texturwahrnehmung von bela julesz seminar: visuelle wahrnehmung dozent: dipl.psych. kai hamburger...
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TexturwahrnehmTexturwahrnehmungung
von Bela Juleszvon Bela Julesz
Seminar: Visuelle WahrnehmungSeminar: Visuelle WahrnehmungDozent: Dipl.Psych. Kai Dozent: Dipl.Psych. Kai
HamburgerHamburgerReferentin: Astrid WeimerReferentin: Astrid Weimer
Datum: 28.06.2005Datum: 28.06.2005
InhaltInhalt
EinführungEinführung Wahrnehmung von MusternWahrnehmung von Mustern TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung Rolle lokaler Formen in der Rolle lokaler Formen in der
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung SchlussfolgerungenSchlussfolgerungen Eine weitere FrageEine weitere Frage
EinführungEinführung
„„Es gibt Muster oder Texturen, Es gibt Muster oder Texturen, die man nicht unterscheiden die man nicht unterscheiden kann, obwohl ihre Elemente kann, obwohl ihre Elemente verschieden sind. An ihnen verschieden sind. An ihnen lässt sich untersuchen, auf lässt sich untersuchen, auf welche Weise das visuelle welche Weise das visuelle System System FigurFigur und und GrundGrund
voneinander trennt.“ voneinander trennt.“
EinführungEinführung
Forschungsansatz Julesz:Forschungsansatz Julesz: Aufdecken der Grenzen des visuellen Aufdecken der Grenzen des visuellen
Systems in Bezug auf TexturwahrnehmungSystems in Bezug auf Texturwahrnehmung Untersuchung mit Hilfe von Untersuchung mit Hilfe von
Wahrnehmungsaufgaben, die die Wahrnehmungsaufgaben, die die Fähigkeiten des visuellen Systems Fähigkeiten des visuellen Systems übersteigenübersteigen
Aufgaben beschränkt auf reine Aufgaben beschränkt auf reine Wahrnehmung, ohne Hilfe der KognitionWahrnehmung, ohne Hilfe der Kognition
EinführungEinführung
EinführungEinführung
Wahrnehmung von Wahrnehmung von MusternMustern
Wahrnehmung von Mustern Wahrnehmung von Mustern – Wiederholung und – Wiederholung und
SymmetrieSymmetrie
Wahrnehmung von MusternWahrnehmung von Mustern - - SymmetrieSymmetrie
Wahrnehmung von Wahrnehmung von MusternMustern
Wahrnehmung von Wahrnehmung von MusternMustern
Wahrnehmung von Symmetrie hängt nicht Wahrnehmung von Symmetrie hängt nicht vom gesamten Muster ab, sondern nur von vom gesamten Muster ab, sondern nur von symmetrischen Paaren von Zellen in der symmetrischen Paaren von Zellen in der Nähe der SymmetrieachseNähe der Symmetrieachse
Periodizität wird nur spontan Periodizität wird nur spontan wahrgenommen, wenn der Abstand zwischen wahrgenommen, wenn der Abstand zwischen den Musterwiederholungen klein genug ist.den Musterwiederholungen klein genug ist.
Überlastung des visuellen Systems Überlastung des visuellen Systems entwickelt sich allmählich (mit Zunahme von entwickelt sich allmählich (mit Zunahme von Wiederholungsabstand oder Komplexität)Wiederholungsabstand oder Komplexität)
Wahrnehmung von Wahrnehmung von MusternMustern
Mögliche Gründe für die Beschränkungen Mögliche Gründe für die Beschränkungen des visuellen Wahrnehmungssystems:des visuellen Wahrnehmungssystems:
Analyse geht über die Analyse geht über die Verarbeitungsmöglichkeiten des Systems Verarbeitungsmöglichkeiten des Systems hinaushinaus
Evolutionäre Sicht: Bildeigenschaften Evolutionäre Sicht: Bildeigenschaften waren für das Überleben unserer waren für das Überleben unserer Vorfahren nicht von BedeutungVorfahren nicht von Bedeutung
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung
Viele Texturen lassen sich Viele Texturen lassen sich plötzlichplötzlich nicht mehr unterscheiden, wenn sie nicht mehr unterscheiden, wenn sie nur geringfügig komplexer werdennur geringfügig komplexer werden
Texturpaare sind nicht Texturpaare sind nicht unterscheidbar, wenn sie identische unterscheidbar, wenn sie identische Statistiken zweiter oder höherer Statistiken zweiter oder höherer Ordnung aufweisen Ordnung aufweisen
Texturwahrnehmung Texturwahrnehmung (Texturdiskrimination)(Texturdiskrimination)
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung(Markoff-Prozess, eindimensional)(Markoff-Prozess, eindimensional)
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung(Rolle lokaler Formen)(Rolle lokaler Formen)
Neurophysiologische Untersuchungen: visuelle Neurophysiologische Untersuchungen: visuelle Systeme von Katzen und Affen besitzen Systeme von Katzen und Affen besitzen Merkmalsdetektoren (Detektoren lokaler Merkmalsdetektoren (Detektoren lokaler Formen)Formen)
Merkmalsdetektoren: Neuronen, die nur dann Merkmalsdetektoren: Neuronen, die nur dann feuern, wenn in einem begrenzten feuern, wenn in einem begrenzten Netzhautbereich um sie herum bestimmte Netzhautbereich um sie herum bestimmte Formmerkmale auftreten (Flecken, Formmerkmale auftreten (Flecken, Liniensegmente)Liniensegmente)
Einfache (Sehrinde), komplexe und Einfache (Sehrinde), komplexe und hyperkomplexe Merkmalsdetektoren (höhere hyperkomplexe Merkmalsdetektoren (höhere cortikale Regionen): ermöglichen komplexes cortikale Regionen): ermöglichen komplexes Formensehen Formensehen
