En hierarkisk definition av optisk variabilitet föreslås som kopplar fysiska storheter till visuell styrka och ger en mer reduktionistisk tolkning än tidigare metoder. Denna definition visar sig grunda sig på den klassiska effektiva kodningshypotesen. Dessutom föreslår vi att ett viktigt mål för kontextuella anpassningsmekanismer är att se till att det beteende som en bildpunkts bidrag till den optiska variabiliteten framkallar i det visuella systemet präglas av variabilitet. Denna hypotes och de nödvändiga antagandena testas genom jämförelsen med mänskliga fixeringar och state-of-the-art metoder för hållbarhet i tre öppna åtkomst eyetracking dataset, inklusive en som ägnas åt bilder med ansikten, samt i ett nytt experiment med hyperspektral representationer av ytreflektion. Resultatet på ansikten ger en betydande minskning av den potentiella styrkan av semantiska influenser jämfört med tidigare verk. Resultaten på hyperspektrala bilder stöder antagandena för att uppskatta optisk variabilitet. Även den föreslagna metoden förklarar kvantitativa resultat relaterade till en visuell illusion observeras för bilder av hörn, som inte innebär ögonrörelser. Nyckelord: optisk variation, kontextuell anpassning, salthalt, effektiv kodning, ögonfixeringar, ansiktssaltning, hyperspektral Citering: Garcia-Diaz, A., Leborán, V., Fdez-Vidal, X. R., & Pardo, X. M. (2012). Om förhållandet mellan optisk variabilitet, visuell styrka och ögonfixeringar: Ett beräkningsbaserat tillvägagångssätt. Tidningen för visionen, 12.6.17, 1-22, http://www. tidskriftenvision.org/content/12/6/17, doi:10.1167/12.6.17. Biologisk vision sätter oöverträffade riktmärken i termer av effektivitet, robusthet och allmän prestanda i aktiva visuella uppgifter. Dessa förmågor kräver ett aktivt och dramatiskt urval av information som utgör en huvudorsak till visuell uppmärksamhet. Det finns belägg för att nedifrån-och-upp-behandling (många anpassningsmekanismer) och datadriven soliditet spelar en central roll för kontrollen av människans visuella uppmärksamhet och fastställer visuell prioritet i samarbete med topdownrelevans. Termerna hälsa som en datadriven egenskap bildpunkter, relevans som en semantisk egendom, och prioritering som kombinationen av båda används för tydlighetens skull, liknande Fecteau & Munoz, 2006. Oro för förståelsen av det mänskliga visuella systemet (HVS) lika mycket som för utvecklingen av aktiva visionssystem har främjat ett viktigt och tvärvetenskapligt arbete för att förbättra uppskattningen av relevans och effektiviteten hos representationer på låg nivå. Som ett resultat av detta har den bioinspirerade modelleringen och tillämpningarna av saliency noterat en stadig ökning av forskningsverksamheten. Det finns dock en brist på beräkningsmodeller som tar upp sambandet mellan den kontextuella datadrivna anpassning som observerats i tidig visuell kodning och uppfattningen om soliditet. De flesta befintliga modeller sönderdela bilden genom sin projektion på en fördefinierad och fast grund av låg nivå funktioner. De lämnar allt adaptivt arbete väl i en stel process av normalisering och viktad sammanfattning av de initiala svaren, eller väl direkt i ett senare lokalt mått av olikhet eller osannolikhet av ensemblen av funktioner. Att närma sig detta problem är mycket intressant både för förståelsen av HVS och för datorseende applikationer, i den mån de kan ge förbättrade modeller av adaptiv låg nivå funktioner och hållbarhet. Journal of Vision (2012) 12.6 De flesta teoretiker är överens om att den tidiga beskrivningen härrör från rumsliga grupperingar av en liten uppsättning enkla primitiver som registreras parallellt över det visuella fältet. Dessa primitiva eller funktionella egenskaper behöver inte motsvara enkla fysiska dimensioner som våglängd eller intensitet. Modeller för den andra gruppen pekar redan på en mer reduktionistisk metod och de hävdar slutligen att de beräknar en effektiv approximation av den inversa sannolikhetstätheten hos det lågnivåinnehåll som finns i bilden. Båda tillvägagångssätten saknar dock specificering av de fysiska källor som berörs, och ännu viktigare, av de olika sätt på vilka de bidrar till visuell hälsa. Anmärkningsvärt nog finns det ett antal bevis som pekar på en invariant beteende av HVS på det sätt som den hanterar låg nivå innehåll, och särskilt Saliency. B. W. Tatler, Baddeley, & Gilchrist (2005) visade att även om samstämmigheten mellan försökspersonerna minskar med tiden, även utan att tvinga fram en gemensam startplats, finns det inga bevis för att diskrimineringen mellan hälsa