Математическая модель наблюдателя в процессе зрительной обработки изображений

• Автор: Трифонов, Михаил Иванович
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 223 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение. Общая характеристика работы
Глава 1. Проблема математического моделирования зрительной
обработки изображений
1.1. Введение
1.2. Неопределенность в квантовой механике, теории передачи сигналов, нейрофизиологии и психофизике
1.2.1. Принцип неопределенности в квантовой механике
1.2.2. Аналог принципа неопределенности в волновой оптике
1.2.3. Аналог принципа неопределенности в теории передачи сигналов
1.2.4. Аналог принципа неопределенности в физиологии
1.2.5. Аналог принципа неопределенности в психофизике
1.3. Информационный аспект принципа неопределенности
1.4. Измерительные аспекты неопределенности
1.5. Измерение и восприятие как устранение неопределенности
1.6. Информационная метрика в модели идеального наблюдателя
1.7. Собственный шум зрительной системы: проблемы оценки и моделирования
1.8. Собственные шумы структурных элементов зрительного
анализатора
1.9. Эквивалентный шум зрительной системы
1.10. “Индуцированный” собственный шум наблюдателя
1.11. Метод “черного ящика” и эквивалентный шум наблюдателя
1.12. Пространственная обработка зрительной информациикак случайный процесс
Глава 2. Аналог принципа неопределенности для пороговых условий
пространственного зрения
2.1. Определение “светового кванта” для пороговых условий зрительного восприятия
2.2. Определение пространственно-яркостной компоненты светового кванта зрительного восприятия на основе результатов измерения частотно-контрастной характеристики зрительной системы человека
2.3. Оценка количества информации /в пороговых условиях зрительного восприятия
2.4. Обобщение аналога принципа неопределенности пространственного зрения
2.5. Оценка числа пространственных фильтров в зрительной
системе человека
2.5.1. Линейная и нелинейная шкалы размеров рецептивных полей
2.5.2. Алгоритм автоматического переключения фильтров
2.6. Понятие физиологического контраста
2.7. Описание поведения частотно-контрастной характеристики зрительной системы человека в области низких и высоких пространственных частот
Глава 3. Применение математической модели наблюдателя для
задачи зрительного обнаружения приращения яркости сигнала на фоне случайных помех
3.1. Общие положения
3.2. Зрительное обнаружение приращения яркости известного
сигнала на фоне случайных помех
3.3. Модель зрительной системы
3.4. Мера различимости сГт распределений яркости
3.5. Оценка величины сГт на основании результатов психофизических экспериментов по зрительному обнаружению объектов на
фоне случайных помех
3.6. Исследование применимости модели идеального наблюдателя для описания результатов зрительного обнаружения квадрата на
фоне случайных помех
3.7. Мера неопределенности пространственного зрения наблюдателя, порождаемая его неспособностью адекватно использовать априорную информацию о местоположении обнаруживаемого объекта
3.7.1. Оптимальное решение задачи о зрительном обнаружении объекта с вероятностной априорной информацией о его местоположении
3.8. Выбор оптимального способа обработки изображений в задаче обнаружения приращения яркости при наличии собственного шума наблюдателя
3.8.1. Случай аддитивного собственного шума наблюдателя
3.8.2. Случай смешанного (аддитивного и мультипликативного) собственного шума наблюдателя
3.8.3. Анализ особенностей пространственной обработки изображений
в случае одноканальной модели наблюдателя
3.8.4. Анализ особенностей пространственной обработки изображений
в случае двухканальной модели наблюдателя
3.9. Результаты численных оценок величины сГт и анализ психофизических характеристик двухканальной модели наблюдателя
3.10. Случайная составляющая весовой функции в модели наблюдателя
3.10.1. Модель наблюдателя для задачи различения шумовых изображений
3.10.2. Сопоставление теоретических и экспериментальных оценок эффективности решения задачи зрительного различения шумовых изображений наблюдателем
Глава 4. Модель нейронной сети, описывающей локальное радиально-

сопоставляемые определенной физической величине, например, координате, импульсу и т.д.).
Следует отметить, что экспериментальные ошибки измерений являются не единственными источниками погрешности оценивания значений интересующих нас величин. Они характеризуют нижнюю границу такой погрешности. Так, например, в схеме простого восприятия, реализуемой с помощью сенсорного рецептора и нейрона, собственный шум последних будет обуславливать наименьший допустимый уровень неопределенности в физиологии. Конкретная же ее величина в каждом случае будет зависеть также от количества и качества априорной информации относительно объекта восприятия, имеющейся в наличии у наблюдателя. Данный аспект рассматриваемой проблемы будет затронут в третьей главе диссертации.
Неопределенность, по мнению Норвича (Norwich, 1983), обуславливает наше восприятие. Нет неопределенности - нет восприятия. В связи с этим, Норвич (Norwich, 1983) предлагает трактовать частоту нейронных разрядов не как реакцию нейрона на внешний стимул как таковой, а как скорость изменения неопределенности относительно интенсивности стимула на уровне рецептора. Отсутствие нейронной импульсации означает устранение неопределенности и, как следствие, исчезновение восприятия как такового. Характерным примером здесь является феномен адаптации. Аналогичный взгляд на это же явление был высказан Дудкиным и др. (1989), которые рассматривали адаптацию как уменьшение количества информации в импульсной активности. Для того, чтобы восприятие стало вновь возможным, необходимо воссоздание неопределенности в воспринимающей системе относительно воспринимаемого объекта или явления. Это может быть достигнуто, по мнению Норвича (Norwich, 1983), за счет перевода внимания. Таким образом, процесс восприятия, как считает Норвич (Norwich, 1983), есть взаимодействие двух взаимодополнительных процессов - моторного или