Bu makalede, simüle ve görsel sistem adaptasyonu incelemek için yeni bir yöntem tarif eder.
Bir renk eksikliği veya hastalık nedeniyle optik ya da yaş farklarının, örneğin ya: Birçok teknikleri bir görüntü farklı bir görsel duyarlılıkla bir kişiye nasıl görüneceğini görselleştirmek için geliştirilmiştir. Bu protokol, simülasyonlar içine duyusal uyum dahil etmek için bir yöntem açıklanır. Protokol renkli görme örnekle anlatılmıştır, ancak görsel uyarlamadan herhangi bir biçimde, genel olarak uygulanabilir bir. Protokol retinal ve kortikal mekanizmalar kodlayan renk ve bunların nasıl geçerli uyarıcı renk ortalama renk ve aralığı hem de kendi hassasiyetini ayarlamak ilgili standart ve olası varsayıma dayalı insan renkli görme basit bir model kullanılır. Bir bağlamında kendi ortalama tepki farklı bağlam için eşit şekilde mekanizmaların kazanç uyarlanmıştır. simülasyonlar adaptasyon teorik sınırlarını açığa ve optimal belirli Çevreyi eşleştiği "uyarlanmış görüntüleri" üretilmesine yardımcınment veya gözlemci. Onlar da farklı gözlemciler veya farklı ortamlarda uyum etkilerini keşfetmek için ortak metrik sağlarlar. Bu görüntülerle görsel algı ve performansı nitelendiren görme veya diğer duyu sistemlerinde uzun süreli adaptasyon işlevlerini ve sonuçlarını incelemek için yeni bir araç sağlar.
Biz değiştirmek gibi dünya başkalarına veya kendimize neye benziyor olabilir? Bu sorulara verilen yanıtlar doğası ve algı mekanizmaları ve duyusal kodlama normal ve klinik varyasyonları hem sonuçlarını anlamak için temelde önemlidir. teknikler ve yaklaşımlar çok çeşitli görüntüler farklı görsel hassasiyetlere sahip bireylere nasıl görünebileceğini simüle etmek için geliştirilmiştir. Örneğin, bu renk eksikliklerin farklı türlerine göre ayırt edilebilir renk simülasyonunu içeren 1, 2, 3, 4, bebekler ya da daha büyük gözlemci 5, 6, 7, 8 ile çözülebilir mekansal ve renk farklılıkları, 9 , görüntüler periferik görme nasıl göründüğünü <s Sınıf = "xref"> 10, ve optik hatalar veya hastalığın 11, 12, 13, 14 sonuçlarından kadar. Bunlar ayrıca, diğer türler 15, 16, 17 için de mümkündür ayrımlar görselleştirmek için uygulanmıştır. Tipik olarak bu simülasyonlar bir görüntü filtrelemek ve böylece azaltılması veya zorluk görmekte yapıyı çıkarmak için farklı popülasyonlarda hassasiyet kayıplarının ölçümleri kullanılır. Örneğin, renk körlüğün en yaygın formu, orta ya da uzun dalga boylarına duyarlı, iki fotoreseptör birinin kaybı yansıtır ve bunların sinyallerini çıkarmak için süzüldü ve görüntüler tipik olarak "kırmızı-yeşil" tonlar 1 yoksun görünür. Benzer şekilde, bebeklerin daha fakir keskinliğine sahip olduklarını ve bu nedenle onların azaltılmış uzaysal hassasiyet için işlenmiş görüntüler bulanık görünür ..> 5 f "Bu teknikler Ancak, onlar değil başka olmayabilir bu bir kişinin görebileceğini çok değerli açılımlar sağlamaktadır – ve genellikle amaçlanmamıştır – gözlemcinin fiili algısal deneyim tasvir ve bazı durumlarda yanlış olabilir gözlemci mevcut miktarı ve bilgi türleri.
