Percezione visiva: Approfondimenti sull'elaborazione visiva computazionale

Di Fouad Sabry

Cos'è la percezione visiva

La percezione visiva è la capacità di interpretare l'ambiente attorno a sé attraverso l'uso della visione fotopica, della visione dei colori, della visione scotopica e della visione mesopica. Ciò si ottiene utilizzando la luce nello spettro visibile che viene riflessa dalle cose presenti nell'ambiente. Tuttavia, questa non è la stessa cosa dell’acuità visiva, che è il grado in cui una persona è in grado di vedere bene. Anche se una persona sembra avere una vista perfetta, potrebbe comunque avere difficoltà con l’elaborazione delle proprie informazioni percettive visive.

Come trarrai beneficio

(I) Approfondimenti e convalide sui seguenti argomenti:

Capitolo 1: Percezione visiva

Capitolo 2: Retina

Capitolo 3: Costanza del colore

Capitolo 4: Visione dei colori

Capitolo 5: Sistema visivo

Capitolo 6: Sistema nervoso sensoriale

Capitolo 7: Cellula fotorecettore

Capitolo 8: Immagine residua

Capitolo 9: Tricromia

Capitolo 10: Cella conica

(II) Rispondere alle principali domande del pubblico sulla percezione visiva.

(III) Esempi reali dell'utilizzo della percezione visiva in molti campi.

A chi è rivolto questo libro

Professionisti, studenti universitari e laureati, appassionati, hobbisti e coloro che vogliono andare oltre le conoscenze o le informazioni di base per qualsiasi tipo di percezione visiva.

• Lingua: Italiano
• Editore: Un Miliardo Di Ben Informato [Italian]
• Data di uscita: 30 apr 2024

Anteprima del libro

Capitolo 1: Percezione visiva

La visione fotottica (visione diurna), la visione dei colori, la visione scotopica (visione notturna) e la visione mesopica (visione crepuscolare) utilizzano la luce nello spettro visibile riflessa dagli oggetti per creare un'interpretazione dell'ambiente circostante. Contrasta questo con un'affermazione come Ho una visione 20/20, che descrive quanto acutamente gli occhi di un individuo vedono. Anche con una vista perfetta, alcune persone hanno difficoltà con l'elaborazione delle informazioni visive.

Vista, vista e vista sono tutti nomi per il senso che ne consegue (aggettivi visivo, ottico e oculare, rispettivamente). Molti campi di studio, tra cui la linguistica, la psicologia, le scienze cognitive, la neurologia e la biologia molecolare, si sono concentrati sulle numerose componenti fisiologiche coinvolte nella visione, che insieme sono indicate come sistema visivo.

La cornea funge da finestra per l'ingresso della luce nell'occhio e il cristallino focalizza la luce sulla retina, una membrana sensibile alla luce nella parte posteriore dell'occhio, dove può essere rilevata. La retina funge da trasduttore, trasformando i segnali visivi in impulsi neurali. I coni e i bastoncelli, due tipi di cellule fotorecettrici specializzate nella retina, eseguono questa trasduzione rilevando la luce e reagendo con gli impulsi nervosi. Il nervo ottico trasporta questi impulsi dalla retina ai gangli centrali del cervello. L'informazione viene inviata alla corteccia visiva dal nucleo genicolato laterale. C'è anche un percorso diretto per i segnali retinici per raggiungere il collicolo superiore. La corteccia di associazione visiva è stata descritta negli ultimi anni come divisa in un circuito funzionale dorsale e ventrale. L'ipotesi dei due flussi descrive questa ipotesi.

Si ritiene che gli occhi umani siano in grado di rilevare radiazioni elettromagnetiche con lunghezze d'onda comprese tra 370 e 730 nanometri (0,00000037 e 0,00000073 metri).

Il problema principale con la visione è che ciò che gli individui percepiscono effettivamente non è una rappresentazione esatta di ciò che sta accadendo nelle loro retine (cioè l'immagine sulla retina). Di conseguenza, i ricercatori nel campo della percezione hanno avuto difficoltà ad articolare come esattamente l'elaborazione visiva si traduca nel mondo così come lo sperimentiamo.

Due principali scuole greche antiche forniscono una spiegazione rudimentale del meccanismo della visione.

La prima di esse fu la teoria dell'emissione della visione, che proponeva che la percezione avvenisse quando i raggi degli occhi vengono riflessi al cervello dopo essere stati intercettati da oggetti visibili. La visione diretta richiedeva raggi dagli occhi per tornare all'oggetto che stavano osservando. Tuttavia, un'immagine rifratta può anche essere vista per mezzo di raggi, che hanno lasciato gli occhi, hanno viaggiato attraverso l'aria e alla fine sono caduti sull'oggetto visibile osservato come risultato del movimento dei raggi. Gli studiosi che ammiravano le opere di Euclide e Tolomeo nel campo dell'ottica sostenevano questa ipotesi.

