第2章 视觉感知与视觉通道-SDU
认知心理学智慧树知到课后章节答案2023年下山东师范大学
认知心理学智慧树知到课后章节答案2023年下山东师范大学山东师范大学第一章测试1.Neisser于年发表了心理学史上第一部以《认知心理学》命名的专著。
答案:19672.Newell和Simon(1972)认为:信息加工就是操纵的过程。
答案:符号3.任何一种心理现象同时也是认知现象或认知活动。
答案:对4.很多认知活动都是快速的、简单的。
答案:错5.信息加工取向的认知心理学注重人脑与计算机的类比,能够很好地解释人类对复杂认知任务的完成。
答案:错第二章测试1.组块设计的缺点之一是由于刺激不能随机化,可能会引起被试的期待反应。
答案:对2.而大脑皮层的神经元为_______,这些神经元的特点是顶树突较粗且排列整齐,神经元活动产生的电位形成开放电场。
答案:锥体神经元3.两个半球结构对称,功能各自独立,不进行沟通联系。
答案:错4.过记录脑电波并叠加形成的ERP发现,注意的效应在70-150ms就可以产生影响,这是晚期注意存在的证据。
答案:错5.事件相关电位技术的突出优点是高空间分辨率,功能性磁共振的突出优点是高空间分辨率。
答案:错第三章测试1.直接知觉理论的代表人物是()答案:Gibson2.ERP研究发现,与物体相比,对面孔加工比较敏感的成份是N170。
答案:对3.间接知觉理论的代表人物有()答案:Bruner;Gregory4.在面孔整体—局部效应中,可以对比下列哪些条件来反映面孔与物体间加工方式的区别。
答案:面孔部分呈现;房子部分呈现;房子整体呈现;面孔整体呈现5.混合面孔效应发现,在下列哪些情况下,被试的反应时和准确率较好,从而能说明面孔识别倾向构形加工。
答案:倒置新面孔上下两个部分对齐;倒置新面孔上下两个部分不对齐;正立新面孔上下两个部分不对齐第四章测试1.过滤器模型的代表人物是()答案:Broadbent2.影响注意资源分配方案的因素有()答案:个人当时的意愿;意愿;情绪 ;个人的长期倾向;对完成任务所需要能量的评价3.特征整合理论的代表人物是()答案:Treisman4.视觉注意选择的是视野内的某个区域,在这个区域以外的物体很难看清楚,这一观点属于()。
视觉感知的基础
视觉感知的基础视觉感知是人类最重要的感官之一,它是我们获取世界信息的主要途径之一。
视觉感知的基础包括了光学、神经生物学和心理物理学等多个领域。
在这篇文章中,我们将探讨视觉感知的基础知识,包括视觉感知的生理机制、视觉感知的心理过程以及视觉感知在日常生活中的应用。
首先,让我们来了解一下视觉感知的生理机制。
人类的眼睛是视觉感知的器官,它能够接收光线并将其转化为神经信号,然后通过视神经传递到大脑皮层。
在眼睛接收光线的过程中,光线首先会通过角膜和晶状体被聚焦在视网膜上,然后被视网膜上的感光细胞(包括杆状细胞和锥状细胞)所接收。
这些感光细胞会将光线转化为神经信号,并通过视神经传递到大脑。
在大脑皮层中,这些神经信号会被进一步加工和解释,最终形成我们所看到的图像。
除了生理机制,视觉感知还涉及到心理过程。
在大脑中,视觉感知的心理过程包括了对图像的辨认、理解和解释。
这些过程涉及到大脑皮层中多个区域的协同工作,包括了视觉皮层、颞叶皮质和顶叶皮质等。
通过这些区域的协同工作,我们能够对所看到的图像进行辨认和理解,从而形成对世界的认知。
在日常生活中,视觉感知有着广泛的应用。
首先,在艺术和设计领域,对视觉感知的深入理解能够帮助艺术家和设计师创作出更具吸引力和影响力的作品。
其次,在医学领域,对视觉感知的研究能够帮助医生诊断和治疗与视觉有关的疾病,例如青光眼、白内障等。
此外,在工程领域,对视觉感知的研究能够帮助工程师设计出更智能化和人性化的产品和系统,例如自动驾驶汽车、人机交互系统等。
总之,视觉感知作为人类最重要的感官之一,其基础知识涉及到多个领域,包括了生理学、心理学和工程学等。
对视觉感知的深入理解不仅能够帮助我们更好地认识世界,还能够推动科学技术的发展和人类社会的进步。
希望通过本文的介绍,读者能够对视觉感知有更深入的了解,并对其重要性有更清晰的认识。
视觉感知能力与图像处理技术研究
视觉感知能力与图像处理技术研究第一章绪论视觉感知能力和图像处理技术都是计算机视觉领域的研究方向,这两者之间有着密不可分的联系。
视觉感知能力指人类感知视觉信息的能力,而图像处理技术是人工智能处理和分析图像信息的技术。
这两个领域的研究可以相互促进,互相提高。
第二章视觉感知能力的研究视觉感知能力主要研究人类视觉系统的构造、功能及其对信息的处理过程。
在生理学上,人眼的球体结构由眼球和视神经组成。
视神经负责将电缆传输到大脑视觉皮层,大脑视觉皮层会进行视觉信息的处理。
视觉信息通过大脑处理,人类才能看到物体的形状、颜色、纹理等信息。
视觉感知能力的研究不仅帮助人们更好地理解人类视觉系统的构造和功能,同时还可以用于人工智能领域中设计更人性化的界面和应用。
第三章图像处理技术的研究图像处理技术是一种基于计算机算法的处理图像的方法。