Adaptasyon 18, 19 – Bu makalenin görsel kodlama temel bir karakteristiği içerir görsel deneyim farklılıkları simüle etmek için geliştirilen yeni bir teknik tarif edilmektedir. Tüm duyu ve motor sistemleri sürekli maruz kaldıkları bağlamına ayarlayın. vizyon oda ne kadar parlak veya loş için barındırır iken bir odada bir keskin koku çabucak kaybolur. Önemli olan, bu ayarlamalar böyle bir kişinin yüzüne 20 özelliklerine olarak "üst düzey" algılamalar dahil hemen hemen her uyaran özellik için ortaya,Sınıf = "xref"> 21 ya da ses 22, 23, hem de göz hareketleri ya da bir nesne 24, 25 uzanirken üretilen motor komutları kalibre. Aslında, adaptasyon olasılıkla neredeyse tüm nöral işleme önemli bir özelliktir. Bu makale temelde adaptasyon 26, 27, 28, 29, belirli bir hal altında belirli bir gözlemci görünecektir nasıl tahmin etmek "imajını uyarlayarak" tarafından, görüntülerin görünüm simülasyonları içine bu adaptasyon etkileri dahil etmek verilmektedir. Birçok faktör bir gözlemci hassasiyetini değiştirebilir, ancak duyarlılık kayıpları sistem adapte varsayarak olmadan tahmin edildiğinden daha az dikkat çeken böylece adaptasyon genellikle bu değişikliklerin önemli yönlerinden telafi edebilir. Tersine, çünküAdaptasyon, mevcut uyarıcı bağlama göre hassasiyetini ayarlar, bu ayarlamalar da çevre değiştiğinde kadar algılama değişebilir kadar tahmin etmek için dahil etmek çok önemlidir.
Aşağıdaki protokol görüntülerin renk içeriğini uyarlayarak tekniğini göstermektedir. Adaptasyon 30 kalıplarıdır olarak renk görme, renk kodlaması ilk sinir aşamaları oldukça iyi anlaşılmış bir avantajı vardır. Gerçek mekanizmaları ve ayarlamalar karmaşık ve çeşitlidir, ancak adaptasyon önemli etkileri en az bir basit ve geleneksel iki aşamalı modeli (Şekil 1a) kullanılarak yakalanabilir. Birinci aşamada, renk sinyalleri ilk olarak, kısa, orta ya da uzun dalga boyunda (S, M ve L koniler) için maksimum duyarlı olan koni fotoreseptör üç tip tarafından kodlanır. İkinci aşamada, farklı koniler gelen sinyaller "renk rakip" cha oluşturmak üzere sonradan receptoral hücreler içinde birleştirilirFarklı konileri antagonistik girdileri almak nnels (böylece "parlaklık" bilgi kodlama) ve konik giriş birlikte toplamı "olmayan karşıt" kanal (ve bu nedenle "renk" bilgi iletmek). Uyum Her iki aşamada gerçekleşir ve iki farklı renkte yönlerine ayarlar – (koniler) ortalama ve (sonrası receptoral kanallarda) varyans 30, 31. simülasyonların hedefi, uyarlanmış çıkışları görüntüyü modeli mekanizmalarına bu ayarlamaları uygulamak ve sonra kılmaktır.
uyarlama görüntülerin süreç altı birincil bileşenleri içerir. Bunlar 1) görüntüleri seçiyor; 2) görüntü spektrumları formatını seçerek; 3) ortamda renk değişikliği tanımlayan; 4) gözlemcinin duyarlılık değişikliği tanımlayan; 5) adapte görüntüler oluşturmak için programı kullanılarak; ve 6) adaptasyon sonuçlarını değerlendirmek için görüntüleri kullanarak. TO aşağıdaki ayrıntılı olarak bu adımların her biri dikkate alır. Görüntülerin 5 örneklerini gösterir modeli ile işlenen – Şekil 2 ise temel model ve mekanizma tepkileri, Şekil 1 'de gösterilmektedir.
NOT: protokol resimli bir resim seçip daha sonra farklı açılır menülerden tarafından seçilen seçenekleri kullanarak adapte sağlayan bir program kullanır.
1. Uyum Resmi seçin
2. Stimulus ve Observer belirtme
Adaptasyon Seçiniz Durum 3.
4. Observer spektral Duyarlılığı seçin
NOT: Farklı ortamların adaptasyon efektleri, gözlemci genellikle sabit kalır ve ortalama spektral duyarlılığı ile varsayılan "standart gözlemci" olarak ayarlanır. tarama pigment veya gözlemcinin spektral duyarlılık miktarını kontrol bağımsız bir spektral duyarlılık ayarı için 3 menü bulunmaktadır.
5. Resmi Uyum
6. Uyum Sonuçlarını Değerlendirmek
NOT: Orijinal referans ve uyarlanmış görüntüleri aynı görüntü modellenen Adapta iki eyalette altında görünmelidir nasıl simülesiyon ve önemlisi, sırf adaptasyon devletin farklıdır. Görüntülerde farklılıklar dolayısıyla adaptasyon sonuçları ilişkin bilgi sağlar.
resimli protokol ortamında veya gözlemci bir değişikliğe adaptasyon etkisi görüntüleri tasvir edilebilir gösterilmiştir. Bu betimleme modeli için yapılan varsayımlara bağlıdır alır formu – renk kodlu nasıl, örneğin, nasıl kodlama mekanizmaları tepki ve uyum. hipotez kanalların özellikleri nelerdir örneğin, ve bunlar adapte varsayılır nasıl – Böylece en önemli adım renk görüşü için model üzerinde karar vermektir. diğer önemli adımlar arasında adapte iki ortamlar ya da iki gözlemci hassasiyetleri özellikleri, uygun parametreleri ayarlamak için vardır.
