Emberi sztereo látás


Binokuláris látás – Wikipédia

Megjegyzés: a fixációs pontnak nem feltétlenül kell valamely tárgy felületi pontjára illeszkedni; lehetséges, hogy a két nézõvonal metszéspontja a "levegõben" van. Mind a binokuláris parallaxis, mind a horizontális diszparitás az irodalomban használt értelemben a képrészletek vízszintes irányú eltolódásának jelölésére szolgál.

emberi sztereo látás

Azonban célszerûnek tartom megkülönböztetni a téri viszonyok geometriájából adódó parallaxist attól, ami a két retinán keletkezik, ugyanis a szemek vergens mozgásának következtében nem feltétlenül a végtelen távoli pontoknak lesz nulla a diszparitása.

A megkülönböztetés érdekében vezessük be a következõ két definíciót.

emberi sztereo látás

Ezt másképp úgy is fogalmazhatjuk, hogy ez az a konvergenciaszög, amit a két szem nézõvonala egymással bezárna, ha erre a pontra fixálnánk mindkét szemmel. A végtelen távoli pontok binokuláris parallaxisa 0. Megállapodás szerint mindig a bal koordinátából vonjuk ki a jobboldalit. A horizontális retinális diszparitás elõjeles mennyiség.

Ha adott fixációs pont esetén egy másik pont az un. Vieth-Müller körön belül van, akkor az ahhoz tartozó diszparitásérték pozitív, ha ezen kívül, akkor negatív 4. Egyszerû elemi geometriai meggondolással a 2. A késõbbiekben a horizontális retinális diszparitás helyett a rövidebb horizontális diszparitás, vagy a még rövidebb diszparitás kifejezést fogjuk használni.

A binokuláris parallaxis definíciója tehát független az aktuális fixációs ponttól, ezzel szemben a diszparitás függ a fixációs pont helyzetétõl. A binokuláris parallaxis fogalma arra vonatkozik, amit látunk azaz magára az objektumraa diszparitásé pedig a retinaképekre azaz, ahogyan az objektum a retinákra vetül. Az említett Vieth-Müller kör egy adott fixációs pont esetén az összes nulla diszparitású pontok halmazát jelenti a két szem és a fixációs pont által meghatározott síkban ld.

Kardos, Ezen pontok mértani helye az elemi geometriából jól ismert tétel szerint egy kör, mely átmegy a két szem optikai centrumán és a fixációs ponton. Az Vieth-Müller kör tapasztalati megfelelõje a kísérletileg megállapítható emberi sztereo látás, mely a szubjektív megítélés alapján ugyanabba a mélységbe esõ pontoknak halmazát jelenti.

Binokuláris látás

Némileg eltér az elméleti alakzattól, azaz a Vieth-Müller körtõl aminek oka, hogy a szemek forgási középpontja nem esik egybe a leképezõ rendszer szemlencse, csarnokvíz optikai centrumával. A horizontális diszparitás a fixációs ponttól való mélységbeli eltérés függvénye. A szempár elhelyezkedése következtében nemcsak horizontális, hanem vertikális retinális diszparitás is fellép, ami közeli tárgyaknál válik jelentõsebb mértékûvé. Ennek oka, hogy a tárgyak bal oldala közelebb van a bal szemhez, jobb oldala a jobb szemhez, így az optikai nagyítás mértéke eltérõ.

  • Hogyan lehet helyreállítani a látást romlás esetén
  • Az állatok egy részénél, főként a zsákmányállatoknál a szemek egymásnak háttal, a fej két oldalán találhatók, mivel ez biztosítja a lehető legnagyobb látómezőt.
  • Optika és látórendszerek | Digitális Tankönyvtár
  • Wheatstone rámutatott, hogy ez egy tényleges észlelete a mélységnek és azoknak az egydimenziós képeknek a mélységi illúziójából jönnek létre, amelyek csak a horizontális diszparitásuk szerint különböznek.
  • Bays látása
  • Valóban helyreállítja a látást
  • Generátor a látáshoz
  • Ismertesse az emberi szem felépítését!

Ezt szemlélteti a 5. Figyeljük meg a képeken az ellenkezõ értelmû trapéztorzítást.

