Sistema Visual Humano Anatomia e Processamento de Sinais

Apresentação em tema: "Sistema Visual Humano Anatomia e Processamento de Sinais"— Transcrição da apresentação:

1 Sistema Visual Humano Anatomia e Processamento de Sinais
Curso: GB 109 Prof. Gilson A. Giraldi Ano 2007

2 Conteúdo Elementos da percepção visual. Formação da imagem nos olhos. Luz, luminância, brilho e contraste. MTF do sistema visual humano. Modelo simples de visão monocromática. A cor de uma luz. Atributos perceptíveis da cor. Representação por 3 cores primárias Combinação e reprodução de cores

3 Anatomia do olho humano
Elementos da visão Anatomia do olho humano Organização da retina: A retina capta os sinais luminosos e os transforma em impulsos nervosos. A retina contém dois tipos diferentes de fotorreceptores: cones e bastonetes. As células fotorreceptoras estão distribuídas de forma não homogênea. Os impulsos nervosos codificando sinais luminosos são transmitidos ao cérebro através das células ganglionais.

4 Ordens de Grandeza Bastonetes: 120 Milhões Cones: 6 Milhões
1,5mm de diâmetro.

5 Células fotorreceptoras:
Elementos da visão Células fotorreceptoras: Bastonetes – visão photopic São sensíveis a quantidades relativamente pequenas de luz. Incapazes de diferenciar cores, apenas codificam intensidade luminosa em freqüência de impulsos nervosos. Extraem apenas informações sobre luminância.

6 Células fotorreceptoras:
Elementos da visão Células fotorreceptoras: Cones – visão scotopic São sensíveis a quantidades relativamente grandes de luz. Existem três tipos de cones, cada um capaz de detectar uma cor diferente: vermelho, verde e azul.

7 “Interligações” nervosas na retina.
Elementos da visão “Interligações” nervosas na retina. Rede Neural Multicamada?

8 Distribuição de bastonetes e cones na retina.
Elementos da visão Distribuição de bastonetes e cones na retina. A fovea é uma pequena depressão na retina com aproximadamente 1,5mm de diâmetro. Os cones estão concentrados na fovea enquanto os bastonetes ao seu redor. Ao focalizarmos um objetos estamos movimentando os olhos para que a imagem se forme na fovea.

9 Visual Sytem

10 Visual System Physiology

11 Como o cérebro percebe uma imagem?
Formação da imagem Como o cérebro percebe uma imagem? O córtex visual do cérebro é organizado em áreas. As que recebem estímulos de luz diretos são o córtex visual primário e o córtex visual terciário. O córtex visual primário é a Tela Mental, onde são projetados sinais luminosos diretamente. Somente processa sinais de intensidade luminosa. O córtex visual terciário é responsável por processar e integrar informação sobre cor. É incapaz de formar imagens. Os outros componentes são responsáveis por processamento de imagens. Ex.: Córtex secundário é um detector de linhas retas.

12 Pattern Recogniton and Memory
Vision System Pattern Recogniton and Memory

13 Modelo de visão monocromática.

14 Visão Monocromática

15 Luz, brilho, luminância e contraste
Luz: Radiação eletromagnética que estimula nosso sistema visual. A luz emitida por um objeto: Filtragem do sistema Cornea+Lentes L(lambda) = distribuição espectral de energia Lambda 350 – 780 P(l) = reflexibilidade ou transmissibilidade A luminância gerada a partir da função de eficiência luminosa relativa V do sistema visual

16 Luz, brilho, luminância e contraste
Típica função de eficiência luminosa relativa. A luminância de um objeto não depende da sua vizinhança. O brilho de um objeto é a luminância percebida e depende da vizinhança. Dois objetos com com diferentes vizinhanças, mas com luminâncias idênticas podem ter brilhos diferentes.

17 Luz, brilho, luminância e contraste
Luminância: Intensidade de energia luminosa recebida na retina. Contraste: função da luminância OBS: Cuidado para não confundir! Brilho é contraste percebido

18 Luz, brilho, luminância e contraste
Brilho (contraste percebido) depende do background da image Nosso sistema visual é sensível à variação de intensidade de imagem.

19 Luz, brilho, luminância e contraste
Definição de contraste: A partir desta definição temos: Obsevemos que: Para f grande e Δf pequeno. Por que o sistema visual usa o contraste?

20 Luz, brilho, luminância e contraste
“Mach Bands” Por que ocorre esse efeito? Brilho não é uma função monotômica da luminância. Inibição lateral. Resposta impulso.

21 Visual System Impulse Response

22 MTF do sistema visual humano
Modulation Transfer Function Experimentos com a grade senoidal de intensidades variáveis. O que ela nos diz sobre o SVH? Similar a um filtro passa-banda. Mais sensível a freqüências médias. Menos sensível a freqüências altas.

23 MTF do sistema visual humano
Uma primeira aproximação. Por um procedimento de ajuste curvas, foi obtida a fórmula para a resposta do sis. visual a freqüência. Onde A, alpha, beta e ro0, são constantes

24 Pergunta Qual a função do contraste e
da inibição lateral na percepção visual humana? (cortex secundário)

25 A cor de uma luz. A cor percebida depende do conteúdo espectral da luz incidida. Composição do comprimento de onda.

26 Visão Colorida Espectros de Absorção
Três tipos de cones na retina.

27 Representação por 3 cores primárias
Sensação produzida por uma luz colorida pode ser escrita pela resposta espectral: Duas cores podem ser percebidas iguais, mas possuírem distribuições espectrais diferentes desde que:

28 Combinação e reprodução de cores
Considere três fontes primarias: Para reproduzirmos uma cor devemos então tomar: Os betas são as proporções de cada canal. Dessa forma, a sensação produzida seria:

29 Combinação e reprodução de cores
Definindo a resposta de um cone gerada por uma primária: Ficamos com: W é a quantidade de primaria requerida para igualar ao branco de referencia.

30 Tristimulus Values “Tristimulus values” de uma cor C.

31 Laws of Color Matching Three basic colors Luminance of a color mixture
Color addiction

32 Laws of Color Matching Color Subtraction Transitividade Leis de Grassman

33 Sistemas de Cor

34 HSB x RGB

35 Geometria e Visão Como medir distâncias em um espaço de cor?