它主要包括图像增强、图像分割、物体识别等。
图像处理技术的发展带来了许多实际应用,比如医学图像处理、安防领域图像处理等。
第四章视觉感知能力与图像处理技术的结合视觉感知能力与图像处理技术的结合是一种有前途的研究方向。
通过应用人类视觉系统的相关知识,设计更加接近人类视角的图像处理算法,可以使得人工智能的应用更加人性化,在一些特殊场合更加有用。
比如在智能监控领域,通过结合视觉感知知识和图像处理技术,可以使得监控系统更加准确地识别目标,提高应用的效率。
第五章研究展望目前,随着计算机技术的不断推进,视觉感知能力和图像处理技术也在不断发展。
随着人工智能领域的加强,视觉感知能力的研究和图像处理技术的研究将会更加重要。
未来的研究方向可以包括更加深入地研究人类视觉系统的机制,提高图像处理技术的精度和速度,以及在更多应用场合下的实现。
结论视觉感知能力和图像处理技术的研究是一种相互促进的研究方向,有着广泛的应用前景。
我们相信,在相关研究的推进下,这两个领域将会取得更多成果,为人工智能的发展做出更多贡献。
大脑的感知与运动机制
大脑的感知与运动机制大脑是人类最重要的器官之一,它承担着许多重要的功能。
其中,感知与运动是人类日常生活中最为基本也最为重要的两个动作。
这两者是人类反应到外界刺激的途径与对抗外界刺激的机制,它们的协调与完美都离不开大脑。
在这篇文章中,我们将深入探讨大脑的感知与运动机制。
一、感知机制感知是指对外界刺激进行识别和理解的能力。
对于人类而言,感知包括五个方面:视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。
每个方面都有大脑相应的处理区域,其中视觉处理区域最为复杂。
关于大脑的视觉处理,有一个经典的理论叫做视觉通道理论。
它指出视觉信息在大脑中传递的过程分为两个通道:一个是颜色通道,一个是运动通道。
颜色通道负责处理物体表面的颜色信息,而运动通道则负责物体的运动信息。
这两个通道相互独立,但是它们的信息会结合起来,形成我们对物体的完整感知。
此外,感知机制中还有一个重要的概念叫做感知阈值。
感知阈值是指人类感知外界刺激所需要的最小强度。
在感知阈值以下,刺激不会被感知到。
而在感知阈值以上,人类才能感知到这个刺激。
感知阈值是受许多因素影响的,比如说亮度、距离、物体大小、视力健康等等。
二、运动机制运动是指运动肌肉产生的动作。
与感知相同,运动与大脑的关系也密不可分。
大脑控制着人类的各个肌肉,使得它们协调地运动。
运动机制中一些最为基本的运动,比如说走路和控制手指移动,都涉及到大脑对运动肌肉的控制。
大脑控制运动肌肉的神经网络叫做运动皮层。
它是大脑中最为复杂的功能区域之一,涉及到许多不同的神经元种类。
这些神经元中有一个类别叫做锥体细胞,它是大脑控制肌肉运动的主要神经元。
锥体细胞可以分为两个种类:主运动皮层锥体细胞和侧运动皮层锥体细胞。
主运动皮层锥体细胞负责控制身体的运动,而侧运动皮层锥体细胞负责控制身体的姿势。
除了锥体细胞,大脑还有一个重要的神经元种类:基底节神经元。
基底节神经元主要负责控制人类智力和运动。
这个神经元系统与皮质外层的神经元系统协作,保持身体运动的协调性。
视觉感知与空间导航
视觉感知与空间导航视觉感知和空间导航是人类日常生活中至关重要的能力,它们相互依存,相互作用,使我们能够在环境中准确感知和定位自己,从而实现有效的导航和移动。
本文将从视觉感知和空间导航的基本原理、神经机制以及相关应用等方面进行探讨。
一、视觉感知的基本原理视觉感知是指通过眼睛获取信息,并将这些信息转化为对环境的认知。
视觉感知的基本原理在于眼睛的结构和视觉信息的处理。
首先,眼睛通过角膜、瞳孔、晶状体等光学结构将光线聚焦到视网膜上,形成倒置的像。
然后,视网膜中的感光细胞(视锥细胞和视杆细胞)将光信号转化为神经信号,并通过视神经传递到大脑皮层。
最后,大脑皮层对这些神经信号进行处理和分析,形成对环境的感知和理解。
二、空间导航的基本原理空间导航是指人类在环境中准确感知自身位置和方向,并以此为基础进行移动和定位。
空间导航的基本原理在于大脑的神经机制和认知能力。
首先,大脑通过整合多种传感器(如视觉、听觉、运动感觉等)的信息来获取自身位置和方向。
其中,视觉感知在空间导航中起到至关重要的作用,通过视觉信息中的视角、距离、方位等特征来确定自身位置和方向。
其次,大脑会对这些信息进行整合和处理,建立空间记忆和导航模型,以实现精确的空间导航能力。
三、视觉感知与空间导航的神经机制视觉感知与空间导航的神经机制涉及多个脑区和神经元群。
例如,大脑的脑区海马体、伏隔核和网格细胞等被认为是空间导航的关键脑区。
这些脑区通过神经元之间的复杂连接和信息传递,对环境中的空间信息进行编码和解码,实现对自身位置和方向的感知和判断。
同时,视觉皮层和辅助视觉区域也参与了对视觉感知和空间导航的处理,对视觉信息的分析和整合起到了重要作用。
四、视觉感知与空间导航的应用视觉感知与空间导航的应用广泛存在于生活中的各个领域。
