|
Особенности зрительной системы человека
Свойства зрительной системы (ЗС) человека можно разделить на 2 группы: низкоуровневые («физиологические») и высокоуровневые («психофизиологические»). Вплоть до середины 90-х годов прошлого века исследователи принимали во внимание, главным образом, низкоуровневые свойства зрения. В последние годы наметилась тенденция построения моделей с учетом и высокоуровневых характеристик ЗС. Выделим три наиболее важных низкоуровневых свойства, влияющих на заметность шума в изображении: чувствительность к изменению яркости изображения; частотная чувствительность; эффект маскирования. Отличием высокоуровневых свойств от низкоуровневых является то, что эти свойства проявляются «вторично». Мозг, обработавший первичную информацию от ЗС, выдает команды на ее «подстройку» под изображение. Основные свойства ЗС:
Чувствительность к контрасту. Высококонтрастные участки изображения, перепады яркости обращают на себя значительное внимание.
Чувствительность к размеру. Большие области изображения
«заметнее» областей меньшего размера. Причем существует порог насыщения, когда дальнейшее увеличение размера не существенно.
Чувствительность к форме. Длинные и тонкие объекты обращают на себя большее внимание, чем круглые и однородные.
Чувствительность к цвету. Некоторые цвета, например красный, заметнее других. Этот эффект усиливается, если фон заднего плана отличен от цвета фигур на нем.
Чувствительность к местоположению. Человек склонен в первую очередь рассматривать центр изображения. Люди обычно внимательнее к изображениям переднего плана, чем заднего. Если на изображении есть люди, в первую очередь человек обратит внимание на них. На фотографии человек обращает первоочередное внимание на лицо, глаза, руки, рот.
Чувствительность к внешним раздражителям.
Движение глаз наблюдателя зависит от конкретной обстановки, от полученных им перед просмотром или во время него инструкций, дополнительной информации [15, 51]. ЗС может отнести к одному классу объекты, отличающиеся по ориентации, размеру, местоположению на сетчатке, имеющие разную освещенность и цвет. Это свойство инвариантности к различного рода преобразованиям дополняется системой анализа локальных признаков, обусловливающих многоканальность ЗС. Многочисленные клинические, психофизические и поведенческие исследования показали, что, например, форма объекта может опознаваться независимо от размера, цвета и местоположения объекта в поле зрения. Каждый компонент имеет следующие характеристики: пространственное
положение в изображении, частота изображения, ориентация сигнала
(горизонтальное, вертикальное, диагональное направления).
Острота зрения. Острота зрения определяется размером минимального элемента тестового объекта, от которого зависит опознание формы этого объекта. Острота зрения зависит от контраста изображения, яркости фона и времени предъявления теста. Ограничения разрешения ЗС зависят от оптических свойств глаза и сетчатки. Астигматизм приводит к зависимости разрешения от ориентации объекта. Сферические и хроматические аберрации влияют на фокусировку изображения. Дифракция света на границах зрачка приводит к размытию границ объектов. Для оценки остроты зрения пользуются критерием Рэлея, согласно которому две точки или линии воспринимаются как отдельные объекты, если дифракционный максимум одного изображения объекта совпадает с первым дифракционным минимумом другого изображения. Острота зрения определяется как минимальный угол разрешения. Типичными объектами для измерения разрешения являются две точки, две линии, решетки из параллельных полос, образцы типа шахматной доски. При оценке остроты с помощью колец Ландольта, нормальной остроте зрения соответствует различение разрыва, равного 1 угловой минуте. На сетчатке одна угловая минута превышает размер одной колбочки, величина которой в центре фовеолы составляет 0,4-0,6 угловой минуты, следовательно, она ограничена дифракцией, а не размером колбочки. На остроту зрения большое влияние оказывает неоднородность сетчатки глаза. Колбочки в центре более плотно упакованы, палочки отсутствуют. По мере удаления от центра к периферии расстояние между колбочками увеличивается, между ними раполагается все больше и больше палочек. Однако на дальней периферии располагается слой колбочек, функциональное назначение которых не определено. Такая структура сетчатки обусловливает уменьшение остроты зрения от центра к периферии. Этим объясняется, что фовеола, геометрически связанная с центром поля зрения, обеспечивает распознавание мелких деталей изображения.
Контрастная маскировка. Обнаружительная способность одного сигнала в присутствии другого сигнала.
Чувствительность к частоте. Максимальная чувствительность ЗС наблюдается в области средних частот от 2 до 10 циклов/градус. Чувствительность в области ВЧ ограничивается оптикой глаза и дискретностью фоторецепторов сетчатки. В области НЧ снижение чувствительности вызвано особенностями нервной системы: размером рецептивных полей и торможением при действии стимула.
Чувствительность к яркости. Порог обнаружительной способности шума на постоянном фоне.
Остановимся подробнее на некоторых особенностях ЗС человека.
Do'stlaringiz bilan baham: |
