Visualiseren Visual Adaptation

Wat zou de wereld eruit zien aan anderen of voor onszelf als we veranderen? Antwoorden op deze vragen zijn van fundamenteel belang voor het begrijpen van de aard en de mechanismen van de perceptie en de gevolgen van zowel normale en klinische variaties in zintuiglijke codering. Een grote verscheidenheid aan technieken en benaderingen zijn ontwikkeld om te simuleren hoe afbeeldingen kunnen worden weergegeven aan personen met een verschillende visuele gevoeligheden. Bijvoorbeeld omvatten deze simulaties van de kleuren die kunnen worden onderscheiden door verschillende soorten kleurenzwakte ^{1, 2, 3, 4,} de ruimtelijke en chromatische verschillen die kunnen worden opgelost door kinderen of oudere waarnemers ^{5, 6, 7, 8, 9} , hoe afbeeldingen worden weergegeven in het perifere gezichtsveld <s up class = "xref"> 10, en de gevolgen van optische fouten of ziekte ^{11, 12, 13, 14.} Ze zijn ook toegepast op de discriminatie die andere soorten ^{15, 16, 17} mogelijk zijn zichtbaar. Kenmerkend dergelijke simulaties metingen van de gevoeligheid verliezen in verschillende populaties om een ​​beeld te filteren en daardoor verminderen of verwijderen structuur ze moeite waard. Zo voorkomende vormen van kleurenblindheid weerspiegelen verlies van één van de twee fotoreceptoren gevoelig middellange of lange golflengten, en afbeeldingen gefiltreerd om de signalen te verwijderen verschijnt gewoonlijk zonder "rood-groen" tinten ^1. Ook baby's hebben slechtere scherpte, en dus de beelden verwerkt voor hun beperkte ruimtelijke gevoeligheid is onscherp . f "> 5 Deze technieken van onschatbare waarde illustraties van wat een persoon kan zien dat een ander mag evenwel niet, dat doen ze niet. – en vaak zijn niet bedoeld om – beeld van de werkelijke perceptuele ervaring van de waarnemer, en in sommige gevallen kan een verkeerde voorstelling van de hoeveelheid en de aard van de informatie waarover de waarnemer.

Dit artikel beschrijft een nieuwe techniek ontwikkeld om verschillen in visuele ervaring die een fundamenteel kenmerk van visuele codering omvat simuleren – aanpassing ^{18, 19.} Alle sensorische en motorische systemen continu aan te passen aan de context waarin ze worden blootgesteld aan. Een penetrante geur in een kamer snel vervaagt, terwijl visie biedt aan hoe helder of dimmen de kamer is. Belangrijk is dat deze aanpassingen voorkomen voor bijna elke stimulus attribuut, met inbegrip van "high-level" percepties zoals de kenmerken van iemands gezicht ^20,class = "xref"> 21 of hun stem ^{22, 23} en het ijken van de motor commando gemaakt bij bewegen van de ogen of het bereiken van een object ^{24, 25.} In feite, aanpassing is waarschijnlijk een essentiële eigenschap van bijna alle neurale verwerking. Dit artikel laat zien hoe u deze aanpassing effecten op te nemen in simulaties van de weergave van afbeeldingen, met in principe "het aanpassen van de afbeelding" om te voorspellen hoe het onder een bepaalde toestand van de aanpassing ^{26, 27, 28, 29} aan een specifieke waarnemer zou verschijnen. Vele factoren kunnen de gevoeligheid van een waarnemer te veranderen, maar aanpassing kan vaak compenseren voor belangrijke aspecten van deze veranderingen, zodat de gevoeligheid verliezen zijn minder opvallend dan voorspeld zou worden, zonder de veronderstelling dat het systeem zich aanpast. Omgekeerd makenaanpassing past de gevoeligheid volgens de huidige stimulus context, deze aanpassingen zijn ook belangrijk op te nemen voor het voorspellen hoeveel perceptie kan variëren wanneer de omgeving varieert.

Het volgende protocol illustreert de techniek door het aanpassen van de kleur inhoud van de beelden. Kleurwaarneming heeft het voordeel dat de initiële stadia neurale kleurcodering relatief goed worden begrepen, evenals de patronen van aanpassing ^30. De werkelijke mechanismen en aanpassingen zijn complex en gevarieerd, maar de belangrijkste gevolgen van adaptatie kan worden opgenomen met een eenvoudige en gebruikelijke tweetraps model (figuur 1a). In de eerste fase worden kleursignalen aanvankelijk gecodeerd door drie soorten kegel fotoreceptoren die maximaal gevoelig zijn voor korte, middellange of lange golflengten (S, M, L en kegels) zijn. In de tweede fase worden de signalen van verschillende kegels gecombineerd tot na receptoral cellen vormen "color-fout" channels die antagonistische input ontvangt van de verschillende kegels (en dus brengen "kleur" gegevens) en "niet-opponent" kanalen die de kegel ingangen samen vatten (dus codering "helderheid" informatie). Bijgestuurd in beide stadia, en past twee verschillende aspecten van de kleur – het gemiddelde (in de conussen) en de variantie (in post-receptoral kanalen) ^{30, 31.} Het doel van de simulaties is om deze aanpassingen toepassen op het model mechanismen en vervolgens maken de afbeelding van hun aangepaste uitgangen.

De aanpassing van beelden omvat zes primaire componenten. Deze zijn 1) het kiezen van de beelden; 2) het kiezen van het formaat van de afbeelding spectra; 3) die de kleurverandering van het milieu; 4) die de verandering van de gevoeligheid van de waarnemer; 5) met behulp van het programma om de aangepaste beelden te creëren; en 6) met behulp van de beelden naar de gevolgen van de aanpassing te evalueren. THij volgt beschouwt elk van deze stappen in detail. Het basismodel en mechanismen reacties zijn geïllustreerd in figuur 1, terwijl Figuren 2-5 tonen voorbeelden van afbeeldingen gemaakt met het model.