IpariKepfeldolgozasEllenorzo01

Vegyük észre a 5. Az is könnyen belátható, hogy egy tetszõleges adott P pont esetén mindkét szemet ugyanakkora függõleges szöggel kell elforgatni, ha a két nézõvonalat erre a P pontra szeretnénk irányítani. Más szavakkal: ha L -lel jelöljük a bal, R -rel a jobb szem forgási középpontját, akkor az LAR sík vízszintessel bezárt szöge jelenti a bal és a jobb szem vertikális szöghelyzetét, tehát ez a két szög azonos.

Vertikális parallaxis pedig csak akkor állhatna fenn, ha ez a két függõleges irányt mérõ szög eltérõ lenne. A szemmozgások leírása A szem mozgását többféle geometriai rendszer szerint írhatjuk le. A két legismertebb a Helmholtz-féle, valamint a Fick-féle leírás.

Collevijn and Erkelens, Ezek között emberi sztereo látás horizontális és vertikális szögelmozdulások közötti sorrendben van eltérés.

A Helmholtz rendszer szerint elõször mindkét szemet függõleges irányban mozdítjuk el [lambda] szöggel eleváció, felfelé pozitív a két szemet összekötõ bázistengely körül, és vele együtt a szem eredeti függõleges tengelyét is elmozdítjuk!

Ezután u szöggel fordítjuk el a szemet, az új pozícióban lévõ, eredetileg függõleges tengely körül azimut, jobbra pozitív. Végül az elforgatást torzió, szagittális mozgás a nézõvonal körül végezzük. Az említett Fick leírásban fordított a sorrend. Elõször egy függõlegesen álló tengely körül mozdítjuk el a szemet [phi] szöggel longitude, jobbra pozitív és vele együtt elmozdítjuk az eredetileg a bázisvonallal egybeesõ vízszintes tengelyt is.

Utána az új helyzetû vízszintes tengely körül mozdítjuk el függõleges irányban [theta] szöggel latitude, felfelé pozitív. Az elforgatás végül a nézõvonal körül emberi sztereo látás. A két leírás között nehéz választani, ha azt kérdezzük, melyik az "igazi". A szemizmok nem derékszögû koordinátarendszer szerint helyezkednek el, ezért emberi sztereo látás egyik leírás sem a "valódi" mozgást írja le.

emberi sztereo látás

A szemizmok elhelyezkedése alapján feltételezhetõ, hogy a hozzájuk vezetõ vezérlõ parancsok között interakció áll fenn akkor, ha pl. A szemizmok vezérlõ jele nem feltétlenül fog úgy alakulni, hogy a függõleges résznél csak a függõleges, a vízszintes résznél csak a vízszintes izmok kapnak jelet; a kissé oldalt lévõ függõleges egyenes végigtapogatásához a vízszintes izmok korrekciójára is szükség lehet.

Látvány fénykép reklámszemüvegek Nézze meg nappal és éjjel, hajtsa le az összes fényt, vagy észlelje a mozgást a látás eléréséig minden időben?

Érdekes probléma lehet megmérni a szemizmok vezérlõ parancsainak többdimenziós absztrakt vektora és pl. A fenti két formális koordinátarendszer csupán a külsõ jelenség leírására alkalmas, hogy ezáltal a mért adatokat egységes formára látás asztigmatizmus veleszületett emberi sztereo látás.

A vertikális parallaxisról tett fenti állítást ezek után pontosítanunk kell: a Helmholtz-féle koordinátarendszerben nincs vertikális parallaxis. Vertikális retinális diszparitás természetesen továbbra is létezik, ami annál nagyobb, minél nagyobb a konvergencia szöge.

Az ismert emberi sztereo látás modellek bemutatása, kritikája Ebben a fejezetben a sztereó párosítási probléma megoldását célzó ismert modellek összefoglalását és azokra vonatkozó saját kritikámat ismertetem.

Az éldetekciós modell Az elsõ, széles körben elfogadott sztereó modell Marr és Poggio éldetekciós modellje volt, amit most Grimson alapján ismertetek. Ez a komputációs algoritmus a következõ 5 lépésbõl áll. Mind a bal, mind a jobb képet szûrésnek vetjük alá; a szûrõ képlete: 2G, azaz a egy Gauss sûrûségfüggvény és a Laplace operátor konvolúciója. A 2 szimbólum szokásos elnevezése a fizikában: nabla négyzet.

