April 24th, 2017
本文介绍用于模拟和视觉系统学习适应的新方法。
该软件程序的总体目标是通过使用人类视觉系统如何适应编码颜色的模型来模拟适应对视觉感知的影响。此模型计算当同一观察者适应不同的颜色环境时,或者当不同的观察者适应同一环境时,该编码如何变化。这种方法解决了认知科学和神经科学中的关键问题,例如感觉系统为什么会适应以及适应对感知有什么影响。
这种技术的主要优点是它结合了关于适应和色觉的合理假设,并使用这些来更可靠地预测不同环境和观察者的色彩感知。首先选择要处理的所需图像,然后观察它在左上方窗格中弹出。然后,单击格式菜单以选择如何表示图像和观察者。
单击标准观察点以对适应特定颜色分布的标准或平均观察点进行建模。接下来,单击 Natural Spectra 或 RGB 以近似实际光谱或显示器上图像的红色、绿色、蓝色像素光谱。首先使同一观察者适应不同的环境,例如当前图像的颜色与自然户外环境的典型颜色分布。
要设置这些环境,请从下拉菜单中选择 reference 和 test environments;然后单击 Reference 菜单以选择起始环境,即假定观察者在查看原始图像时要适应的环境。接下来,单击测试菜单以选择 Observer 将适应的新环境。单击 Adapt 按钮,观察两个新图像,分别过滤为圆锥体适应和适应对比度。
或者,使不同的观察者适应相同的环境,例如年轻或年长观察者的光谱灵敏度;选择观察者的光谱灵敏度,然后单击 Lens (镜头) 菜单以选择镜头颜料的密度。然后,单击黄斑菜单以类似方式选择黄斑色素的密度;并单击 Cones 菜单以在具有正常三色或不同类型的异常三色的观察者之间进行选择。再次单击 适应 按钮并观察屏幕上的三个新图像,这次显示原始图像、为新灵敏度过滤的图像以及适应新灵敏度后的图像。
最后,点击 保存图片 按钮保存这三张图片。该协议演示了如何在图像中可视化视觉适应对环境或观察者变化的影响。为了说明适应如何适应观察者的变化,该模型通过比较年轻或年长观察者眼睛看到的图像的预测外观来模拟晶状体老化的后果,这些观察者仅在晶状体色素的密度上有所不同。
为了说明适应如何适应环境的变化,该模型用于模拟我们如何通过调整颜色编码来匹配典型的高对比度环境的预期编码来适应低对比度、朦胧的环境。该技术可应用于具有不同光谱灵敏度的任何影像集合或观察者。它也可以推广到检查图像的适应和其他特征,例如它们的光谱特性。
渲染的图像模拟了长期适应的理论极限,可用于通过测试受试者在适应图像中可以感知到他们在原始图像中无法感知的内容来检查适应的功能。渲染的图像还提供了灵敏度变化对我们视觉感知影响的更真实模拟,并展示了适应如何倾向于降低或补偿这些灵敏度变化。
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本文描述了一种模拟和研究视觉系统适应性的新方法。该软件程序旨在使用一个关于人类视觉系统如何编码颜色的模型,来模拟适应对视觉感知的影响。