resimli modeli çok basit olduğunu ve eksiktir ve uygulamaya bağlı olarak genişletilmiş olabilir pek çok yol vardır. Örneğin, renk bilgileri, bağımsız bir şekilde formun kodlanmayan ve gösterilen simülasyonlar uzaysal yapısı hesaba katmazNöral açık alanların, ya da bu tür kontrast normalleşme 38 olarak mekanizmalar arasında bilinen etkileşimlerin ve görüntülerdir. Benzer şekilde, görüntülerdeki tüm pikseller eşit ağırlık verilmektedir ve bu nedenle simülasyonlar böyle sahneler göz hareketleri ile örneklenir nasıl olarak mekansal faktörler dahil olması gerekmez. modeldeki Adaptasyon da basit çarpımsal ölçeklendirme temsil ettiği varsayılır. Bu renk uyumu bazı formları için uygun olan ama düzgün sonrası receptoral düzeyde tepki değişikliklerini tarif olmayabilir. Benzer şekilde, modelinde kontrast yanıt fonksiyonları, doğrusal olan ve böylece nöronların gerçek tepki fonksiyonlarını taklit yoktur. Bir başka önemli sınırlama resimli simülasyonlar gürültü dahil kalmamasıdır. Bu gürültü veya öncesinde uyum sitelere oluşursa, o zaman adaptasyon hem sinyal ve gürültüyü ayarlayabilir ve sonuç görünüm ve görsel performans 39 çok farklı etkileri olabilir. Tek yön içingürültü etkilerini taklit uyarıcı 28'de rastgele tedirginlikler tanıtmaktır. Ancak, bu gürültü bir gözlemciye "benziyor" what taklit olmaz.
gösterilen örneklerle belirtildiği gibi, simülasyonlar gözlemcinin sadece spektral ve kontrast hassasiyeti göz önüne alındığında, belirgin değildir renk deneyimi çok özelliklerini yakalayabilir ve özellikle fonksiyon renk algılama normalize ve dengeleyen bir adaptasyon önemine işaret gözlemcinin hassasiyeti sınırları. Bu bağlamda, teknik görselleştirilmesi ya da görsel gözlemleri tahmin etmek için avantaj ve bir dizi uygulamayı içerir. Bunlar aşağıdakileri içerir:
Varyant Vizyonun iyi Simülasyonlar
Belirtildiği gibi, farklı bir duyarlılık için bir görüntü filtreleme biri deneyimleri görüntüdeki bilgiler değişmiş olduğunda neyi ortaya çıkarır, ama ne tahmin de hiç az yaparBu duyarlılıkla gözlemci yaşayacaktır. Bir örnek olarak, eski bir gözlemcinin gözünün sararma lens simüle etmek süzülmüş gri bir yama 9 sarıdır görünüyor. Ama onların yaşlı lensler alışıktır eski gözlemciler yerine tanımlamak ve muhtemelen tam anlamıyla gri 40 olarak uyarıcı görüyoruz. Burada görüldüğü gibi, bu görsel sistemin 28'de adaptasyon doğal bir sonucudur ve bu nedenle bu adaptasyon birleştiren daha iyi bir bireyin percepts görselleştirmek için önemlidir.
Gözlemciler Arası ve Ortamlarda Arasındaki Farklar tahmin Ortak Mekanizması
Çoğu simülasyon teknikleri gözlemci değişiklikleri tahmin odaklandık. Oysa adaptasyon ayrıca rutin olarak dünyanın 18, 19 değişiklikler ile tahrik edilmektedir. Örneğin, kentsel Vs. kırsal ya ar farklı görsel ortamlarda (dalmış Bireylerid Vs. ) gür adaptasyon 41, 42 çok farklı durumlara yol açabilir uyarım çok değişik şekillere maruz kalır. Üstelik bu farklılıklar giderek uzman ve teknik toplumda (örneğin, bir sanatçı, radyolog, video oyun oynatıcı veya dalgıç) farklı niş işgal bireyler arasında vurgulanmakta. Algısal öğrenme ve uzmanlık çok çalışılan ve birçok faktöre 43, 44, 45 bağlıdır edilmiştir. Ama bunlardan biri poz 46, 47 basit olabilir. Örneğin, gözlemciler ayırmada ve hangilerinin "diğer ırk" etkisi, bir hesap, kendi etnik ile karşı karşıya onlar genellikle 48, 49 karşılaşmak yüzleri adapte çünkü olduğunu. Adaptasyon işbirliği sağlarBir hassasiyet değişim Vs. etkisini değerlendirmek için metrik MMON algı üzerindeki uyarıcı değişim ve böylece iki farklı gözlemciler Vs. aynı dünyayı yaşayabilirsiniz nasıl tahmin etmek için İki farklı dünyada aynı gözlemci yerleştirilmesi.