在交通导航中,我们借助地图和导航系统,通过视觉感知和空间导航能力快速准确地确定行驶方向和目的地;在室内导航中,我们依靠视觉感知和记忆能力,能够在陌生环境中迅速找到所需位置;而在虚拟现实技术中,通过视觉感知和空间导航的模拟,能够使用户身临其境地感受到虚拟世界的沉浸式体验。
视觉通路分子课件
视觉通路的信号传递过程
光感受器细胞将光信号转化为神经信号
01
光线进入眼睛后,光感受器细胞通过光电效应将光信号转化为
神经信号。
神经信号的传递
02
神经信号通过视神经纤维传递到大脑皮层,经过一系列的神经
元处理和传递,最终形成视觉感知。
大脑皮层的处理
03
大脑皮层对神经信号进行进一步的处理和解析,形成完整的视
分布在视网膜中央凹处,对颜色 敏感,负责日间和颜色视觉感知 。
视网膜的功能
光信号的转换
视网膜中的视杆细胞和视 锥细胞能够将入射的光线 转换为神经信号。
视觉信息的处理
视网膜中的多种神经元能 够对这些神经信号进行复 杂的处理和整合,以形成 完整的视觉图像。
视觉信息的传输
处理后的视觉信息通过神 经纤维层的神经节细胞轴 突传输到大脑,最终形成 视觉感知。
空间知觉与注意机制
总结词
空间知觉与注意机制涉及到对物体位置、方向、距离等空间信息的感知和选择性关注。
详细描述
空间知觉依赖于多种神经元群体的协同作用,通过分析图像中的空间频率和方向信息,形成对物体位置和运动的 感知。同时,注意机制允许视觉系统选择性关注重要的信息,忽略无关的干扰,从而提高信息处理的效率和准确 性。
脑肿瘤压迫
手术切除肿瘤或放射治疗。
脑血管病变
如脑梗塞或脑出血,需药物治疗和康复训练。
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视觉通路分子课件
• 视觉通路概述 • 视网膜的结构与功能 • 视觉神经节细胞的信号传递 • 视觉皮层的功能与结构 • 视觉通路中的信息处理机制 • 视觉通路中的疾病与治疗
01
视觉通路概述
视觉通路的组成
光线通过角膜、晶状 体等结构,经过折射 后聚焦在视网膜上。
视觉感知过程及其神经传递机制解析
视觉感知过程及其神经传递机制解析视觉感知是人类最主要的感知方式之一,通过眼睛观察和感知周围环境中的可见物体、形状、颜色和运动等信息。
视觉感知的过程涉及多个神经系统的协同作用,包括眼睛的感光细胞、视觉皮层和神经递质的传递机制。
本文将系统地解析视觉感知过程及其神经传递机制的相关原理。
视觉感知的过程可以分为三个阶段:感光、传导和分析。
感光是指眼睛中的感光细胞对光线的反应,传导是指光线的信息经过眼球和视觉通路传递到大脑,而分析则是大脑对这些信息进行加工和解读。
感光的过程主要发生在眼睛的视网膜上。
视网膜中有两类感光细胞——视锥细胞和视杆细胞。
视锥细胞对颜色敏感,对明亮环境下进行视觉感知;而视杆细胞对低光环境和运动更敏感,负责黑白和灰度的感知。
当光线进入眼睛,它会刺激到视锥细胞和视杆细胞上的感受器,这些感受器会产生电信号,将信息传递给下一步。
传导是指光线信息从眼球经过视神经传递到大脑。
视神经是一个由感光细胞的轴突构成的束,连接着眼球和大脑的视觉皮层。
视神经将感光细胞产生的电信号通过神经传递给大脑中的视觉皮层。
在传导过程中,神经递质起着至关重要的作用。
神经递质是一种化学物质,它将电信号转化为神经细胞之间的化学信息,并在神经细胞之间进行传递。
在视觉传导中,主要涉及到两个重要的神经递质:谷氨酸和γ-氨基丁酸(GABA)。
谷氨酸主要负责兴奋性传导,而GABA则主要负责抑制性传导。
这两种神经递质的相互作用,使传递的信息得以调节和加工。
分析是视觉感知的最后一步,它发生在大脑中的视觉皮层。
视觉皮层是大脑中负责视觉处理的区域,包括初级视皮层和高级视皮层。
初级视皮层负责低级的感知过程,如边缘检测和光线运动的感知;而高级视皮层则负责更复杂的刺激特征的检测和分析,如形状、颜色、深度和运动等。
视觉皮层对传入的信息进行了丰富而复杂的加工和解读,从而使我们能够认知和理解所看到的物体和场景。
视觉感知的神经传递机制是一个高度复杂的过程,涉及多个神经元和多种神经递质的作用。
视觉通路信息传递详述
神经系统对视觉信息的处理和传递一、简介狗为什么一听见铃声就分泌唾液?人们是怎样学习、记忆的?这些神奇的现象是如何发生,而神奇的背后就是科学家努力探索大脑发现的。
神经科学几乎包括了自然科学的方方面面,神经系统(nervous system)是机体内起主导作用的系统。
内、外环境的各种信息,由感受器接受后,通过周围神经传递到脑和脊髓的各级中枢进行整合,再经周围神经控制和调节机体各系统器官的活动,以维持机体与内、外界环境的相对平衡。
人体各器官、系统的功能都是直接或间接处于神经系统的调节控制之下,神经系统是整体内起主导作用的调节系统。
人体是一个复杂的机体,各器官、系统的功能不是孤立的,它们之间互相联系、互相制约;同时,人体生活在经常变化的环境中,环境的变化随时影响着体内的各种功能。
