the theory of mind // Brain. 1959. V. 82.

59. Hubel D. H., Wiesel T. N. Uniformity of monkey striate cortex: A parallel relationship between field size, scatter and magnification factor // J. Comp. Neurol. 1974. V. 158. № 3. P. 295-306.

60. Hummel J., Biederman I. Dynamic binding in a neural network for shape recognition // Psychological Review. 1992. V. 99. P. 480-517.

61. Krasilnikov N. N., Krasilnikova O. I., Shelepin Y. E. Perception of achromatic, monochromatic, pure chromat) ic and chromatic noisy images by real human)observer under threshold conditions // Proceedings of SPIE. Medical Imaging 2000. San Diego, California, 2000. V. 3981. P. 78-85.

62. Krasilnikova O. I., Krasilnikov N. N., Shelepin Y. E. Objects complexity and visual efficiency // Perception. 2000. V. 29 (suppl.). P. 23.

63. Lazareva O., Wasserman E., Biederman I. The pigeons and humans are more sensitive to nonaccidental than to metric changes in visual objects. Behave processes. 2008. V. 77. № 2. P. 199-209.

64. Lowe D. G. Distinctive image features from scale)invariant key points // IJCV. 2004. V. 60. № 2. Р. 91-110.

65. Marr D. (Д. Марр. Зрение. М.: Радио и связь, 1987. 400 с. ).

66. Mehanian С., Steven J. Rak. Bidirectional log)polar mapping for invariant object recognition. Proc. SPIE - The International Society for Optical Engineering // SPIE. 1991.№ 1471.Р. 200.

67. Murphy T. M., Finkel L. H. Shape representation by a network of V4)like cells // Neural Networks. 2007. V. 20. Issue 8. Р. 851-867.

68. Patterson M. B., Mack J. L., Schnell A. H. Performance of elderly and young normals on the Gollin Incomplete Pictures Test // Perceptual and Motor Skills. 1999. V. 89. № 2. Р. 663-664.

69. Poggio T., Edelman S. A network that learns to recognize 3D objects // Nature. 1990. V. 343. P. 263-266.

70. Polimeni J.R., Balasubramanian M., and. Schwartz E. L. Multi)area visuotopic map complexes in macaque striate and extra)striate cortex // Vision research. 2006. V. 46. № 20. Р. 3336-3359.

71. Ross J., Jenkins B., Johnstone J. R. Size constancy fails below half a degree // Nature. 1980. V. 283. № 5746. Р. 473-474.

72. Schwartz E. L. Computational anatomy and functional architecture of striate cortex: a spatial mapping approach to perceptual coding // Vision Res. 1980. № 20. P. 645-669.

73. Schwartz E. L. Cortical mapping and perceptual invariance: a reply to Cavanagh // Vision Res. 1983. V. 23. № 8. Р. 831-835.

74. Shelepin Y. E., Krasilnikov N. N., Krasilnikova O. I., Chihman V. N. What Visual Perception Model is Optimal in Terms of Signal)to)Noise Ratio? Proceedings of SPIE // Medical Imaging. San Diego, California, 2000. № 3981.Р. 161-169.

75. Shepard R., Cooper L.Mental images and their transformation. Cambridge: MIT Press, 1983.

76. Skottun B. C., Freeman R. D. Perceived size of letters depends on inter)letter spacing: a new visual illusion // Vision Res. 1983. № 23. Р. 111-112.

77. Srinivas K. Size and reflection effects in priming: a test of transfer appropriate processing // Memory and Cognition. 1996. № 24. Р. 441-452.

78. Singh M., Fulvio J. Bayesian contour extrapolation: Geometric determinations of good continuation // Vision Res. 2007. V. 47. P. 783-798.

79. Stefanova N. Effects of the angle of rotation of visual objects on recognitionin a time)deficit situation // Visual information processing. Sofia, 1974. P. 109-114.

80. Sutherland N. S. The representation of three)dimensional objects // Nature. 1979. V. 278. P. 395-398.

81. Sutherland N. C. Theories of shape discrimination in octopus // Nature. 1960. № 186. P. 840.

82. Sutherland N. S. Outlines of a theory of visual pattern recognition in animals and man // Proc. Roy. Soc. 1968. B. 171. P. 297-317.

