人眼视觉空间频率属性及其应用研究

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视觉的空间频率属性指的是视觉所具有的与空间频率有关的性质,对比敏感度函数、空间频率多通道理论及感受野的频率特性都反映了视觉所具有的空间频率属性,文章主要对视觉所具有的空间频率属性及其应用进行研究,期待能够补充、完善基于空间频率的认知理论。文章的主要内容有:1、探讨新的研究视觉空间频率属性的方法,引进能反映图片灰度变化的“绝对空间频率”概念和能反映观察者对图片绝对空间频率敏感度的“绝对灵敏度函数”概念,研究表明随着距离和近视程度的增大视觉的绝对敏感度函数有幅值降低、峰值频率向低频移动的现象。2、根据阿贝原理重新解释视觉成像过程,研究发现近视眼对进入人眼的不同频率的光线有低通滤波功能,经过多次试验发现近视眼的低通滤波功能可以用负指数函数模拟;用该结论解释近视眼对比敏感度函数出现幅值下降、峰值频率向低频移动的现象以及混合图片的视觉显示随观察者的视力改变而改变的视觉现象,这些现象的成功解释证明了基于阿贝原理的视觉成像理论和由此推出的近视眼的低通滤波功能是正确的。3、以混合图片为例研究距离改变时图片的空间频率分布与人眼的绝对敏感度函数之间的位置关系,研究发现当距离增大时距离对图片视觉效果造成的影响等价于对原图片进行低通滤波;用该理论解释混合图片的视觉显示随着距离改变而改变的视觉现象以及绝对敏感度函数随着距离增大幅值下降、峰值频率向低频移动的现象。4、设计实验图片来模拟外界物体经过平移、旋转和尺度变化前后的属性,统计图片经过平移、旋转和尺度变化前后的空间频率分布,由图片的空间频率分布不随图片的平移旋转改变的性质解释视觉的平移、旋转不变性;介绍动态感受野属性及Gabor模型,用动态感受野的空间频率属性解释视觉的尺度不变性。文章补充、发展了有关视觉空间频率属性的研究,并对距离和视力对视觉空间频率属性的影响进行定性分析,还用视觉空间频率属性解释了一些与视觉空间频率属性有关的视觉现象,这充分说明视觉空间频率理论的可计算性及正确性,文章中内容对视觉认知的进一步研究具有重要意义。
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