这就需要对体内各种功能不断作出迅速而完善的调节,使机体适应内外环境的变化。
实现这一调节功能的系统主要就是神经系统。
眼睛在很多方面就像一个照相机,但是眼睛捕捉到的图像远比照相机捕捉到的图像完整,不仅有形状颜色,还有空间位置和运动状态。
这个复杂信息的获得是靠众多视觉系统的神经元来分工合作完成的,视网膜上投射的图像信息经过中枢神经系统来分析和诠释。
二、离视网膜投射离开眼睛的神经通路始于视神经,称为离视网膜投射。
离视网膜投射的组成部分依次为视神经、视交叉和视束。
视神经自视盘处离开双眼,经眼球后部骨性眼眶内的脂肪组织,然后穿过颅底部垂体腺的前方。
在视交叉,来自视网膜鼻侧的轴突相互交叉至对侧。
之后,离视网膜投射的轴突形成视束,在软脑膜下方沿间脑的外侧表面行进。
来自各自视网膜鼻侧的纤维在视交叉处进入对侧,因为关于左右半视野的所有信息均被导入大脑的对侧,视神经纤维在视交叉处交换,因此左半视野为大脑右半球所“看见”,右半视野为大脑左半球所“看见”。
介导视觉感知的视觉通路如下图1所示。
图1.介导视觉感知的视觉通路视束中的一小部分轴突离开视束,与下丘脑的神经元形成突触连接,对一系列生物节律的同步作用具有重要作用;另有10%左右的轴突穿过丘脑止于中脑,野就是向中脑顶盖的部分区域,即上丘,这可以对瞳孔大小以及某些方式的眼动进行控制。
《视觉传导通路》课件
要点二
视觉注意力的生理机 制
视觉注意力受到大脑皮层和丘脑等多 个区域的调控。丘脑的侧膝体接收来 自视网膜的神经信号,再传递到大脑 皮层的视觉中枢。在传递过程中,某 些神经元会对特定的视觉刺激产生反 应,从而影响个体的注意力分配。
要点三
视觉注意力与认知功 能的关系
视觉注意力是认知功能的重要组成部 分,它不仅影响个体的学习效率和工 作表现,还与情绪调节、自我控制等 高级认知功能密切相关。因此,通过 训练和调节视觉注意力,可以改善个 体的认知表现和心理健康状况。
视神经病变
视神经病变是指视神经的炎症、缺血、压迫等病变,可能 是由于眼部感染、眼部肿瘤、眼部外伤、颅内肿瘤等原因 引起。
视神经病变会导致视力下降、视野缺损等症状,需要及时 就医并接受相应的治疗。
脑部疾病引起的视觉障碍
脑部疾病引起的视觉障碍是指由于脑 部疾病导致视觉传导通路受损,可能 是由于脑部肿瘤、脑部外伤、脑血管 疾病等原因引起。
如何提升视觉认知能 力
通过训练和实践,个体的视觉认知能 力可以得到提高。例如,通过观察和 模仿优秀的艺术作品、阅读优秀的文 学作品、参与绘画和设计课程等方式 ,可以锻炼和提高个体的视觉认知能 力,进而提高其学习能力和创造力。
05
视觉传导通路的异常与 疾病
先天性视力障碍
先天性视力障碍是指个体出生时或出 生后早期就存在的视力障碍,可能是 由于遗传因素、宫内感染、母孕期疾 病或药物使用不当等原因引起。
02
视觉传导通路的组成
视网膜
视网膜是光线进入眼 球的第一站,负责将 光线转化为神经信号 。
视网膜上的神经节细 胞将视神经信号传送 到视神经。
它包含两种感光细胞 :视杆细胞和视锥细 胞,分别负责暗光和 色彩视觉。
视觉系统与空间感知能力
视觉系统与空间感知能力视觉系统是人类感知世界的重要工具之一,通过感知视觉信息,我们能够理解和认识周围的环境。
而空间感知能力则是在视觉系统的基础上,人类通过对物体位置、大小、形状等的感知和理解,从而建立起对空间的认知和判断能力。
本文将从视觉系统的结构和功能以及空间感知能力的形成过程等方面进行论述。
一、视觉系统的结构和功能视觉系统是人类通过眼睛感知外界的信息,并将其转化为视觉图像进行处理和理解的系统。
它主要由眼睛、视觉皮层和视觉神经系统三个部分组成。
眼睛是视觉系统中最基本的组成部分,它包括角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体和视网膜等结构。
眼睛的角膜能够聚焦光线,瞳孔能够调节进入眼球的光线量,晶状体能够改变形状以调节眼球对焦距离,而视网膜则是光信号的接收器。
视觉皮层位于大脑的后部,它是视觉信息处理的主要场所。
视觉皮层分为多个区域,每个区域负责不同的视觉功能。
例如,我们的大脑的背侧通路主要负责感知物体的位置和运动,而腹侧通路则主要负责感知物体的形状和颜色等。
视觉神经系统是将眼睛接收到的光信号传递到视觉皮层的媒介,它包括视神经和视觉通路等。
视神经是连接眼睛和大脑的神经,它将光信号传递到视觉皮层进行处理。
视觉通路则是视觉信号在大脑中传递和处理的路径,包括背侧通路和腹侧通路等。
通过眼睛、视觉皮层和视觉神经系统的协同工作,我们能够感知和理解周围的视觉信息。
二、空间感知能力的形成过程空间感知能力是人类在视觉系统的基础上,通过对物体位置、大小、形状等的感知和理解,从而建立起对空间的认知和判断能力。
它是在我们与外界环境的相互作用和经验积累中逐渐形成的。
1. 立体视觉立体视觉是空间感知能力中重要的一部分,它主要通过两只眼睛的视差(即两只眼睛看到的图像之间的差异)来感知物体的深度和距离。
通过比较两只眼睛的视差,人类能够辨认出物体的远近和位置。