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung(Rolle lokaler Formen)(Rolle lokaler Formen)
Herstellung zweidimensionaler, statistisch Herstellung zweidimensionaler, statistisch beschreibbarer Texturenbeschreibbarer Texturen
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung(Rolle lokaler Formen)(Rolle lokaler Formen)
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung(Rolle lokaler Formen)(Rolle lokaler Formen)
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung(Rolle lokaler Formen – Liniendetektoren)(Rolle lokaler Formen – Liniendetektoren)
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung(Rolle lokaler Formen – Liniendetektoren)(Rolle lokaler Formen – Liniendetektoren)
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmungRolle lokaler Formen - LiniendetektorenRolle lokaler Formen - Liniendetektoren
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung(Rolle lokaler Formen)(Rolle lokaler Formen)
Einfache Punkt- und Liniendetektoren Einfache Punkt- und Liniendetektoren tragen überraschend wenig zur tragen überraschend wenig zur Texturunterscheidung beiTexturunterscheidung bei
Schon bei regelmäßiger Anordnung Schon bei regelmäßiger Anordnung von Mikromustern ist die von Mikromustern ist die Texturunterscheidung schwierig bis Texturunterscheidung schwierig bis unmöglich, bei zufälliger Anordnung unmöglich, bei zufälliger Anordnung noch schwieriger: Hinweis auf die noch schwieriger: Hinweis auf die Grenzen des visuellen Systems Grenzen des visuellen Systems
SchlussfolgerungenSchlussfolgerungen
Hierarchie der komplexen und Hierarchie der komplexen und hyperkomplexen Merkmalsdetektoren hyperkomplexen Merkmalsdetektoren erleichtert die reine Wahrnehmung bei der erleichtert die reine Wahrnehmung bei der Texturunterscheidung nicht, spielt nur eine Texturunterscheidung nicht, spielt nur eine Rolle bei der genauen Analyse von MusternRolle bei der genauen Analyse von Mustern
Einfache Merkmalsdetektoren können unter Einfache Merkmalsdetektoren können unter bestimmten Umständen auf Grund zufällig bestimmten Umständen auf Grund zufällig entstehender lokaler Formen zwischen entstehender lokaler Formen zwischen Texturen mit Statistiken höherer als 2. Texturen mit Statistiken höherer als 2. Ordnung unterscheidenOrdnung unterscheiden
Modell für lokales und globales Modell für lokales und globales
WahrnehmenWahrnehmen Ebenen der visuellen Ebenen der visuellen
Informationsverarbeitung beim genauen Informationsverarbeitung beim genauen Betrachten und Erkennen lokaler Formen/ bei Betrachten und Erkennen lokaler Formen/ bei
der globalen Texturunterscheidungder globalen Texturunterscheidung
Mo
Modell für globale und Modell für globale und lokale Wahrnehmunglokale Wahrnehmung
Der Mechanismus der Der Mechanismus der Texturdiskrimination kann die Texturdiskrimination kann die Ausgänge von höchstens zwei Ausgänge von höchstens zwei einfachen einfachen Merkmalsdetektoreinheiten Merkmalsdetektoreinheiten vergleichenvergleichen
Möglicherweise werden hierbei nur Möglicherweise werden hierbei nur Parameter der Statistiken erster Parameter der Statistiken erster Ordnung verarbeitet Ordnung verarbeitet
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung
Eine weitere FrageEine weitere Frage Warum haben sich während der Evolution Warum haben sich während der Evolution
für das Sehen zwei Systeme entwickelt, für das Sehen zwei Systeme entwickelt, eines für das lokale Erkennen von Formen, eines für das lokale Erkennen von Formen, ein anderes für die globale Wahrnehmung?ein anderes für die globale Wahrnehmung?
Antwort: Aufgrund der fundamentalen Antwort: Aufgrund der fundamentalen Dichotomie der Wahrnehmung, Dinge in Dichotomie der Wahrnehmung, Dinge in Figur Figur und und Grund Grund zu zerlegen – jedes Objekt zu zerlegen – jedes Objekt kann entweder als Figur oder als Grund kann entweder als Figur oder als Grund gesehen werden, nie beides auf einmalgesehen werden, nie beides auf einmal
Die globale Texturwahrnehmung ist als Die globale Texturwahrnehmung ist als allgemeiner Prozess zu verstehen, der die allgemeiner Prozess zu verstehen, der die Wahrnehmung aller Dinge umfasst, die nicht Wahrnehmung aller Dinge umfasst, die nicht im Zentrum unserer Aufmerksamkeit liegen. im Zentrum unserer Aufmerksamkeit liegen.
Zwei KlausurfragenZwei Klausurfragen
Wovon hängt die reine Wovon hängt die reine Wahrnehmung von Symmetrie in Wahrnehmung von Symmetrie in einem Muster ab?einem Muster ab?
Welche Art von Merkmalsdetektoren Welche Art von Merkmalsdetektoren ist für die globale ist für die globale Texturunterscheidung zuständig und Texturunterscheidung zuständig und wie sind diese verschaltet?wie sind diese verschaltet?
Danke für Eure Aufmerksamkeit! Danke für Eure Aufmerksamkeit!
Literatur: Julesz, B.: Texturwahrnehmung. In: Spektrum der Literatur: Julesz, B.: Texturwahrnehmung. In: Spektrum der Wissenschaft: Wahrnehmung und visuelles System. Heidelberg, Wissenschaft: Wahrnehmung und visuelles System. Heidelberg,
1986.1986.
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung
TexturwahrnehmungTexturwahrnehmung