Структура из движения (психофизика) - Structure from motion (psychophysics)

В зрительном восприятии структура от движения (SFM) относится к тому, как люди восстанавливают структуру глубины из движения объекта. Поле зрения человека выполняет важную функцию: улавливает трехмерные структуры объекта с помощью различных видов визуальных сигналов.[1] SFM - это своего рода визуальный сигнал движения, который использует движение двумерных поверхностей для демонстрации трехмерных объектов.[2], и этот визуальный сигнал работает очень хорошо даже независимо от других сигналов глубины.[3] Психологические, особенно психофизические исследования были сосредоточены на этой теме на протяжении десятилетий.

Психофизические исследования

Демонстрация биологического движения: точки, изображающие идущего человека.

В исследовании УЛП, проведенном Уоллахом и О'Коннеллом в 1953 г. кинетический эффект глубины был протестирован. Они обнаружили, что поворот теневых изображений трехмерного объекта может быть использован в качестве подсказки для достаточно хорошего восстановления структуры физического объекта.[4]. Исследование Йоханссон, проведенное в 1973 году, обнаружило нашу способность воспринимать человеческую ходьбу или танец просто по проецируемому движению нескольких точек на теле.[5], этот образец движения позже был назван биологическое движение[6].

Предложение о том, как мы генерируем трехмерное представление поверхности объекта, заключается в том, что наша визуальная система использует пространственную и временную интеграцию информации для обнаружения структуры.[7] Другие исследования согласны с тем, что УЛП - это процесс, который включает несколько аспектов.[8]: восприятие направления вращения[9], воспринимаемая ориентация оси вращения[10], эффекты пространственной интерполяции[11] и распознавание объекта. Учитывая свою сложность, SFM требует очень высокого уровня обработки изображений. Исследования показали, что MT, скорее, чем V1 (первичная зрительная кора), принимает непосредственное участие в генерации восприятия SFM.[8] Нейроны в МП также запускаются параллакс движения и показывать знаки глубины независимо от других сигналов глубины[12], и трехмерное представление MT также подтверждает тесную связь между областью MT и SFM. Однако активность нейронов V1 косвенно связана с восприятием SFM, которое получает общую обратную связь от MT.[8][13].

Важность восприятия движения SFM в обнаружении трехмерной структуры также продемонстрирована несколькими исследованиями. 3D-объекты можно воспринимать из 2D-проекций движущегося объекта на экране, но не из неподвижных 2D-изображений.[4][14]. Кроме того, одним важным условием для точного восприятия SFM является то, что проекция объекта должна иметь одновременно изменяющиеся контур и линии.[4]. Был найден относительно инвариантный порог времени жизни точки SFM (50-85 мс), и оказалось, что этот порог близок к порогу измерения скорости, что предполагает, что измерение скорости участвует в процедуре обработки SFM.[7] Имея такой механизм, зрительная система человека может построить точную модель SFM даже при наличии шума.[15]