83. Tarr M., Williams P., Hayward W., Gauthier I. Three)dimensional object recognition is viewpoint dependent. Nature Neuroscience. 1998. № 1. Р. 275-277.

84. Ullman S. Aligning pictorial descriptions: An approach to object recognition // Cognition. 1989. № 32. Р. 193-254. Ullman S. High)level Vision. Cambridge, MA:MIT, 1996.

85. Van Nes F., Bouman M. Variation of contrast sensitivity with luminance // Journal of Optical Society of America. 1967. V. 57. P. 401-406.

86. Wang G., Obama S., Yamashita W., Sugihara T., Tanaka K. Prior experience of rotation is not required for recognizing objects seen from different angles // Nature. Neuroscience. 2005. V. 8. № 12. P. 1568-1574. Weiman C. F. R. Log)polar vision for mobile robot navigation. Electronic Imaging. 1990. 90 Conf., Р. 382-385.

87. Wilson J. R., Sherman S. M. Receptive)field characteristics of neurons in cat striate cortex: Changes with visual field eccentricity // Journal of Neurophysiology. 1976. V. 39. № 3. P. 512-533.

88. Zokai S., Wolberg G. Image registration using log)polar mappings for recovery of large)scale similarity and projective transformations. Image Processing, IEEE Transactions. 2005. V. 14. № 10. P. 1422-1434.

Аннотация

Восприятие и мышление во многом базируется на возможности мозга находить в окружающем мире инвариантные характеристики. Цель исследования - определить диапазоны инвариантного восприятия для различных преобразований изображений объектов (угловых размеров - масштабов, углов разворота - проекций), при которых количественные характеристики процесса их восприятия остаются неизменными. Проведены психофизические измерения порогов восприятия неполных контурных изображений (методика Голлин)тест) при изменении размеров и угла наблюдения тестовых изображений. Установлен диапазон угловых размеров (от 1,0 до 50 угл. град.), в пределах которого пороги восприятия неполных контурных изображений не меняются с изменением масштаба, и узкий диапазон малых размеров стимулов 0,19-1,0 угл. град., при которых имеется достоверная зависимость порогов восприятия от размера стимула. Измерены пороги распознавания неполных двумерных изображений трехмерных объектов от угла их наблюдения. Установлено, что восприятие наблюдателя инвариантно к изменению угла наблюдения трехмерного объекта от 15 и вплоть до 60 угл. град. Рассмотрены алгоритмы формирования представлений трехмерных объектов в зрительной системе человека и модели на основе возможных нейрофизиологических механизмов инвариантности.

Предложена модель инвариантного восприятия, сочетающая известные модели лог)полярного преобразования, и модель вейвлетных преобразований - как этапа первичной фильтрации, затем этапа согласованной фильтрации и принятия решений.

Ключевые слова: зрение, инвариантность восприятия, преобразования масштаба, поворота, ракурса, фрагментированные изображения.

Psychology Department, Middlesex University, Enfield, London Perception and thinking is based largely on the ability of the brain to find in the world invariant features. The purpose of the study - to determine the ranges invariant perception, for various transformations of images of objects (angular size - magnitude, turn corners)projections), under which quantitative charac) teristics of their perceptions remained unchanged. The recognition psychophysical threshold measuring of incomplete line drawing images (Gollin)test) with different sizes and rotations was provided. The experi) mental data of invariance perception to the image size transformation and rotating of images are present) ed. We demonstrate that there is a wide range of angular sizes (from 1.0 up to 50 degrees of visual angle) across which the threshold of recognition of incomplete images does not depend on object size. However, there was found to be a narrow range of small sizes of stimulus (0.19-1, 0 degrees of visual angle) at which there was found to be a dependence of performance on object size. The thresholds of recognition of 3)D

objects when viewed as incomplete 2)D images were measured at psychophysical experiments varying per) spective of 3)D objects during testing. The memory template of the test objects description has "invariance" properties from 15 up to an angle of 60 degrees. The algorithm for template formation of 3)D objects in the human visual system need to be modeled, taking account of the invariance mechanism.

The model of invariant perception, combining well)known model log)polar model and wavelet transform ) as the primary stage of filtration, and then match filtering and decision)making.

Keywords: vision, incomplete images, invariant perception, gestalt, pattern recognition.

Размещено на Allbest.ru