Sztereopszis

Ennek értelmezése: elõször a kép minden pontját helyettesítjük a környezetének súlyozott átlagával, ahol a súlyfüggvény egy adott [sigma] szórású kétdimenziós Gauss sûrûségfüggvény. Ezután az így kapott simább kép minden pontjában egy újabb transzformációt végzünk a fizikából ismert Laplace operátor segítségével. Ennek az operátornak a szerepe az élkiemelés, azaz, azokat a pontokat fogja nagy intenzitással átvinni a transzformált képre, melyek jelentõsen eltérnek a környezetüktõl.

Ennek hátterében az áll, hogy pl. Egy adott hõeloszlással rendelkezõ vékony lemez valamely pontjából annál nagyobb a kifolyó fluxus, minél melegebb ez a pont a közvetlen környezeténél Feynman és mtsai, A 2G intenzitástranszformáció hatására egy vonalábraszerû képet kapunk.

A vonalak annál távolabb lesznek egymástól, minél nagyobb volt a Gauss függvény szórása, azaz minél erõteljesebb volt a simító hatás. A maszkméreten belül párosítást kell végezni a nulla-átmenetekre, figyelembe véve azok elõjelét is.

Ha esetleg nem így van, akkor újabb trükkökkel egyértelmûvé kell tenni a párosítást, amit itt most nem részletezek. Ezeket az egymás utáni lépéseket elõször egy durva, azaz nagy szórású Gauss szûrõvel végzi ekkor csak nagyon kevés él marad az intenzitástranszformációnak alávetett két képen majd összesen 4 lépésben egyre kisebb szórású súlyfüggvényt alkalmazva eljut a finomabb részletek párosításához.

Az éldetekciós komputációs modell célja, hogy egységesen kezelje emberi sztereo látás fúziós sztereopszist azaz egy adott konvergenciaszög mellett a teljes képre számolja a párosításokatés a vergenciát. A két folyamat közti emberi sztereo látás kölcsönhatásként kezeli: a vergencia elõsegíti a fúziót, és a fúzió tovább vezérli a vergenciát.

Sztereopszis – Wikipédia

Ez volt sokáig a egyetlen, sokat idézett modell a sztereó párosítási problémára. Az algoritmus valóban mûködik RDS-ekre és valódi képekre egyaránt. Azonban, véleményem szerint ez az algoritmus távol áll a sztereó látás valódi folyamataitól, nem azt modellezi. Ezt a közvetkezõkre alapozom. Az algoritmus eleve feltételezi, hogy van két statikus kép, amit megmutattunk a "robotnak", és addig nem változtatjuk meg a képeket, amíg az be nem fejezi az egymásutáni lépéseket.

Csakhogy a valódi világ 5 fokú látás változik, és nem világos, hogy mit kezd az algoritmus akkor, ha pl. Hol fogja folytatni, ill. Erre még azt sem lehet válaszolni, hogy mind a négy szûrés egyidejûleg, párhuzamosan folyhat, mert az algoritmus eleve szekvenciálisan van felépítve : az i.

Ha ettõl eltérünk, az algoritmus egyszerûen mûködésképtelen, mert egyik lépés sem indítható el addig, míg az elõtte levõ lépés be nem fejezõdött. Ez az algoritmus nem párhuzamosítható, dinamikusan változó képek feldolgozására emberi sztereo látás és ezért távol áll a valódi idegrendszeri folyamatoktól. Egy másik ellenvetésem talán inkább nevezhetõ "esztétikai" jellegûnek: az evolúció nem szereti az olyan mesterkélt megoldásokat, hogy "haladjunk balról jobbra" és eszerint állapítsuk meg a zéró átmenetek elõjelét.

Miért éppen balról jobbra? Mert úgy szokás olvasni? Ez jellegzetesen számítógépes, algoritmikus szemlélet, semmi köze az élõ folyamatokhoz. Természetesen az algoritmus átfogalmazható jobbról balra irányúra is, de nem is ez a fõ gond.

A megoldásban rejlõ aszimmetria az, ami mesterkéltnek tûnik. Végül meg kell említeni e modell még egy hiányosságát, éspedig, hogy színes képekre nem mûködik, csak fekete-fehérekre. Arra nincs irodalmi adat, hogy ez a modell kiterjeszthetõ lenne színes képekre is, pedig a valóságban a sztereó rendszer nem színvak ld.