Поскольку SFM - сложный процесс, требуется больше, чем орфографические проекции приближения, хотя во многих экспериментах использовались орфографические проекции. Исследования показали, что в этом процессе участвуют визуальные сигналы более высокого порядка, такие как ускорение и перспективная проекция, а не только поток первого порядка (что означает, что SFM частично является процессом сверху вниз).[16] Комбинация всех порядков визуальных подсказок дает наилучшую оценку трехмерных объектов.[17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Уайтхед, Брюс А. (июль 1981 г.). "Джеймс Дж. Гибсон: экологический подход к визуальному восприятию. Бостон: Houghton Mifflin, 1979, 332 стр.". Поведенческая наука. 26 (3): 308–309. Дои:10.1002 / bs.3830260313. ISSN  0005-7940.
  2. ^ «APA обновляет платформу доставки контента APA PsycNET». Набор данных PsycEXTRA. 2017. Получено 2020-06-16.
  3. ^ Роджерс, Брайан; Грэм, Морин (апрель 1979 г.). «Параллакс движения как независимый сигнал для восприятия глубины». Восприятие. 8 (2): 125–134. Дои:10.1068 / p080125. ISSN  0301-0066.
  4. ^ а б c "APA PsycNet". psycnet.apa.org. Получено 2020-06-28.
  5. ^ Aloimonos, J .; Браун, К. М. (1989-04-01). «О кинетическом эффекте глубины». Биологическая кибернетика. 60 (6): 445–455. Дои:10.1007 / BF00204700. ISSN  1432-0770.
  6. ^ Йоханссон, Гуннар (1 июня 1973). «Визуальное восприятие биологического движения и модель для его анализа». Восприятие и психофизика. 14 (2): 201–211. Дои:10.3758 / BF03212378. ISSN  1532-5962.
  7. ^ а б Treue, Стефан; Хусейн, Масуд; Андерсен, Ричард А. (1991-01-01). «Человеческое восприятие структуры из движения». Исследование зрения. 31 (1): 59–75. Дои:10.1016 / 0042-6989 (91) 90074-Ф. ISSN  0042-6989.
  8. ^ а б c Грюневальд, Александр; Брэдли, Дэвид К .; Андерсен, Ричард А. (2002-07-15). «Нейронные корреляты восприятия структуры движения у макак V1 и MT». Журнал неврологии. 22 (14): 6195–6207. Дои:10.1523 / JNEUROSCI.22-14-06195.2002. ISSN  0270-6474. ЧВК  6757912. PMID  12122078.
  9. ^ Pollick, F.E .; Nishida, S .; Koike, Y .; Кавато, М. (июль 1994 г.). «Воспринимаемое движение в структуре от движения: указывающие ответы на ось вращения». Восприятие и психофизика. 56 (1): 91–109. Дои:10.3758 / bf03211693. ISSN  0031-5117. PMID  8084735.
  10. ^ Pollick, F.E .; Nishida, S .; Koike, Y .; Кавато, М. (июль 1994 г.). «Воспринимаемое движение в структуре от движения: указывающие ответы на ось вращения». Восприятие и психофизика. 56 (1): 91–109. Дои:10.3758 / bf03211693. ISSN  0031-5117. PMID  8084735.
  11. ^ Treue, S .; Андерсен, Р. А .; Ando, ​​H .; Хилдрет, Э. К. (январь 1995 г.). «Структура из движения: перцептивное свидетельство поверхностной интерполяции». Исследование зрения. 35 (1): 139–148. Дои:10.1016 / 0042-6989 (94) e0069-w. ISSN  0042-6989. PMID  7839603.
  12. ^ Надлер, Джейкоб У .; Angelaki, Dora E .; ДеАнджелис, Грегори К. (3 апреля 2008 г.). "Нейронное представление глубины от параллакса движения в зрительной коре макака". Природа. 452 (7187): 642–645. Дои:10.1038 / природа06814. ISSN  1476-4687. ЧВК  2422877. PMID  18344979.
  13. ^ Maunsell, JH; ван Эссен, округ Колумбия (1983-12-01). «Связь средней височной зрительной области (MT) и их связь с корковой иерархией у макак». Журнал неврологии. 3 (12): 2563–2586. Дои:10.1523 / jneurosci.03-12-02563.1983. ISSN  0270-6474.
  14. ^ Вуонг, Куок С; Фридман, Алинда; Планте, Кортни (январь 2009 г.). «Модуляция эффектов точки обзора при распознавании объектов по форме и меткам движения». Восприятие. 38 (11): 1628–1648. Дои:10.1068 / стр. 6430. ISSN  0301-0066.
  15. ^ Hildreth, Ellen C .; Grzywacz, Norberto M .; Адельсон, Эдвард Х .; Инада, Виктор К. (01.01.1990). «Восприятие построения трехмерной структуры из движения». Восприятие и психофизика. 48 (1): 19–36. Дои:10.3758 / BF03205008. ISSN  1532-5962.
  16. ^ "APA PsycNet". psycnet.apa.org. Получено 2020-06-21.
  17. ^ "APA PsycNet". psycnet.apa.org. Получено 2020-06-21.

внешняя ссылка