Percepción visual. El ojo humano

Percepción Visual. El ojo
humano
Rafael Molina
Dpto. de Ciencias de la Computación e I.A.
Universidad de Granada
Contenidos
❧ Percepción y Visión Artificial.
❧ El ojo humano.
❧ Los caminos visuales al cerebro.
❧ Ilusiones visuales, ambigüedades e
inconsistencias.
❧ Importancia del movimiento visual.
❧ Resumen.
❧ Bibliografía.
Tema 2
Modelos de la I.A.
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I Percepción y Visión Artificial
• La Percepción proporciona a los agentes información
sobre el mundo en el que se encuentran.
• Todos comienza con los sensores que pueden ser:
visuales, auditivos y táctiles.
En este tema veremos cómo los estímulos
sensoriales son creados por el mundo para después
preguntarnos en los temas siguientes: ¿si el
siguiente estímulo ha sido creado por el mundo de
tal forma, cuál habrá sido el estado del mundo para
producirlo ?.
Tema 2
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Es muy importante tener en cuenta que a veces no
necesitamos
conocer
el
estado
del
mundo
completamente, ya que todo depende del problema que
intentemos resolver.
La tarea puede ser distinta según nos dediquemos a
• Manipulación
• Navegación
• Reconocimiento de Objetos
Ninguna de estas tareas necesita una descripción
completa del ambiente
. Tema 2
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Una posible definición de Visión Artificial
(revisitada)
La visión artificial o comprensión de imágenes se dedica
a la descripción automática de la estructura y
propiedades de un mundo tridimensional, posiblemente
dinámico, a partir de una o varias imágenes
bidimensionales de ese mundo.
Por desgracia si E=estímulo y M=Mundo, la ecuación
E=f(M) no tiene una solución única en M y tendremos que
usar información adicional.
¿Cuál era la diferencia entre Visión Artificial y
Procesamiento de Imágenes?
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II. El ojo humano
Tamaño 2cm, la luz entra a través de la córnea, luego a
través del humor acuoso, pasa por el cristalino (lente),
humor vítreo y forma imagen invertida en la retina
Ojo derecho humano
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El músculo ciliar ajusta la curvatura del cristalino para que
la imagen se forme en la retina (ni delante ni detrás). Si
no es así tendremos la miopía (imagen antes de la retina)
y la hipermetropía (detrás).
La retina tiene un espesor inferior a 1mm. La luz pasa a
través del humor vítreo, el tejido retinal y la detectan los
conos y bastones.
Obsérvese la orientación poco intuitiva de los conos y
bastones.
Conos y bastones forman sinapsis con las células
bipolares, éstas con las ganglionares y de aquí al cerebro.
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La luz llega a la retina
Tema 2
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Distribución de Conos y Bastones
Los bastones detectan luz mucho más débil, los conos
trabajan a diferentes longitudes de onda.
Obsérvese la distribución de conos y bastones alrededor
de la fóvea.
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III Los caminos visuales al cerebro
Desde el ojo al cerebro
Tema 2
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Las fibras ópticas más cercanas a las fosas nasales se
cruzan en el quiasma y van al lado contrario del cerebro,
no así las más exteriores.
El campo visual izquierdo va al lado derecho y el derecho
al izquierdo.
Dos imágenes retinianas del mismo del mismo punto van
a la misma región del cerebro y su disparidad produce la
visión estereoscópica.
En los núcleos geniculados se producen más sinapsis y
se llega a la corteza estriada con mucho tamaño para la
fovea
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IV Ilusiones, Ambigüedades e Inconsistencias
Espiral de Fraser
Inferimos más de lo
que está en la retina
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Ilusiones ópticas
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Ambigüedades
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Poseidón y Sirena
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Inconsistencias
geométricas
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Más inconsistencias
geométricas
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V. Importancia del movimiento visual
La dimensión temporal es importante en el procesamiento
visual fundamentalmente por dos razones:
• El movimiento aparente de los objetos en el plano de la
imagen es fundamental para entender la estructura y el
movimiento 3-D.
• Los sistemas visuales biológicos utilizan el movimiento
visual para extraer propiedades del mundo 3-D con poco
conocimiento a priori sobre él
Veamos algunos ejemplos
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Los ejemplos siguientes han sido extraídos de la página
personal de D.D. Hoffman y son ejemplos de su libro Visual
Intelligence, Norton, 1998.
http://aris.ss.uci.edu/cogsci/personnel/hoffman/vi6.html
La
secuencia
está
compuesta
de
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imágenes, en ella los
puntos cambian su posición
ligeramente
en
cada
imagen. El sistema visual
crea un cilindro y su
movimiento.
Tema 2
El símbolo de la
barbería gira
en la
dirección del eje X, sin
embargo las franjas
parecen moverse hacia
arriba. Es el llamado
problema
de
la
apertura.
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La esfera siempre
mueve
igual,
embargo su sombra
La
inferencia
movimiento
3-D
completamente
diferente
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se
sin
no.
del
es
Resumen
• ¿Qué relación existe entre la percepción y los agentes
inteligentes?.
• ¿Cuál es la diferencia entre manipulación, navegación y
reconocimiento de objetos.
• ¿Cómo podríamos definir la Visión Artificial?, ¿Cuál es
su relación con el procesamiento de imágenes?.
• Describe brevemente el ojo humano, la retina y los
caminos visuales al cerebro.
• Dibujar algunas ilusiones e inconsistencias ópticas.
• ¿Por qué es importante el movimiento?.
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Bibliografía
D.D. Hoffman (1998), Visual Intelligence, Norton, 1998.
V. S. Nalwa (1993), A Guided Tour of Computer Vision,
Addison-Wesley Publishing Company.
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