2. 运动视觉运动视觉是人类感知物体运动的能力,它通过感知物体在视野中的运动轨迹和速度来判断物体与自身的相对位置和运动状态。
(系统解剖学课件)7.传导道-视觉传导通路
04 视觉传导通路的障碍与疾 病
视网膜病变
01
02
03
视网膜脱离
视网膜与眼球壁分离,导 致视力丧失。
视网膜血管病变
如糖尿病性视网膜病变、 高血压性视网膜病变等, 影响视力。
黄斑病变
黄斑区是视网膜上对视觉 最为敏感的区域,黄斑病 变可导致中心视力下降。
视网膜的神经支配还包括来自脑神经 的节后纤维,这些纤维主要分布在视 网膜的边缘区域,负责调节瞳孔的大 小和眼球的运动。
视神经的纤维成分
视神经纤维可以分为两类
有髓鞘纤维和无髓鞘纤维。有髓鞘纤维负责传递快速、准确的视觉信息,而无髓 鞘纤维则负责传递慢速、模糊的视觉信息。
视神经纤维还可以根据其功能分为两类
视放射等结构组成。
输标02入题
视觉传导通路在传递过程中有多个神经元参与,每个 神经元都发挥着不同的作用,共同完成视觉信息的传 递。
01
03
视觉传导通路在人类和动物的生活中具有重要意义, 是视觉信息处理和认知功能的基础。
04
视觉传导通路在视觉信息传递过程中具有高度的选择 性和敏感性,能够快速地识别和传递视觉刺激,为人 类和动物提供了重要的视觉感知能力。
神经元间的信息传递
视觉传导通路中的神经元通过突触传递信息,包括兴奋性突触和抑 制性突触,共同调节视觉信息的传递。
视觉感知的调节
视觉传导通路中的神经元通过与其他神经系统的交互作用,实现对 视觉感知的调节,如注意力和视觉记忆等。
视觉传导通路的研究前景和展望
深入研究视觉传导通路的分子机制
随着分子生物学技术的发展,未来可以更深入地研究视觉传导通路相关基因的表达和功能 ,为视觉障碍的治疗提供新的思路。
《视觉传感技术》课件
计算机部分
用于对电信号进行分析、处理 和控制。
四、视觉传感系统中的算法
1
特征提取算法
从图像中提取出有代表性的特征,用于后续的目标识别和跟踪。
2
图像匹配算法
通过对比图像特征,实现目标物体在不同图像中的匹配和定位。
3
目标跟踪算法
实时监测目标物体的位置和运动轨迹,用于目标追踪和监控。
五、视觉传感技术的发展趋势
1 光学成像原理
利用光学设备将物体的光 学信号转化为电信号。
2 光号转换为电信号, 进行进一步的处理和分析。
对电信号进行处理,提取 有用信息。
三、视觉传感系统的组成
光学部分
包括光学设备和镜头等,用于 获取物体的光学信号。
电子部分
包括光电转换器和信号处理器 等,将光学信号转换为电信号 并进行处理。
交通管理领域
安全监控领域
应用视觉传感技术实现交通监控、 车辆识别和智能交通系统等功能。
利用视觉传感技术进行视频监控、 人脸识别和行为分析等安全监控 应用。
七、总结
视觉传感技术的优势
高精度、高灵敏、非接触、非 破坏性等。
视觉传感技术的未来 发展趋势
智能化、多传感器融合、人机 交互等。
视觉传感技术的挑战 及解决方案
智能化发展趋势
通过引入人工智能和机器学 习等技术,使视觉传感系统 具备自主学习和智能分析的 能力。
多传感器融合技术
将多个传感器的信息融合, 提高系统的感知精度和抗干 扰能力。
人机交互技术
通过人机交互接口,实现人 与视觉传感系统的高效沟通 和协作。
六、应用案例
工业自动化领域
视觉传感技术在工业自动化中用 于产品质量检测、机器人视觉导 航等方面。
视觉传递通路解析
视觉传递通路解析视觉是人类感官之一,它通过眼睛、视神经、皮层等组织结构组成了视觉传递通路。
视觉传递通路是指从眼睛到大脑皮层的一系列生理过程,负责将光信号转换为感知、理解和行动等复杂的认知过程。
本文将从解剖学、生理学、神经科学等角度,深入探析视觉传递通路。
一、解剖结构视觉传递通路包括眼结构、视神经、视丘、视皮层等组织结构。
其中眼结构包括角膜、晶状体、虹膜等,能够将光机械能转换为神经兴奋;视神经由1条视神经和2条视交叉组成,将视觉信息从眼球传送到大脑;视丘是大脑的一个区域,包含前后两个部分,负责分析视觉信息的局部特征;视皮层是大脑皮层中负责识别和理解视觉信息的区域,分为初级视皮层和高级视皮层。
二、生理过程视觉传递通路的生理过程包括神经元的兴奋、电化学信号的传递、突触转换等。
当眼球感受到光信号时,光信号会引起视网膜的感光细胞产生神经兴奋,这些信号会经过神经元的轴突,通过突触将兴奋传递到下一个神经元。
每个神经元的轴突可以和其他神经元的突触相连,从而连接成网络。
这些网络会通过不断反复的神经元兴奋和抑制,来产生视觉体验。
三、神经机制视觉传递通路的神经机制包括特征选择、细节加工、上下文效应等。
视觉通路中的每一个节点都有特定的神经机制,以此来解析不同的视觉信息。
例如,初级视皮层上的神经元会选择具有方向选择性和空间频率特征的视觉信息,并进行简单的细节加工,从而可以识别物体的形状。
高级视皮层上的神经元则会进行更加复杂的分析,例如分析物体的运动方向、颜色、质地等。