La seconda scuola di pensiero sosteneva che ciò che percepiamo è una rappresentazione dell'oggetto stesso che entra nei nostri occhi. Aristotele fu il principale sostenitore del movimento (De Sensu), Alhazen (965 - c. 1040) condusse test approfonditi sulla visione, si basò sulle ricerche di Tolomeo sulla visione binoculare e fornì un commento approfondito sugli scritti anatomici di Galeno.

I moderni studi sulla visione sono generalmente attribuiti a Hermann von Helmholtz. Sulla base della sua ricerca, Helmholtz ha concluso che l'occhio umano non può produrre un'immagine nitida. Sembrava impossibile osservare chiaramente a causa della mancanza di dati. Così, giunse alla conclusione che la visione deve essere la conseguenza di inferenza inconscia, una parola che usò per la prima volta nel 1867. Ha ipotizzato che la memoria e l'esperienza permettessero al cervello di trarre conclusioni da poche informazioni.

Per fare un'inferenza, bisogna essere stati esposti al mondo reale.

Le presunzioni tipiche che le persone fanno in base a ciò che hanno visto sono:

La luce viene generata dall'alto; Osservare le cose dal basso è raro; L'angolo di visione normale (e preferito) per i volti; La visibilità degli elementi più lontani può essere oscurata da quelli più vicini allo spettatore, ma non viceversa; e

È comune che gli esseri umani, o gli oggetti in primo piano, abbiano angoli arrotondati.

Imparare che tipo di ipotesi fa il sistema visivo attraverso lo studio delle illusioni visive (situazioni in cui il processo di inferenza fallisce).

I cosiddetti studi bayesiani sulla percezione visiva hanno recentemente rivitalizzato un'altra forma di ipotesi di inferenza inconscia (basata sulle probabilità). Un'altra teoria correlata e più recente che tenta di spiegare la vista senza ricorrere a formalismi bayesiani è nota come teoria interamente empirica della percezione.

Molte delle domande a cui gli scienziati della visione oggi stanno tentando di rispondere sono state poste per la prima volta dagli psicologi della Gestalt negli anni '30 e '40.

Lo studio di come gli esseri umani percepiscono le componenti visive come modelli organizzati o insiemi, piuttosto che come un insieme di elementi disparati, è stato guidato dalle Leggi dell'Organizzazione della Gestalt. La parola tedesca Gestalt può essere approssimativamente tradotta come struttura completa o emergente e configurazione o modello. Questa ipotesi propone che la categorizzazione istintiva degli elementi in schemi da parte del sistema visivo sia determinata dai seguenti otto criteri: Buona Gestalt (un modello regolare, basilare e ordinato) ed Esperienza Precedente, così come Prossimità, Somiglianza, Chiusura, Simmetria, Destino Comune (cioè movimento comune) e Continuità.

Negli anni '1960, i progressi tecnologici hanno reso possibile registrare continuamente il movimento degli occhi durante la lettura, Ciò che potrebbe accadere entro i primi due secondi di un'ispezione visiva è raffigurato a destra. Mentre gli stivali dell'uomo sono a fuoco, lo sfondo sfocato rappresenta la visione periferica dello spettatore (solo perché sono molto vicini alla fissazione iniziale e hanno un contrasto ragionevole). Lo scopo del movimento oculare è la selezione attentiva, che è il processo attraverso il quale il cervello sceglie quale dei molti possibili input visivi esaminare in modo più dettagliato.

Le ossessioni successive cambieranno rapidamente volto. Possono anche rendere possibili confronti incrociati.

Si può dire con certezza che il volto dell'icona è un simbolo di ricerca molto attraente se visto da lontano. Il campo visivo foveale integra il campo visivo periferico con informazioni aggiuntive.

È importante distinguere tra le diverse forme di movimenti oculari, tra cui fissazione (microsaccadi, deriva oculare e tremore), vergenza, saccadico e inseguimento. Le fissazioni sono punti di messa a fuoco relativamente stazionari. Tuttavia, la posizione dello sguardo cambia sempre un po'. Le microsaccadi, o spostamenti estremamente brevi nella fissazione, vengono utilizzate per contrastare queste derive. La capacità di eseguire movimenti di vergenza richiede la coordinazione tra i due occhi in modo che un'immagine atterri nello stesso punto su entrambe le retine. Di conseguenza, viene prodotta un'immagine nitida. La scansione rapida di una scena o di un'immagine richiede un certo tipo di movimento oculare noto come movimenti saccadici, in cui gli occhi si spostano rapidamente da una posizione all'altra. Infine, il movimento di inseguimento è un tipo di movimento oculare fluido utilizzato per tracciare bersagli in movimento.

Ci sono molti dati che suggeriscono che diversi sistemi sono responsabili del riconoscimento facciale e degli oggetti. I pazienti con prosopagnosia, d'altra parte, hanno problemi con l'elaborazione dei volti ma non degli oggetti, e i pazienti con agnosia