Элементы теории биологических анализаторов - Позин Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
1. Понятие текстуры и виды текстур. Класс текстурных изображений, вообще говоря, весьма широк. Сюда входят такие изображения, как микрофотографии гистологических срезов, <у?руктуры металлов, аэрофотоснимки поверхности земли и т. п. Нас будет интересовать ограниченный класс текстур, которые встречаются при апаллзе реальных трехмерных сцен (рис. 124).
Многие объекты, входящие в такие сцепы, обладают визуально воспринимаемой фактурой наружных поверхностей — текстурой (например, предметы из дерева, камня, кожи, ткань и т. д.). Другие объекты при достаточном удалении воспринимаются зрительно как состоящие из большого числа примерно одипако-ьых по ферме и более или менее равномерно распределенных элементов (например, крона дерева, травяной газон, дюны, рябь, на иоде и т. п.). Наконец, ряд объектов имеет характерный повторяющийся рисунок искусственного происхождения и также воспринимается как текстуры (например, забор, лестница, слона с обоями, наркетный пол). Подобные текстурные области легко выделяются зрительной системой человека [308, 311, 348—352J (см. рис. 124).
Далее под текстурной областью мы будем понимать некоторую область в ноле зрения, имеющую большое число различимых перепадов яркости (микроструктуру), по визуально воспринимаемую как однородная.
Одной из первейших задач текстурного анализа, как уже говорилось. является выделение границ между областями с разной текстурой, что способствует в конечном счете выделению очертаний отдельных объектов па сложной сцене.
Если рядом расположены две текстурные области, то элементы одной из них могут отличаться от элементов другой по большому числу переменных — по форме, размерам, ориентации, густоте (частоте) и т. д. Естественно ожидать, что граница между такими областями будет восприниматься тем легче, чем по большему числу переменных отличаются соседние текстуры. Выделим поэтому основные типы отличий между разными текстурами, расположенными по соседству. Будем рассматривать двухградационпые (черно-белые) текстуры и считать, что обе расположенные рядом текстуры имеют одинаковую среднюю «яркость», т. е. одинаковую суммарную площадь зачерненных мест (иначе задача выделения границ между текстурами становится тривиальной, так как легко решается путем усреднения по яркости —«размазывания» — и подчеркивания полученного перепада яркости). В подобных текстурах при одной и той же яркости чем меньше размер элементов, тем больше частота их расположения, и наоборот. Кл
Границами 1-го типа будем называть границы между текстурами, отличающимися размером элементов и густотой их расположения, и мало отличающимися по форме и ориентации элементов (рис. 125, 127, б, VI).
Границами 2-го типа будем называть границы между текстура ми, отличающимися ориентацией своих элементов, но мало отли-чающимися по размерам и по форме элементов (рис. 12G б, 127 б VIII, IX, X).
Наконец, границами 3-го типа будем называть границы между текстурами, отличающимися в основном формой своих элементов
>(рис. 126, а). В реальных сценах границы этого типа встречаются весьма редко, поэтому в дальнейшем такие границы мы не будем рассматривать.
Нужно иметь в виду, что введенное определение типов границ между текстурами справедливо при фронтальном но отношению
I ис. 125. Текстуры I типа и границы .von ду ними tua |348, ЗГ>.ч]).
inc. \2й. Текстуры II типа и границы между ними (из l.'.’OC, 308]).
к наблюдателю расположении соответствующих поверхностей. В действительности текстурные поверхности могут быть весьма протяженными и иметь явный наклон относительно наблюдателя (иапример, паркетный пол в зале). В этом случае говорят, что имеется «градиент плотности текстур» [3481. Если же две такие поверхности расположены по соседству, то можно разсматрг вать отдельные соседние их участки так, что плотность текстур будет незначительно меняться в их пределах. Тогда предложенное •определение типов границ применимо к таким участкам.
2. Физиологические данные о механизмах анализа текстур. В этом разделе совместно будут рассмотрены психофизиологические и электр офизи о л о ги ч о с ки о данные, которые могут иметь отношение к механизмам текстурного анализа.
••«••«•¦в
«¦••«в**»
• * « в •
• ¦ « * в I
* т т » •
J
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
1IRI1
ШМШШ*'
4
11 a 111 a 11
I < 111«I « I
| < > > а < I ¦
> I ¦ > > ¦ > > > ••>>>111 I < I < 11 ¦ 11
¦ I а ¦ 11 а •
ПИШИ
6
Q>!' &.*•
v.y«5*f
••••»»«•
••••••««
ntntn
Inc. 127.1. Примеры двухградацшнтых текстур, испол.дапавшихгн и 1-м эксперименте
на ЦНМ.
Психофизиологические данные о зрительном восприятии текстур. Быстрота, с которой зрительная система человека обрабатывает текстуры, говорит о том, что ото происходит на самых ранних этапах процесса зрительного восприятия, возможно, на самых нижних, подкорковых уровнях зрительной системы. В конце этого раздела описан эксперимент Маккея 1353J, который свидетельствует о том, что выделение границ текстур (во венком случае, простых), может, по-видимому, происходить на подкорковом уровне.