此外,上下文效应也是视觉传递通路神经机制中的重要内容,当我们看到一组存在差异的图形时,我们会不自觉地将其视为同一个物体,这主要是因为我们的脑中能够拥有一个全局的视觉印象。
综上所述,视觉传递通路是视觉信息从眼球到大脑的传递过程,其解析机制涉及到解剖学、生理学、神经科学等多个方面。
对于人类来说,视觉是最重要的感官之一,对于认知、生活和工作都有重要的帮助。
深入理解和研究视觉传递通路的各个环节,有助于我们更好地掌握和应用视觉信息。
第4章 数据可视化基础-SDU
2015-2-3
表现力—视觉突出( pop-out)
4.2.3可视化编码元素的优先级
可视化的有效性取决于用户的感知
类型和排序
不同类数据可视化编码元素的优先级
可视化视图集合
4.3 可视化设计
数据类型
数值型(quantitative,Q)
10厘米,17厘米,23厘米
有序型(ordinal,O)
Ben Shneiderman的数据/任务分类
数据(Hanrahan提出)
一维,二维,三位,N维,时 序,树,网络 ,文本,文档
任务
总览(overview) 缩放(zoom) 过滤(filter,details-on-demand) 相关(relate) 历史(history) 提取(extract) 仅靠数据是不够的 人们需要做什么?
4.1.1 数据可视化流程概念
4.1.2 Haber,和McNabb可视化流水线
适合于科学可视化领域
Haber, R. B. and McNabb, D. A. Visualization idioms: A conceptual model for scientific visualization systems, 1990.
地图
/2011/03/22/are-gasprices-really-that-high/
Maps
视觉生理学视觉系统的结构和功能
视觉生理学视觉系统的结构和功能视觉生理学是研究视觉系统的结构和功能的科学领域。
视觉系统是人类感知世界的主要途径之一,它的结构和功能对我们的日常生活和认知过程至关重要。
本文将对视觉系统的结构和功能进行详细介绍,并探讨它如何影响我们的视觉感知和认知。
一、视觉系统的结构视觉系统由一系列不同部分组成,每个部分都有特定的功能和相互连接的关系。
以下是视觉系统的主要组成部分:1. 眼睛:眼睛是视觉系统的起点,它包括角膜、瞳孔、晶状体、玻璃体等。
角膜是能够聚焦光线的透明结构,瞳孔是控制光线进入眼睛的开合孔,晶状体是调节眼睛对焦的透明结构,玻璃体填充在眼球后部,起到支撑眼球的作用。
2. 视网膜:视网膜是眼睛内部的光敏组织,包含大量感光细胞。
感光细胞分为两种类型:视锥细胞和视杆细胞。
视锥细胞负责感知颜色和细节,适应于明亮光线环境;视杆细胞负责感知低亮度环境下的黑白影像。
3. 视神经:视网膜上的感光细胞通过神经纤维束组成视神经,传递感光信号到大脑。
视神经位于眼睛后方,将感光信号传递到大脑内部的视觉皮层。
4. 大脑:视觉信息从视神经进入大脑,经过一系列处理和解码,最终生成我们的视觉感知。
大脑的视觉处理区域包括视觉皮层和视觉通路。
视觉皮层是大脑中负责视觉信息处理的区域,分为多个次级区域,负责不同层次的信息处理。
二、视觉系统的功能1. 光线感知:视觉系统以眼睛为起点,通过角膜、晶状体等结构对光线进行聚焦和调节,使光线能够进入到视网膜上的感光细胞。
2. 光学成像:角膜和晶状体的功能使得光线能够在眼睛内部聚焦于视网膜上,形成清晰的光学图像。
视网膜上的感光细胞能够感知这个图像。
3. 传递信息:感光细胞将光信号转化为神经脉冲并通过视神经传递到大脑。
这些神经脉冲包含了光的强度、颜色和方向等信息。
4. 基础特征处理:大脑的视觉皮层负责对接收到的信号进行基础特征处理,例如边缘检测、运动检测和形状识别等。
这些基础特征帮助我们理解和解释环境中的物体和场景。
智能科学技术导论-周乐昌-第05讲 视觉感知
第05讲视觉感知导语在人类心智的机器模似研究中,恐怕没有那个方面像在视觉上那样取得如此巨大的实际应用性成功了。
不仅如此,视觉感知能力是人类获取环境信息的主要渠道,在人类感知外部世界中起者举足轻重的作用。
因此,作为对人类心智模拟的首要方面,也作为机器感知的典型代表,我们就从机器视觉方面来还是我们智能科学研究的讲述。
为此,首先还是让我们具体先来看一看人类丰富的视觉现象吧!第5.1节视觉机制在漫长的进化历程中,我们发展了精妙的视觉系统,使得我们的视觉能力适应在复杂环境中获取有益于更好生存的视觉信息。
因此,对于视觉而言,捕捉环境变化中的意义是第一位的,而没有意义的视觉信息是可以被忽略的,事实上也确实被忽略了。
英国心理学家Gregrory在《eyesand Brains》一书中指出:“感官接受的是生动的图案,但是我们很少看图案,我们看的是事物。
相对来说,图案是无意义的标记的组合,而事物除了具有感官特征以外,还有许多其它特征。
”对于人类视觉系统这种关注事物意义而忽略无意义的视觉信息的功能,几乎发展到了无以复加的地步。
