LezPMP-Visione spaziale.key
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La visione spaziale: cellule gangliari e modelli computazionali Corso di Principi e Modelli della Percezione Prof. Giuseppe Boccignone Dipartimento di Informatica Università di Milano [email protected] http://boccignone.di.unimi.it/PMP_2017.html Visione spaziale: //le cellule gangliari occhio chiasma ottico nervo ottico collicolo superiore nucleo genicolato laterale corteccia striata Cellule gangliari retiniche e strisce Frequenze basse Risposta debole Frequenze medie Risposta forte • Cellule gangliari: marcatori di luce • Ogni cellula è sintonizzata su una certa frequenza spaziale Frequenze alte Risposta debole Cellule gangliari retiniche e strisce //selettivita` alle frequenze spaziali • Una cellula gangliare può essere rappresentata come un filtro bassa banda Risposta forte Risposta debole Ampiezza risposta Risposta debole Frequenza spaziale (cicli x grado) Ampiezza della risposta Cellule gangliari retiniche e strisce //selettivita` alle frequenze spaziali Cellule gangliari della retina Frequenza spaziale (cicli x grado) Cellule gangliari retiniche e strisce //l’importanza della fase • Ogni cellula è sintonizzata su una certa frequenza spaziale • Cougell e Robson: la risposta dipende dalla fase del reticolo • Il risultato: si comportano come dei rivelatori (detectors) di differenze locali di luminanza Cellule gangliari retiniche e strisce //L’illusione ottica delle bande di Mach • Dovuto al comportamento di filtro passa alto dei neuroni retinici • Invariante per rotazione Cellule gangliari retiniche e strisce //L’illusione ottica delle bande di Mach • Dovuto al comportamento di filtro passa alto dei neuroni retinici • Invariante per rotazione Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Input Qual è il goal della computazione? Livelli di spiegazione secondo Marr Output Modello Quale rappresentazione e quale algoritmo? Come realizzarla fisicamente? Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Input Qual è il goal della computazione? Output Modello Definizione teorica Caratterizzazione del sistema nel dominio delle frequenze spaziali MTF Output Input Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Input Qual è il goal della computazione? Output Modello Dalla MTF ricavo la risposta impulsiva del sistema (PSF) input output input output Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Input Qual è il goal della computazione? Output Modello Dalla MTF ricavo la risposta impulsiva del sistema (PSF) Laplaciano di una Gaussiana Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Laplaciano di una Gaussiana derivo due volte una funzione Gaussiana Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Qual è il goal della computazione? Input Output Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Qual è il goal della computazione? Livelli di spiegazione secondo Marr Quale rappresentazione e quale algoritmo? Input Output Convoluzione discreta (filtraggio) Come realizzarla fisicamente? Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Quale rappresentazione e quale algoritmo? Convoluzione discreta (filtraggio) Kernel (PSF) * Convoluzione Immagine input Immagine output Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Quale rappresentazione e quale algoritmo? Convoluzione discreta (filtraggio) Kernel (PSF) Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Quale rappresentazione e quale algoritmo? Convoluzione discreta (filtraggio) Immagine input * Immagine output LoG Kernel (PSF) Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Quale rappresentazione e quale algoritmo? Convoluzione discreta (filtraggio) Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Quale rappresentazione e quale algoritmo? * Convoluzione discreta (filtraggio) Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Quale rappresentazione e quale algoritmo? Convoluzione discreta (filtraggio) Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Qual è il goal della computazione? Livelli di spiegazione secondo Marr Quale rappresentazione e quale algoritmo? Come realizzarla fisicamente? Input Output * Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Come realizzarla fisicamente? implementazione neurale Log Kernel discreto (PSF) Profilo della Rappresentazione 3D (PSF) Rappresentazione 3D (PSF) + - + + Cellula gangliare + - + + Interludio: un modello computazionale per la rilevazione dei bordi Qual è il goal della computazione? Livelli di spiegazione secondo Marr Input Output Quale rappresentazione e quale algoritmo? Come realizzarla fisicamente? * + + + +
