Элементы теории биологических анализаторов - Позин Н.В.
Скачать (прямая ссылка):
Другие примеры. К числу других примеров использования описанного выше «селектора» для извлечения существенной информации можно отнести извлечение информа ни о виде текстуры. В самом деле, текстуры, будучи весьма регулярными изображениями, содержат весьма ограниченный пространственно-частотный спектр. Значит, любая текстура будет представлена в «селекторе» «возбуждением» вполне определенных кубиков. Нетрудно теперь представить, что с помощью некоторого специального управляющего сигнала в «селекторе» может быть произведен поиск возбужденных кубиков и, тем самым,— считывание описания текстуры. Это описание может быть использовано для узнавания текстуры нутсм сравнения его с другими описаниями характерных текстур, хранящимися в памяти.
И з м с н с и и я и р о с т ]) а н с т в е ино-частот н о-го описания ц р и т р а и с ф о р и а ц и я х в х о д-н о г о изображения. Преобразование поворота. Ещо один пример — использование селектора для инвариантного относительно небольшого поворота узнавании изображения. Для такого узнавания можно последовательно «поворачивать» проекцию изображения в коре. С помощью «селектора» вращение осуществить несложно — достаточно сдвинуть все возбужденные кубики параллельно оси ориентаций на столько шагов, на сколько нужпо повернуть изображение (рис. 149, б).
»»»¦»
') ]>олее того, недавно появилась раГпта i-Vi.')],'в которой показано, что подчеркивали!! контраста па изображении (использовали эффект «полос Маха») происходит и зрешш после того, как объект выделен но г.чубиле из фона. Согласно нашим представлениям (гл. IX, § 4) выделение объекта из фопа происходит уже на пижних уровнях зрительной системы (и НКТ п нер-вичпых зонах коры).
И*
Преобразование сдвига. При небольших смещениях глаз — при дрейфе и микроскачках, т. е. при сдвиге изображения на сет--чатке — распределение зон возбуждения в «селекторе» сдвигаться не будет (т. е. будет выполняться своего рода «стабилизация видимого мира»).
Преобразование подобия. Рассмотрим, как изменится спектр при изменении величины изображения на сетчатке Очевидно, ориентационные компоненты спектров ire изменятся, частотные же компоненты незначительно изменятся. Если изображение стало но величине больше, то доля низкочастотных составляющих закономерно увеличится, а высокочастотных — уменьшится. Это означает, что спектр изображения сдвинется параллельно оси частот (рис. 149, б).
В случае суперпозиции упомянутых преобразований спектр изображения меняться не будет, а будет сдвигаться как целое в плоскости, параллельной (х, у). Проведенное качественное рассмотрение позволяет сделать два вывода.
1) При сличении спектра предъявленного изображения со спектрами разных классов изображений, имеющихся в зрительной памяти, достаточно поступательно сдвигать спектр в плоскости, параллельной (х, у). Это обеспечивает узнавание, инвариантное относительно преобразований сдвига, поворота на небольшой уголг) и растяжения.
2) Размер изображения можно приближенно оценить по величине самых низкочастотных компонент спектра.
Заключение. В предыдущем параграфе были приведены аргументы о существовании и зрительной коре двух разных анализаторов пространственных частот — первого, на простых клетках, и второго — на сложных, причем второй отличается от первого наличием латерального взаимодействия между сверхколонками. Изложенная в атом параграфе гипотеза позволяет отождествить второй анализатор с «селектором». Возможно, что выявленное в электрофизиологических опытах латеральное торможение между сложными клетками есть лишь отражение более сложной картины тормозного взаимодействия, управляемого с более высоких уровней коры. Входными волокнами селектора могут быть не только волокна от простых клеток (от первого анализатора), но и волокна от сложных клеток, чувствительных к пространственной частоте. Последнее предположение основано на двух фактах. Во-первых, как уже выше упоминалось, сложные клетки, возможно, имеют независимые от простых входы от НКТ. Во-вторых, сами сложные клетки распадаются па два типа, из которых один тип — клетки,
J) Ряд данных (например, известный эксперимент Стрэттона с попгопием инвертирующих очков) показывает, что человек по способен быстро узнать объекты, ловерпутые на большой угол, т. е. зрение человека не обладает ип-вариантпостыо к повороту па значительный угол.
высоко чувствительные к пространственной частоте. Таким образом, в зрительной коре могут помещаться два независимых анализатора пространственных частот. Их назначение — получение пространственно-частотного описания объекта.
§ 5. Некоторые возможные механизмы узнавания
В § 3 этой главы в общих чертах была изложена гипотетическая схема работы зрительной системы при узнавании. Согласно этой схеме при узнавании: а) левое полушарие выделяет объект из фона и по мере осмотра но частям анализирует этот объект, после чего принимает решение о предполагаемом классе объекта; б) правое полушарие производит дальнейпшГ;, более детальный анализ и на его основе принимает решешг.; о возможном конкретном виде объекта, выдвигая визуальную гипотезу, под управлением которой проходит дальнейший осмотр объекта и его окончательное узнавание.