美国心理学家卡洛琳·布鲁墨在《视觉原理》一书的开头就强调指出:“人的头脑从外来的刺激中“毫无节制”地产生着含意。
这是一个事实,你所无法逃脱的过程,不管你愿意或不愿意都在发生着的活动。
你的头脑不断赋予外界事物以含意——以致有时候这些含意本不存在,完全是你的幻想创造出来的。
”坐在长椅上的男人一条觅食的鬣狗说明这种“无中生意”的极好例子是“坐在长椅上的男人”幻像。
如图所示,除了一些在黑背景中的白斑块外,原本什么也没有画,但您却能从这幅图中看出意义来:一位坐在长椅上的男人形象。
其实这也不是什么新鲜事,读者或许在生活中早有这样的经验:从天上的飘云中看出各种你所熟悉的造形;在斑驳的墙上看到了人物肖像、各种动作各异的动物形体;甚至还会为自然界形成的奇石怪峰,牵强附会地来冠以石猴、石龟、二郎探母等名号,等等。
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亮度(Lightness)
– 从黑色到亮色 感知上不均匀
C. Ware, “Visual Thinking for Design”
HSL颜色空间
Lab颜色空间
感知上均匀分布 L用来近似人类对亮度的 感知 a, b用来近似“红/绿” 和“黄/蓝”通道
Lab颜色空间
色盲
红色盲 (Protanope)
原(蕴涵律)
接近性(proximity) 相似性(similarity) 连续性(continuity) 闭合性(closure) 简单性(simplicity)
格式塔(Gestalt)原则
结构比元素重要,视觉形象首先作为统 一的整体被认知
原则(蕴涵律)
接近性(proximity) 相似性(similarity) 连续性(continuity) 闭合性(closure) 简单性(simplicity)
Wolgang Köhler 1887-1967 为什么我们在观看 事物的时候会把一 部分当做前景,其 余部分当做背景?
Kurt Koffka 1886-1941 为什么我们能区分 形状?
Max Wertheimer 1880-1943 什么形状是好的?
格式塔(Gestalt)原则
结构比元素重要,视觉形象首先作为统 一的整体被认知
格式塔(Gestalt)原则
结构比元素重要,视觉形象首先作为统 一的整体被认知 原则(蕴涵律)
共势原则(common fate) 好图原则(similarity) 对称原则(symmetry)
经验原则(past experience)
相对性&绝对性
感知系统基于相对判断,而非绝对判断 (Weber‘s Law)
绿色盲 (Deuteranope)
蓝色盲 (Tritanope)
无L锥形细胞
无M锥形细胞
无S锥形细胞
红/绿色盲
蓝/黄色盲
色盲
正常
红色盲
绿色盲
全色盲
Based on slide from Stone
共势原则(common fate) 好图原则(similarity) 对称原则(symmetry)
经验原则(past experience)
对五环形状的两种识别。上:
奥运环;下:割裂的圆环。
格式塔(Gestalt)原则
结构比元素重要,视觉形象 首先作为统一的整体被认知 原则(蕴涵律)
共势原则(common fate) 好图原则(similarity) 对称原则(symmetry) 经验原则(past experience)
例如:红 + 白光 = 粉红色 饱和度下降 红 + 另一种颜色的光 色调发生变化 色调和饱和度通称为——色度。
RGB颜色空间
可被显示器表达的颜 色 感知上不均匀
C. Ware, “Visual Thinking for Design”
HSL颜色空间
色相(Hue)
–人类认为的颜色
饱和度(Saturation) –
格式塔(Gestalt)原则
结构比元素重要,视觉形象首先作为统 一的整体被认知
原则(蕴涵律)
接近性(proximity) 相似性(similarity) 连续性(continuity) 闭合性(closure) 简单性(simplicity)
格式塔(Gestalt)原则
结构比元素重要,视觉形象首先作为统 一的整体被认知
任务2
一起来找茬
找到请举手
看图请安静
Visual Cognition Lab, UIUC
变化盲视
Ron Rensink 2002
Ron Rensink 2002
Ron Rensink 2002
Ron Rensink 2002
结论
观察物体的变化需要集中注意力
在可视化中突出变化,以减轻认知负担
Green
Cyan
红色+绿色=黄色(Yellow) 红色+蓝色=品红(Magenta) 绿色+蓝色=青色(Cyan) 红色+绿色+蓝色=白色(White)
Blue
Yellow
Magenta Red
减色法系统(CMYK)
Cyan
Green
Yellow
(Black) Blue
Red
Magenta
减色法系统(RYB)
Newton, 1666 研究色彩的装置
色彩与光谱
色彩与光谱
什么是基色?
