第二章视觉的基本知识
第二章 视觉的基本知识
主要内容 人类视觉系统的生理构造和工作方式 ◆神经生理学 认知心理学 视觉系统的物理特性 ◆光度学 ●色度学 视觉系统的几何特性 齐次坐标 ◆射影几何
主要内容 人类视觉系统的生理构造和工作方式 神经生理学 认知心理学 视觉系统的物理特性 光度学 色度学 视觉系统的几何特性 齐次坐标 射影几何
第一节人类生理视觉系统
第一节 人类生理视觉系统
1.1人类生理视觉系统 ●人类所有的感觉当中,视觉具有特别重要 的意义。研究表明,80%以上的外界信息是 由视觉系统所接收、处理和感知的; ●视觉系统所具有的各种功能使我们能够分 辨万物,感知它们的大小、形状、颜色、 亮暗、远近和动静 人类的视觉系统事实上指的就是眼一脑系 统。眼—脑系统在完成上述这些视觉功能 时涉及不同的视觉信息处理过程
1.1 人类生理视觉系统 人类所有的感觉当中,视觉具有特别重要 的意义。研究表明,80%以上的外界信息是 由视觉系统所接收、处理和感知的; 视觉系统所具有的各种功能使我们能够分 辨万物,感知它们的大小、形状、颜色、 亮暗、远近和动静; 人类的视觉系统事实上指的就是眼—脑系 统。眼—脑系统在完成上述这些视觉功能 时涉及不同的视觉信息处理过程
人类视觉的解剖结构 人类的视觉系统由以下四个部分组成: ◆眼球; 是一个相当复杂,精细的光学仪器起到调节适当的光强, 折射率同时外界的三维景物变换成二维的视网膜上的 投影 ●眼底视网膜; 起到光电传感器的作用,吸收光量子输出生物电流 视觉通路 将生物电信号经过平均与会聚转换成一束信号传送到 大脑皮层 ◆大脑皮层视觉区 工作机理非常复杂,还没有被探明
人类视觉的解剖结构 人类的视觉系统由以下四个部分组成: 眼球; 是一个相当复杂,精细的光学仪器,起到调节适当的光强, 折射率.同时外界的三维景物变换成二维的视网膜上的 投影 眼底视网膜; 起到光电传感器的作用,吸收光量子,输出生物电流 视觉通路 将生物电信号经过平均与会聚转换成一束信号,传送到 大脑皮层 大脑皮层视觉区 工作机理非常复杂,还没有被探明
狠球构造 后房 缘带 角膜 虹膜 前订房 结膜 从人眼的构造可知,它的睫状传 许氏管 睫状肌 光路是由以下几部分组成: 晶状体 睫状突 前眼房(角膜、水样液)、 小带纤维 直肌腱 虹膜和瞳孔、水晶体、玻 晶状体后间隙 睫状上皮 终缘 璃体等。 光轴视轴 玻璃体管 玻璃体 视网膜 人类的眼球是一个相当复杂, 精细的光学仪器 巩膜 脉络膜 中央凹 筛板 黄斑 神经和鞘
眼球构造 从人眼的构造可知,它的 光路是由以下几部分组成: 前眼房(角膜、水样液)、 虹膜和瞳孔、水晶体、玻 璃体等。 人类的眼球是一个相当复杂, 精细的光学仪器
眼底视网膜 视网膜包含感光细胞,水平细胞双极细胞和神经节细胞。 ◆感光细胞,即杄体细胞和锥体细胞。锥体细胞是明视器官,它在光 亮条件下发生作用,能分辨细节。共有三种锥体细胞对应三元色杆 体细胞是暗视器官对弱光反应灵敏,在低照明情况下发生作用。但 它不能感受颜色,对精细物象的辨别也没有什么贡献。 水平细胞负责横向联系感光细胞起到平均调和信号的作用 ◆双极细胞锥体细胞和杆体细胞经水平细胞与双极细胞连接。一般情 况是每一个锥体细胞与一个双极细胞连接,这是为了在光亮条件下 便于精细地感受外界的刺激。而杆体细胞往往是几十个连接到一个 双极细胞。这是为了在黑暗条件下能汇集外界微弱的光剌激 神经节细胞其细胞的视觉纤维通向大脑