på fixerade och icke fixerade platser skiljer sig åt. De använde ett antal specifikt modellerade lågnivåfunktioner för att ta hänsyn till soliditet. De senaste resultaten av Foulsham & Underwood (2008) (1998), c) slumpmässigt urval med avståndsviktning oberoende av nedifrån-och-upp-processer som föreslås av Melcher & Kowler (2001), och d) strategisk skillnad, vilket enligt författarna innebär att uppifrån-och-ned-strategier som väljs av observatörer är olika, medan nedifrån-och-upp-ramen av referens förblir densamma. Denna sista möjlighet är den enda som är förenlig med en minskning av överensstämmelse mellan observatörer, även med fri start platser, och kontinuiteten i låg nivå innehåll av fixeringar över tid, båda rapporterade i studien. Från jämförelse av ögonfixeringar på naturliga bilder mellan patienter med visuell agnosi och friska försökspersoner, Mannan, Kennard, & Husain (2009) visade att samstämmigheten mellan observatörer i de allra första fixeringarna var likvärdig för friska och ohälsosamma försökspersoner. Men för efterföljande fixeringar, endast ohälsosamma ämnen (oförståeliga för bilden) upprätthöll konsekvensen mellan fixeringsmönster. Detta resultat pekar också på ett konstant inflytande av soliditet och en ökande och divergerande påverkan av relevans för den rumsliga fördelningen av fixeringar hos friska försökspersoner. Allt detta tyder på variabilitet i uppfattningen av visuell styrka-strikt data-driven-som gör ännu mer intressant utvecklingen av effektiva beräkningsmetoder för att ge en korrekt uppskattning av samma. I tidigare verk har vi visat att dekorrelationen av lokala skalegenskaper är tillräcklig för att förklara en mängd olika psykofysiska resultat och för att förutsäga mänskliga fixeringar vid toppmoderna prestationer (Garcia-Diaz, Fdez-Vidal, Pardo, & Dosil, 2009). Som en generalisering föreslår vi i detta dokument en uppskattning av optisk variabilitet som innebär få magnituder-intensitet, spektral våglängder och rumsliga frekvenser. Denna åtgärd har visat sig vara beroende av en kontextuellt anpassad bild av den bild som uppstår till följd av biologiskt rimliga operationer. Till skillnad från de flesta tidigare synsätt på visuell stabilitet som använder en fast grund av funktioner för att bryta indatabilden, är grunden för komponenter som används för att beräkna optisk variabilitet anpassad för varje specifik scen. Det vill säga, vårt tillvägagångssätt är grundat på en fysisk snarare än enbart informativ teoretisk grund och knyter en parsimonisk kontextuell anpassning av den låga nivåns representation till beräkningen av soliditet. Ett viktigt bidrag är därför det explicita förslaget om att HVS ska vara olika för att hantera den relativa optiska variabiliteten. Ett konkret genomförande av en sådan åtgärd kan överträffa många andra state-of-the-art modeller av soliditet i förutsägelsen av mänskliga fixeringar i naturliga scener, med hjälp av två öppna åtkomst eyetracking dataset. Effekterna av flera approximationer bedöms också och en hög robusthet i hanteringen av skalor och spektral sensibilitet visas. Dessutom tyder resultaten på en ytterligare datauppsättning med bilder med ansikten med öppen åtkomst på en lägre påverkan av ansiktsrelevans än vad som nyligen rapporterats med hjälp av en klassisk modell av saliency. Utöver en rad olika psykofysiska resultat som också reproduceras av olika tidigare beräkningsmodeller, kan den föreslagna åtgärden kvantitativt förklara linjäriteten i upplevd salthalt kontra hörnvinkel. Såvitt vi vet återges detta beteende inte korrekt av någon annan modell. Det föreslagna tillvägagångssättet uppvisar på det hela taget en förbättrad prestanda och robusthet i de viktigaste riktmärkena och ger nya insikter i synen av visuell hållbarhet, utom räckhåll för befintliga modeller. Dokumentet inleds med en presentation av nödvändig bakgrundsinformation, följt av definitionen av optisk variabilitet och den föreslagna hypotesen om variabilitet. Därefter beskrivs genomförandeuppgifter, datauppsättningar och utvärderingsförfaranden som används. Därefter visas resultat för vart och ett av de fyra utvalda experimenten. Slutligen ges en diskussion om resultaten och deras konsekvenser.
Arbetet i REF introducerar den optiska variabiliteten, och modellera förhållandet mellan magnituderna mellan optiskt flöde och visuell styrka.
On the relationship between optical variability, visual saliency, and eye fixations: A computational approach
{'venue': 'Journal of vision', 'journal': 'Journal of vision', 'mag_field_of_study': ['Psychology', 'Medicine']}