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Percepción Visual. El ojo humano Rafael Molina Dpto. de Ciencias de la Computación e I.A. Universidad de Granada

Contenidos Percepción y Visión Artificial. El ojo humano. Los caminos visuales al cerebro. Ilusiones visuales, ambigüedades e inconsistencias. Importancia del movimiento visual. Resumen. Bibliografía. Tema 2

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I Percepción y Visión Artificial • La Percepción proporciona a los agentes información sobre el mundo en el que se encuentran. • Todos comienza con los sensores que pueden ser: visuales, auditivos y táctiles. En este tema veremos cómo los estímulos sensoriales son creados por el mundo para después preguntarnos en los temas siguientes: ¿si el siguiente estímulo ha sido creado por el mundo de tal forma, cuál habrá sido el estado del mundo para producirlo ?. Tema 2

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Es muy importante tener en cuenta que a veces no necesitamos conocer el estado del mundo completamente, ya que todo depende del problema que intentemos resolver.

La tarea puede ser distinta según nos dediquemos a • Manipulación • Navegación • Reconocimiento de Objetos Ninguna de estas tareas necesita una descripción completa del ambiente . Tema 2

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Una posible definición de Visión Artificial (revisitada)

La visión artificial o comprensión de imágenes se dedica a la descripción automática de la estructura y propiedades de un mundo tridimensional, posiblemente dinámico, a partir de una o varias imágenes bidimensionales de ese mundo. Por desgracia si E=estímulo y M=Mundo, la ecuación E=f(M) no tiene una solución única en M y tendremos que usar información adicional. ¿Cuál era la diferencia entre Visión Artificial y Procesamiento de Imágenes? Tema 2

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II. El ojo humano Tamaño 2cm, la luz entra a través de la córnea, luego a través del humor acuoso, pasa por el cristalino (lente), humor vítreo y forma imagen invertida en la retina

Ojo derecho humano

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El músculo ciliar ajusta la curvatura del cristalino para que la imagen se forme en la retina (ni delante ni detrás). Si no es así tendremos la miopía (imagen antes de la retina) y la hipermetropía (detrás).

La retina tiene un espesor inferior a 1mm. La luz pasa a través del humor vítreo, el tejido retinal y la detectan los conos y bastones. Obsérvese la orientación poco intuitiva de los conos y bastones. Conos y bastones forman sinapsis con las células bipolares, éstas con las ganglionares y de aquí al cerebro. Tema 2

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La luz llega a la retina

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Distribución de Conos y Bastones

Los bastones detectan luz mucho más débil, los conos trabajan a diferentes longitudes de onda. Obsérvese la distribución de conos y bastones alrededor de la fóvea. Tema 2

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III Los caminos visuales al cerebro

Desde el ojo al cerebro

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Las fibras ópticas más cercanas a las fosas nasales se cruzan en el quiasma y van al lado contrario del cerebro, no así las más exteriores. El campo visual izquierdo va al lado derecho y el derecho al izquierdo. Dos imágenes retinianas del mismo del mismo punto van a la misma región del cerebro y su disparidad produce la visión estereoscópica. En los núcleos geniculados se producen más sinapsis y se llega a la corteza estriada con mucho tamaño para la fovea

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IV Ilusiones, Ambigüedades e Inconsistencias

Espiral de Fraser

Inferimos más de lo que está en la retina

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Ilusiones ópticas

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Ambigüedades

Tema 2

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Poseidón y Sirena Tema 2

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Inconsistencias geométricas

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Más inconsistencias geométricas

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V. Importancia del movimiento visual La dimensión temporal es importante en el procesamiento visual fundamentalmente por dos razones: • El movimiento aparente de los objetos en el plano de la imagen es fundamental para entender la estructura y el movimiento 3-D. • Los sistemas visuales biológicos utilizan el movimiento visual para extraer propiedades del mundo 3-D con poco conocimiento a priori sobre él Veamos algunos ejemplos Tema 2

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Los ejemplos siguientes han sido extraídos de la página personal de D.D. Hoffman y son ejemplos de su libro Visual Intelligence, Norton, 1998. http://aris.ss.uci.edu/cogsci/personnel/hoffman/vi6.html

La secuencia está compuesta de 12 imágenes, en ella los puntos cambian su posición ligeramente en cada imagen. El sistema visual crea un cilindro y su movimiento. Tema 2

El símbolo de la barbería gira en la dirección del eje X, sin embargo las franjas parecen moverse hacia arriba. Es el llamado problema de la apertura. Modelos de la I.A.

La esfera siempre mueve igual, embargo su sombra La inferencia movimiento 3-D completamente diferente 19

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Resumen

• ¿Qué relación existe entre la percepción y los agentes inteligentes?. • ¿Cuál es la diferencia entre manipulación, navegación y reconocimiento de objetos. • ¿Cómo podríamos definir la Visión Artificial?, ¿Cuál es su relación con el procesamiento de imágenes?. • Describe brevemente el ojo humano, la retina y los caminos visuales al cerebro. • Dibujar algunas ilusiones e inconsistencias ópticas. • ¿Por qué es importante el movimiento?. Tema 2

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Bibliografía

D.D. Hoffman (1998), Visual Intelligence, Norton, 1998. V. S. Nalwa (1993), A Guided Tour of Computer Vision, Addison-Wesley Publishing Company.

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