眼底视网膜 视网膜包含感光细胞,水平细胞,双极细胞和神经节细胞。 感光细胞,即杆体细胞和锥体细胞。锥体细胞是明视器官,它在光 亮条件下发生作用,能分辨细节。共有三种锥体细胞,对应三元色.杆 体细胞是暗视器官对弱光反应灵敏,在低照明情况下发生作用。但 它不能感受颜色,对精细物象的辨别也没有什么贡献。 水平细胞.负责横向联系感光细胞,起到平均调和信号的作用. 双极细胞.锥体细胞和杆体细胞经水平细胞与双极细胞连接。一般情 况是每一个锥体细胞与一个双极细胞连接,这是为了在光亮条件下 便于精细地感受外界的刺激。而杆体细胞往往是几十个连接到一个 双极细胞。这是为了在黑暗条件下能汇集外界微弱的光刺激. 神经节细胞.其细胞的视觉纤维通向大脑
视觉通路 第一视觉通路 现网顾 作用主要 左 第二视觉通路 上丘 作用微小 外膝体 丘脑枕 光交叉:形成立体视差 视皮层 外膝体:作用尚不清楚, 28 与形状\深度\运动检测 有关 视皮层
视觉通路 第一视觉通路 作用主要 第二视觉通路 作用微小 光交叉:形成立体视差 外膝体:作用尚不清楚, 与形状\深度\运动检测 有关
大脑皮层视觉区 大脑皮层由约1010个细胞组成.根据功能分为若 干区。与视觉有关的有: 17区:称为主视觉区起到景物的光学特性处理作用 ●18、19区:对二维的特征形状、移动等进行处理, 称为相关视觉区 ●20、21区:视觉的判断等高层处理。 ◆大脑皮层的工作机理非常复杂,目前有关它的工作 过程仅能知道的是一切意识是和神经元的激活与 抑制有关,因此有必要进一步对神经细胞单元作 一定的研究
大脑皮层视觉区 大脑皮层由约1010个细胞组成.根据功能分为若 干区。与视觉有关的有: 17区: 称为主视觉区,起到景物的光学特性处理作用. 18、19区:对二维的特征(形状、移动等)进行处理, 称为相关视觉区. 20、21区:视觉的判断等高层处理。 大脑皮层的工作机理非常复杂,目前有关它的工作 过程仅能知道的是一切意识是和神经元的激活与 抑制有关,因此有必要进一步对神经细胞单元作 一定的研究
人类视觉系统的组成 人类视觉的眼一脑系统看成一个有生命的光学变换器和信 息处理系统,可分为三个部分。第一部分是光学系统,由 于有关的神经活动最少,因此最为简单;第二部分是视网 膜。它把光信号转变成电信号,并进行某些细胞一级的处 理。第一、第二两部分都在眼睛里。最后一部分是视觉信 息处理,它实质上是代表从视网膜到大脑皮层的视觉通路 上所完成的复杂处理的统称。 在大脑和到大脑的通路中 在眼中 输入图像 光学系统 视网膜 电信号 视觉信息处理 感知 传导 理
人类视觉系统的组成 人类视觉的眼—脑系统看成一个有生命的光学变换器和信 息处理系统,可分为三个部分。第一部分是光学系统,由 于有关的神经活动最少,因此最为简单;第二部分是视网 膜。它把光信号转变成电信号,并进行某些细胞一级的处 理。第一、第二两部分都在眼睛里。最后一部分是视觉信 息处理,它实质上是代表从视网膜到大脑皮层的视觉通路 上所完成的复杂处理的统称。 光学系统 视网膜 视觉信息处理 感知 在大脑和到大脑的通路中 在眼中 输入图像 光信号 电信号 传导 处理