《视觉的底层处理》课件.pptVIP

*******************视觉的底层处理视觉的底层处理是计算机视觉的核心，它涉及对图像进行分析和解释，从而提取有意义的信息。视觉信息处理的历程1古代古希腊哲学家对视觉现象进行了初步研究，但缺乏科学实验和工具。217世纪开普勒提出了眼睛像一个相机，将光线汇聚在视网膜上的理论。319世纪赫尔姆霍兹利用解剖学和生理学方法研究了眼睛和大脑的结构和功能。420世纪借助电生理学和计算机技术，人们对视觉信息处理的神经机制有了更深入的理解。521世纪人工智能技术和脑科学的结合，推动着对视觉感知和认知的理解不断深入。感受器:视网膜视网膜是眼睛中感光组织，负责将光信号转化为神经信号。视网膜包含两种感光细胞：视杆细胞和视锥细胞。视杆细胞对弱光敏感，主要负责夜视，而视锥细胞对亮光敏感，主要负责颜色视觉。视网膜中的感光细胞会将光信号转化为电信号，然后传递给视神经。视神经将信号传输到大脑，大脑再将信号解读成视觉信息。视网膜是视觉信息处理的起点，其功能对于正常视觉至关重要。视神经传送信息1视神经将视觉信息传递到大脑2神经纤维携带神经信号3视网膜感受光线4光线进入眼睛视神经由视网膜中光感受器细胞的轴突组成，这些轴突将视觉信息从眼睛传递到大脑。视神经纤维将视觉信息转换为电信号，并在视神经中传输到大脑。这些信号在视觉皮层中被进一步处理，从而产生我们对世界的视觉感知。视觉通路视网膜视网膜是眼睛中的光感受器层，接收光信号并将其转化为神经信号。视神经视神经将视网膜上的信息传送到大脑，连接着眼睛和大脑。丘脑丘脑是视觉信息的中转站，将来自视神经的信息传递到视觉皮层。视觉皮层视觉皮层是大脑中负责处理视觉信息的区域，位于后脑叶。视觉皮层的定位功能视觉皮层的定位功能视觉皮层负责处理来自眼睛的视觉信息。它位于大脑后部，由多个区域组成，每个区域负责特定的视觉任务。视觉皮层的定位功能是指它能够识别物体的位置、形状和大小等信息。这对于我们理解周围环境至关重要。视觉皮层的定位功能视觉皮层包含多个区域，其中一些区域负责特定任务，例如识别物体的颜色、形状、运动方向和深度。这些区域之间相互协作，共同完成视觉信息处理的任务。视觉皮层定位功能的实现依赖于神经元的活动。当眼睛接收到来自物体的信息时，这些信息被传递到视觉皮层，不同的神经元对不同的视觉特征做出反应，最终形成对物体位置、形状和大小的感知。简单细胞方向选择性简单细胞对特定方向的线条或边缘敏感。位置敏感性它们对刺激在视网膜上的特定位置做出反应。对比度敏感性简单细胞对对比度变化敏感，例如明暗边界。复杂细胞对运动方向和形状敏感复杂细胞对特定方向和形状的刺激作出反应，且对刺激位置不敏感。位于视觉皮层的更高层复杂细胞位于视觉皮层的更高层，接收来自简单细胞的输入。接受来自多个简单细胞的输入复杂细胞的感受野更大，可以接受来自多个简单细胞的输入。从属细胞11.响应复杂模式从属细胞对更复杂、更抽象的视觉特征做出反应，例如运动方向、形状和纹理。22.集成信息它们整合来自简单细胞和复杂细胞的输入，创建更高级别的视觉表征。33.识别特定特征从属细胞在识别诸如人脸、物体和场景等复杂物体中发挥重要作用。44.视觉感知它们为我们的视觉感知，如形状、颜色、运动和深度感知，提供了基础。边缘细胞边缘细胞边缘细胞对物体边缘的识别和定位很敏感。它们在视觉系统中扮演重要角色，帮助我们感知物体的轮廓和形状。特征响应边缘细胞对特定方向和位置的边缘有强烈响应。它们对物体轮廓和形状的感知贡献很大。视觉信息的整合从特征到物体视觉系统将边缘、颜色、纹理等特征整合在一起，形成有意义的物体。例如，将圆形、棕色、有毛的特征整合为一只狗。从物体到场景物体识别后，视觉系统进一步整合不同物体的空间关系和场景信息。例如，识别出狗在草地上奔跑，并判断出是一个公园场景。从场景到理解整合后的视觉信息被理解为一个完整的场景，并与记忆和知识相结合，产生对场景的认知和理解。例如，看到一个熟人，识别出他的身份，并回忆起相关的经历。空间感知空间感知是视觉系统的重要功能之一。它让我们能够感知周围环境中物体的距离、大小和方向。这种能力依赖于多种线索，包括双眼视差、运动视差和纹理梯度。运动感知运动方向运动感知是通过识别物体移动方向和速度来实现的，这有助于我们理解环境的变化。运动速度大脑通过分析物体在视网膜上的移动速度来判断其运动速度，并预测其未来位置。运动模糊当物体快速移动时，图像会产生模糊，这反映了视觉系统对运动的动态响应。深度感知1双眼线索双眼视差，即两只眼睛看