Uyum Uzun vadeli Sonuçlarını değerlendiren
Aslında onların duyarlılık ve algılama değişikliği köklü ve yoğun bir şekilde araştırılmıştır psikofiziksel tekniktir kadar ölçülerek gözlemci uyarlama ve. Bununla birlikte, bu ölçümler, genellikle birkaç dakika veya saat süren kısa süreli maruz kalma ile sınırlıdır. Artan kanıtlar adaptasyon da çok daha zor ampirik 50, 51, 52, 53, 54 sınamak için vardır çok daha uzun zaman çizelgelerine üzerinde faaliyet göstermektedir. adaptasyon Simülasyon itme ADAp avantajıtation onların teorik uzun vadeli limitleri ve deneysel olarak pratik değildir bu nedenle keşfetmek zaman çizelgelerine göre belirtmektedir. Ayrıca, yaşlanma ya da progresif bir hastalık olarak değişerek algısal sonuçlarını test etmek için izin verir.
Uyum Potansiyel Faydaları değerlendirilmesi
Konuyla ilgili bir sorun birçok fonksiyonlar adaptasyon için önerilmiştir ederken, performans artışı genellikle kısa süreli uyum çalışmalarında belirgin olmaması ve bu gelişmeler sadece daha uzun zaman dilimi zarfında ortaya çünkü bu bölümünde olabilir. Gözlemciler bu zaman çizelgelerine simüle etmek uyarlanmış görüntülerle farklı görsel görevleri yerine ne kadar iyi test algısal faydalar ve adaptasyon 29 maliyetlerini keşfetmek için yeni bir yöntem sağlar.
Görsel Kodlama ve Uyum Testi Mekanizmaları
simülasyonlar görselleştirmek için yardımcı olacak ve görsel beni hem farklı modeller karşılaştırabilirsinizmaları ve nasıl farklı model bu mekanizmalar hassasiyetini ayarlayın. Bu tür karşılaştırmalar görsel performans ve algı için görsel kodlama farklı yönleri nispi önemini ortaya yardımcı olabilir.
Gözlemciler Görüntüleri uyarlanması
O adaptasyon biri iyi görmek için yardımcı olur ölçüde, bu tür simülasyonlar daha iyi gözlemciler için bilgi vurgulayabilirsiniz görüntü işleme modellerini geliştirmek için bir potansiyel olarak güçlü bir araç sunar. Bu görüntü geliştirme teknikleri yaygın olduğu, fakat, bu yaklaşım, gerçek beyin görme sistemi yararlanmaya gelişti gerçek kodlama stratejileri simüle etmek için bu şekilde ayarlar ve yolları içinde bir görüntü uyum sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Prensipte yerine görüntüleri adaptasyon gözlemciler 26 şu anda belirtiyor maç için ayarlayarak görsel bir roman ortamına alışmaları için gözlemci ihtiyacını ortadan kaldırabilecek bu şekilde görüntüleri Ön işleme, <sup class = "xref"> 29.
Neredeyse tamamen bizim algı bir duyarlılık değişikliğini uygulama indirim bu adaptasyon olabilir önermek gerçekçi görünmeyebilir, ancak gözlemleri bilgi dramatik duyarlılık farklarının 55 etkilenmeyen görünür yapmak birçok örnek vardır ve bu adaptasyon herhangi için ne kadar tam ampirik bir sorudur görüntüleri de ele kullanılabilir uyarlanmış bir – davayı verilen. Amaç gözlemci algısal deneyim görselleştirmek için ise herhangi bir durumda, daha sonra bu simülasyonlar tartışmasız tek görüntü filtreleme dayalı geleneksel simülasyonları daha bu deneyimi karakterize çok daha yakın geliyor. Ayrıca, tahmin ve duyusal adaptasyon 29 sonuçlarını ve fonksiyonlarını test edilmesi için yeni bir araç sağlar. Yine bu adaptasyon duyusal işleme her yerde olduğunu ve benzer modeller diğer görsel nitelikler ve diğer s üzerinde adaptasyon etkisini araştırmak için yararlanılabilirenses.
The authors have nothing to disclose.
Computer | |||
Images to adapt | |||
Programming language (<em>e.g.,</em> Visual Basic or Matlab) | |||
Program for processing the images | |||
Observer spectral sensitivities (for applications involving observer-specific adaptation) | |||
Device emmission spectra (for device-dependent applications) |