红绿蓝(RGB)
红黄蓝 橙,绿,紫罗兰
青,品红,黄,黑(CMYK)
以上所有
三基色(RGB)的原理
加色法系统(RGB)
自然界常见的各种颜色光, 都是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三种 颜色光按不同比例相配而成,同 样绝大多数颜色也可以分解成红、 绿、蓝三种色光,这就是色度学 中最基本的原理—三基色原理。
结论
人类视觉系统观察的是变化,而不是绝对值,并且容易 被边界吸引。
在不同物体间使用高对比度使得物体更容 易区分。
眼见不为实
不可能的盒子
埃斯切尔的不可能的盒 子: 比利时艺术家马瑟· 黑梅 克,从荷兰平面造型艺 术家M.C.的一幅画中吸 取灵感,创造了一个不 可能存在的盒子的实物 模型。
疯狂的螺母
颜色?
相对性&绝对性
感知系统基于相对判断,而非绝对判断 (Weber‘s Law)
颜色?
相对性&绝对性
感知系统基于相对判断,而非绝对判断 (Weber‘s Law)
B A A
B A B
无线框 未对齐
有线框 未对齐
A和B那一个更高?
无线框
相对性&绝对性
感知系统基于相对判断,而非绝对判断 (Weber‘s Law)
视觉感知
任务1
本实例需要持续的注意力
白衣人与黑衣人(各3名)相互传递篮球
任务:数出白衣人传出球的次数
不要计算黑衣人的传球!
© Viscog Productions,
结论
记忆在人类认知过程中起着至关重要的因素,但 工作记忆容量十分有限。
可视化可以作为帮助增强工作记忆的工具
Stuart Card
感知与认知
感知:
关于输入信号的本质; 看见的东西
认知:
关于怎样理解和解释看 到的东西
视觉感知
视觉感知
感知
是指客观事物通过人的感觉器官在人脑中形 成的直接反映
感觉器官
眼、耳、鼻、舌、身、神经末梢。
视觉感知
就是客观事物通过人的视觉在人脑中形成的直接反映
认知
认知心理学将 认知过程 看成由信息的获取、分析 、归纳、解码、储存、概念形成、提取和使用等一系列阶 段组成的按一定程序进行的信息加工系统 科学领域中,认知是包含注意力、记忆、产生和理 解语言、解决问题,以及进行决策的 心理过程 的组合。
原则(蕴涵律)
接近性(proximity) 相似性(similarity) 连续性(continuity) 闭合性(closure) 简单性(simplicity)
格式塔(Gestalt)原则
结构比元素重要,视觉形象首先作为统 一的整体被认知
原则(蕴涵律)
接近性(proximity) 相似性(similarity) 连续性(continuity) 闭合性(closure) 简单性(simplicity)
颜色空间
Y人类获取信息的70~80%来源于视觉。 亮度:亮度是光作用于人眼所引起的明亮程度的感觉,它与被观察物体的发光强度有关。 主要表现光的强和弱。 H色调:色调是当人眼看一种或多种波长的光时所产生的色彩感觉,它反映颜色的种类, 是决定颜色的基本特征。 S饱和度:饱和度是指颜色的纯度即掺入白光的程度,表示颜色深浅的程度
黄色和紫色的圆是否一样大?
两个内部的圆大小完全一样。 当一个圆被几个较大的同心 圆包围时,它看起来要比那 个被一些圆点包围的圆小一 些。
幻视—这些直线平行吗?
不可能的棋子
看到平行线了吗?
认知
“看到的比实际存在的要多”
迟滞现象
概念上的解释 会影响记忆
概念上的解释会影响记忆
我们依赖先验知识
第二章 视觉感知与认知
山东大学计算机科学与技术学院 & 软件学院 蒋志方
内容提要
视觉感知 认知
视觉通道
色彩
可视化致力于外部认知,也就是说,怎 样利用大脑以外的资源来增强大脑本身 的认知能力。
“Visualization is really about external cognition, that is, how resources outside the mind can be used to boost the cognitive capabilities of the mind.”
B A A
B A B
无线框 未对齐
有线框 未对齐
A和B那一个更高?
无线框
相对性&绝对性
感知系统基于相对判断,而非绝对判断 (Weber‘s Law)
A和B哪一个更亮?
相对性&绝对性
感知系统基于相对判断,而非绝对判断 (Weber‘s Law)
A和B哪一个更亮?
相对性&绝对性
感知系统基于相对判断,而非绝对判断 (Weber‘s Law)
有多少黑点?
交叉点上的黑色圆 点在跳跃变化
亮度保持
亮度保持
Light levels can vary by six orders of magnitude Our visual system deals with
that by responding to
relative differences