Kovács, I. A Julesz-féle mágnestûs modell A másik figyelemre méltó sztereopszis modell a Julesz-féle mágnestûs avagy "sezlon" modell Julesztovábbfejlesztve Julesz, Ez egy kooperatív modell, ahol a mágnestûk a Küklopsz Cyclopian retinán a fekete-fehér emberi sztereo látás megfelelõen fekete ill.

A kooperatív jelzõ arra emberi sztereo látás, hogy a mágnestûk kölcsönös együttmûködésébõl jön létre emberi sztereo látás megoldás. A két oldalról rávetített RDS képpár esetén a tûk a mélységnek megfelelõ szöghelyzetet vesznek fel.

Így adott RDS esetén létrejön egy kompromisszumos megoldás, ami biztosítja a téves cél elkerülését ld. Ez a modell a következõ fejezetben részletesen kifejtésre kerülõ globális sztereopszis szemléletet tükrözi. E modell fõ jellegzetessége, hogy tipikus analógiás modell: nem kíván azonosulni a teljes modellezni kívánt jelenséggel, csupán annak egy önálló aspektusával foglalkozik. Csak Emberi sztereo látás ad magyarázatot, valódi képekre nem. Se a színekkel, sõt a szürkeségi emberi sztereo látás sem foglalkozik.

A szemmozgást nem veszi figyelembe. Ezek pl. Yuille összefoglalásából ismerhetjük meg. A megoldáshoz Hopfield típusú neuronhálózatot használnak. E modellek lényege, hogy az adott pontpárosításokra megadnak egy, a teljes párosítási rendszer jóságát jellemzõ energiafüggvényt: Click here for Pictureahol d i a diszparitás az i.

Ez a mérõszám lehet pl. Az E d kifejezés elsõ tagja a lehetõség szerinti pontos párosítást, a második tag pedig a diszparitásgradiens minimalizálását szolgálja. Az elsõ tag akkor lesz kicsi, ha a párosítás során azonos intenzitású pontok kerülnek összepárosításra, a második tag viszont akkor, ha a diszparitás nem változik nagyot a szomszédos pontok között. A u konstans megválasztásával lehet súlyozni e két ellentétes szempont között.

A sztereó párosítási probléma megoldását az E d függvény minimalizálása szolgáltatja. Könnyen látható, hogy ez a modell lényegében a Julesz-féle mágnestûs modell formalizálása. Az E d elsõ tagja megfelel annak, hogy a mágnestûk emberi sztereo látás beállni az azonos intenzitású pontoknak megfelelõ irányba, a második tag pedig a rugókat, u a rugóállandókat képviseli.

szemcsepp felszívódó szürkehályog

A Julesz emberi sztereo látás is megadható egy energiafüggvény, ami az összes mágneses és az összes rugóenergia teljes összege. A mágnestûk úgy állnak be, hogy ennek az összenergiának lokális minimuma legyen. Ha az egyensúly beállása után önállóan megpróbálunk egyetlen mágnestût kissé elmozdítani, akkor az energia nõ, ami ennek a tûnek a visszatérítésére irányuló erõ megjelenésében nyilvánul meg.

A modell azt a párosítási rendszert párosításegyüttest tekinti jónak, amelynél minden pont "viszonylag jól" lett párosítva. Más szavakkal: nem lokális jegyek alapján párosítja a pontokat hiszen azok jórészt egyformák, így a párosítás többértelmû lenne emberi sztereo látás, hanem a teljes kép párosítási rendszerét optimalizálja.

Ebben a felállásban az, hogy egy adott baloldali pontot mely jobboldali ponttal párosítunk, függ attól, hogy az összes többi pontpárosítást hogyan végeztük. Ebben az értelemben tehát ez egy globális, és nem lokális modell.

emberi sztereo látás

E modellel szembeni kritikám lényege, hogy túlzottan formális, nem igazán azonosítható pszichofiziológiai struktúrákkal. Nincs bizonyítva, hogy az idegrendszer a Hopfield modell szerint oldaná meg a minimumfeladatait. Az E d energiafüggvény minimalizálásának problémája itt ugyanis kombinatorikus, azaz diszkrét optimalizálási probléma. Az ilyen típusú problémáknál pedig mindig fellép a kombinatorikus robbanás veszélye, amit még a Hopfield típusú absztrakt neuronhálózatok sem tudnak kivédeni.

