1.- Introducción. 2.- Características generales de la visión de movimiento. 3.- Representación espacio-temporal de movimientos

Transcripción

1 s de s de Función n esencial del SVH estimación n del relativo de objetos, ego, orientación n y discriminación n entre objetos separados, etc. Juan Luis Nieves Dpto. Óptica. Fac. Ciencias Universidad de Granada Granada (SPAIN) jnieves@ugr.es Objetivos: Caracterizar la visión n de s y los mecanismos que el SVH pone en juego para lograrlo que permite la evaluación n de descriptores locales del campo visual: Coherencia del campo de (segmentación n entre figura y fondo, análisis de formas); Tipo de (detección de organismos biológicos vivos en el entorno) 2.1. Movimiento como todo cambio de posición n en el tiempo 2.1. Movimiento como todo cambio de posición n en el tiempo s bien de los objetos que nos rodean, s bien de los objetos que nos rodean, de de Movimientos oculares bien de la imagen retiniana conjugada, 1

2 2.1. Movimiento como todo cambio de posición n en el tiempo 2.1. Movimiento como todo cambio de posición n en el tiempo s de A partir de la información suministrada por una imagen 2-D en... s de El SVH busca una integración global coherente de la información que dispone en la escena. V fondo =0 V fondo =0 el SVH es capaz de evaluar la velocidad de los objetos (NO de la imagen retiniana) en un entorno 3-D. Pero qué tipo de información visual es la asociada al? 2.2. Ambigüedad de los s locales 2.2. Ambigüedad de los s locales s s de de abertura Segregación figura-fondo ( chopstick illusion ) 2

3 2.2. Ambigüedad de los s locales 2.2. Ambigüedad de los s locales s s de de Oclusión figura-fondo Breathing squares Oclusión figura-fondo 2.2. Ambigüedad de los s locales 2.2. Ambigüedad de los s locales s s de de Apparent rest Paradoxical rest Ilusión de la masa deforme Estereogramas y Barberpole 3

4 2.3. Otras de la percepción n de 2.3. Otras de la percepción n de s de objetos en : s de s: de de (5) Adaptación al Capacidad para evaluar con cierta exactitud y precisión cómo de rápido se mueven los objetos y en qué dirección. (5) Adaptación al Capacidad para percibir diferentes s en distintas partes del campo visual 2.3. Otras de la percepción n de 2.3. Otras de la percepción n de s : s (4) Tiempos breves de exposición: de de (5) Adaptación al Existencia de mecanismos sensoriales de con diferentes anchos de banda (5) Adaptación al Exposiciones de aprox. 400ms bastan para juzgar correctamente la dirección de de redes sinusoidales 4

5 2.3. Otras de la percepción n de 2.3. Otras de la percepción n de s (5) Adaptación al : s (5) Adaptación al : de de (5) Adaptación al (5) Adaptación al Espirales rotatorias s de 2.3. Otras de la percepción n de (5) Adaptación al : Existencia de sensores separados y selectivos direccionalmente con capacidad de adaptación. El análisis del no se hace a partir del análisis de la posición. s de cómo estimar la velocidad de los objetos a partir de la velocidad de su imagen retiniana? y cómo combinar la info local de para obtener información sobe estructura espacial de la escena y del ego? (5) Adaptación al (5) Adaptación al 5

6 s Movimiento como todo cambio de posición en el tiempo En el proceso de percepción deductiva del distinguimos dos etapas: s Movimiento como todo cambio de posición en el tiempo En el proceso de percepción deductiva del distinguimos dos etapas: de 1) Medición de la proyección del sobre el plano imagen 2-D; de 1) Medición de la proyección del sobre el plano imagen 2-D; 2) Interpretación de la imagen para evaluar la estructura y 3-D de los objetos que componen la escena. Mecanismos a largo plazo, V fondo =0 que relacionan pares de rasgos en t grandes. Mecanismos a corto plazo, que estiman la velocidad instantánea proyectada 2-D. Mecanismos de percepción visual del s V fondo=0 s 3.1. Ambiente óptico dinámico Flujo óptico ( optical flow ) de estructuras que converge desde todas las direcciones a un punto estacionario. de Medida Interpretación de Mecanismos a largo plazo Correspondencia de rasgos significativos Cálculo de velocidades instantáneas Interpretación de correspondencias Interpretación del campo de velocidades Mecanismos a corto plazo 6

7 en la vida cotidiana en la vida cotidiana s s de de v r 2 v r 3 v r 1 v r 4 Medición Interpretación s de en la de muchos animales s de Poste del barbero en rotación Campo de velocidades local Flujo de A veces el flujo de estructuras no coincide con el campo de velocidades locales de los objetos. 7

8 s de s de 3.1. Ambiente óptico dinámico El flujo representa al conjunto de proyecciones formado por el de todos los puntos del campo visual en un t infinitesimal, tratándose de un campo de velocidades instantáneas V(, ) Z V y Y x Proyección sobre plano imagen 2-D A veces el flujo de estructuras no coincide con el campo de velocidades locales de los objetos. O X s de δx para cada δt en pares de puntos s de δx para cada δt en pares de puntos Movimiento como l cociente δx/δt Z Secuencia de imágenes t Imagen espacio-temporal V y Y O X x Proyección sobre plano imagen 2-D 8

9 s δx para cada δt en pares de puntos HIPÓTESIS s δx para cada δt en pares de puntos HIPÓTESIS de a) Constancia en la luminosidad percibida de b) Coherencia espacial Objeto en A nivel local y en pequeñas regiones de un mismo objeto, se mantiene constante la luminosidad independientemente de la posición. Ambiente óptico dinámico en el plano imagen Puntos de la superficie de un mismo objeto tienden a moverse de modo coherente a nivel local. s δx para cada δt en pares de puntos HIPÓTESIS s δx para cada δt en pares de puntos de c) Persistencia temporal de Secuencia de imágenes t Puntos de igual intensidad Velocidad I( x, t) I( x vt) La imagen de cada una de las partes de un objeto en cambia de modo continuo y gradual. Hipótesis (a) + (b) +(c) Movimiento como orientación en el espacio-tiempo 9

10 s de 3.3. Estimación n de la velocidad Cómo determinar la orientación en la descripción espaciotemporal de la imagen? Secuencia de imágenes t s de 3.3. Estimación n de la velocidad Cómo determinar la orientación en la descripción espaciotemporal de la imagen? Solución: Evaluación de v a partir de diferencias locales en la I(x,t), sin necesidad de identificación explícita de locales Resuperación de la velocidad a partir de gradientes espaciales y temporales δ I = I 2 I1 I δ I I δ I x = vt + X ; + t δ t x δ x ( I δ x t ) V = V = δ t ( I x ) t I 1 δx I 2 δt I 2 s Qué tipo de mecanismo neuronal reúne todas las anteriores? s Qué tipo de mecanismo neuronal reúne todas las anteriores? El SVH utiliza campos receptivos selectivos a las diferencias locales de I(x,t), de de 10

11 s Qué tipo de mecanismo neuronal reúne todas las anteriores? El SVH utiliza campos receptivos selectivos a las diferencias locales de I(x,t), s Qué tipo de mecanismo neuronal reúne todas las anteriores? El SVH utiliza campos receptivos selectivos a las diferencias locales de I(x,t), de de s Qué cantidad mínima de información necesitan estos mecanismos neuronales? Experiencias Four stroke motion y Two stroke motion s Cuando no es suficiente el para una percepción coherente de los s en la imagen Las sombras como elemento de anclaje fundamental en la imagen percibida (recordar organización perceptual) de de * Ball in a box 11