Элементы теории биологических анализаторов - Позин Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
К сожалению, методика бинокулярной записи движений глаз при рассматривании реальных объектов сложна и пока только начинает применяться [378].
Алгоритм слияния контурных изображений. Для иллюстрации возможности бинокулярного слияния путем анализа наложенных стереограмм ниже описана работа программы на ЦВМ для упрощенного случая слияния фрагмента контурного изображения 1290].
Излагаемый алгоритм, по существу, иллюстрирует выполнение двух операций процесса слияния — определение диспаратности фрагмента (величины его двоения) и программирование конвер-гепционного движения глаз до момента окончательного слияния
Два входных контурных изображения, соответствующие проекциям объекта на сетчатку правого и левого глаза и сдвинутые поэтому в горизонтальном направлении друг относительно друга, были заданы на растре 25 X 25 (рис. 145). Программа накладывает одно изображение на другое и анализирует (выделяет линии) суммарное изображение с помощью набора локальных (размером о х 5) операторов — аналогов детекторов одной и двух параллельных линий. Сравнивается число одиночных и двойных линейных элементов в изображении, после чего одно входное изображение сдвигается на одну клетку и все операции повторяются. Запоминается такое положение наложенных проекций объекта, для которого отношение числа двойных элементов к числу одиночных максимально. В суммарном изображении, соответствующем этому максимуму, одна проекция объекта сдвигается еще па две клетки (расстояние между двумя линиями оператора) и оно выводится на печать. Эксперименты с программой показывают, что данный способ действительно обеспечивает слияние парных сетчаточных изображений [290].
Алгоритм бинокулярного слияния на основе «борьбы полей зрения». В описанной выше схеме процесса бинокулярного слияния данный алгоритм соответствует выполнению этапа проверки правильности бинокулярного слияния.
Пусть произведено правильное бинокулярное слияние. Тогда оба глаза должны фиксировать один и тот же информативный фрагмент изображения. На рис. 145, б в квадратном окошке А г условно показана окрестность точки фиксации левого глаза, а в окошке А2 — окрестность точки фиксации правого глаза при правильном слиянии. Случаю ложного слияния па рис. 145, б соответствует фиксация правым глазом неидентичного фрагмента А2-Примем, что при лоишом слиянии коррекциоппую конвергенцию совершает правый глаз — сначала на некоторый угол в одном направлении по горизонтали, затем, если слияние все еще не достигнуто, на некоторый угол в обратном направлении.
Пусть Я; — зачерненность одной клетки растра изображения.
Сбозпачим ах = 2 аь аг ~ 21 ai- Тогда алгоритм слияния на
1(=л2
основе «борьбы полей зрения» можно записать следующим образом.
13 Н. В. Позин и др.
ч/
Y"
\/
—+—
.+—
. —+-.+
-----+ _ . _+ _
---Х„ - +
+-+----
3)
а)
f'
г)
N /
\ /
*)
б)
Ьис. 145. Моделирование механизма бинокулярного слияния, о) Алгоритм слияния контурных изображений: 1 — левая и правая стереограммы, 2 — момент бинокулярного слияния («точка фиксации»—на переднем ребре куба), <3 — критическая величина двоения перед окончательным слиянием, 4 — локальные операторы, детектирующие критическую величину двоения; б) иллюстрация алгоритма бинокулярного слияния за счет «борьбы полей зрения». Ах и А9 — корреспондирующие фрагменты на левой и правой сто-реограммс (т. е. на левой и правой сетчатке), Ag — фрагмент, не являющийся корресион-дирующим с А1% но имеющий с ним равную среднюю освещенность. Между Аг и Л2, расположенными друг под другом в соседних слоях IIKT, происходит «борьба нолей зрения», что является индикатором «ложного слиянии». При правильном слияпии между Аг и At борьбы полей зрения не происходит.
I. 1) Если |aj — a.2\^h1 {hy — некоторый порог), то слияние ложное и выполняется коррекционная конвергенция.
2) Если | Й1 — I <С ^i> т0 выполняется п. Л.
II. 1) Вычислим конъюнкцию фрагментов изображений, вырезанных окошками Ах и Л2 : Ля -- Л, & Л2 («борьба нолей зрения») ;
2) Обозначим ая — ai-
геЛз
Тогда, если | аг — а3 | > h2 (h2 — некоторый порог), то слияние ложное и выполняется коррекционная конвергенция, если | аг — а3 | < /га, то слияние правильное.
Пороги А, и /г2 можно подобрать экспериментально.
Данный алгоритм может быть использован и в качестве самостоятельного алгоритма слияния (алгоритма поиска «корреспондирующих фрагментов» на стереопаре), если на одной стерео грамме окошко Лу установить на том или ином информативном фрагменте, а в качестве сопоставляемого фрагмента с помощью окошка А2 последовательно «вырезать» фрагменты в соответствующей горизонтальной полосе другой стереограммы. Условие
I алгоритма таково, что его проверка проста, и это сокращает время поиска корреспондирующего фрагмента.
Отметим, что для успешного применения данного алгоритма слияния необходим правильный выбор исходного информативного фрагмента. Если будет зафиксирован не информативный фрагмент, а, скажем, фрагмент с однородной освещенностью, то правильного слияния не произойдет.