Az idegrendszer "nem szereti" a diszkrét problémákat. A modell analóg jellege c. Ez a modell távolról sem "neuronszerû", ha neuron alatt a valódi és nem az absztrakt neuronokat értjük. A modellrõl sugárzik a számítógép képernyõjének pixelszerkezete, ami az élõ szemnél egyáltalán nem így van. Ehhez a két szem ideghálózatának teljesen azonosnak kellene lenni.

IpariKepfeldolgozasEllenorzo01 – VIK Wiki

Az ilyen típusú modellek talán azért keletkeztek, mert a "sztereó párosítási probléma" valójában egy félrevezetõ kifejezés: az idegrendszer nem arra "kíváncsi", hogy melyik "pontnak" melyik a párja, hanem sokkal inkább arra, hogy egy adott térbeli pontban mi a látott felszín mindig felszíneket látunk térbeli gradiense. A pontpárosításból természetesen kiszámítható a térbeli gradiens, de ennek nem feltétlenül kell abban a sorrendben történnie, hogy elõször a párosítást végezzük, és majd emberi sztereo látás ezután számítjuk ki a megfelelõ mélységet.

A felület gradiense esetleg másképp is kiszámítható. A korrelációs modellek Végül az ún. E modell alapötlete és ebben hasonlít e dolgozat fõ eredményét jelentõ modellhezhogy a képen fellelhetõ emberi sztereo látás pl. A következõ mûveleteket kell eszerint végezni: i válasszunk egy ablakot az egyik kép mondjuk a bal kérdéses pontja köré, és egy ugyanekkora ablakot a másik képen is, a pont feltételezett párja körül; ii számítsuk ki a korrelációt az ablakokba esõ képrészletek között; iii horizontálisan esetleg vertikálisan csúsztassuk a másik ablakot addig, amíg a korreláció maximálissá nem válik.

Ezeket a mûveleteket idõben is, és a képpontok vonatkozásában is párhuzamosan végezzük. Ha megtaláltuk azt az csak állítsd vissza a látást, melynél maximális az ablakokba esõ képrészletek közötti korreláció, akkor az ablakok középpontjait feleltessük meg egymásnak; ez lesz a sztereó párosítási problémának az adott fixációs ponthoz tartozó megoldása. Ezt a mûveletsort a képpár minden pontjára el kell végezni, ami folyat párhuzamosan is.

A keresztkorrelációs modellek "örökös" problémája volt eddig Frisby és Pollard, Túl kicsi ablak esetén könnyen található jól korreláló képrészlet a másik képen, ami téves párosításhoz vezet, ha viszont túl nagy az ablak, akkor csak egy átlagos illeszkedést fogunk kapni.

Ha a két kép némileg eltérõ márpedig eltérõ, azért sztereó akkor nagy ablakméret esetén nem lehet pontosan tudni, hogy az ablakon belül mely pontokra jó a párosítás; nincs garancia arra, hogy az ablakok középpontja fog legjobban illeszkedni. Az ablakméret optimális megválasztására többféle módszerrel próbálkoztak. Ez az algoritmus menet közben változtatja az ablakméretet; a legjobb méretet a képek statisztikai tulajdonságaira alapozva keresi meg.

A hivatkozott szerzõk számítógépes futtatási tapasztalatai azt mutatják, hogy x méretû képpár esetén 3 -tól 17 átmérõjû ablak volt optimális méretek pixelben.

A korrelációs típusú modellek realitását humán kísérletek is alátámasztják.

Frisby és Pollard Ez nem magyarázható a élkiemeléses modellekkel, helyette alátámasztja egy korreláción alapuló párosítási mechanizmus létezését a látórendszerben. Ez alatt azt kell érteni, hogy egyszer "megmutatjuk" e képpárt az algoritmusnak mintavétel és tárolásutána megvárjuk, míg az algoritmus elindul és lefut.

Idõben változó dinamikus képek esetében ugyanaz a probléma áll fenn, mint a Marr és Poggio algoritmusnál: ha a feldolgozási folyamat alatt megváltozik a kép, arról az algoritmus nem szerez tudomást.