Ecological perspectives on local image statistics

Es wurde experimentell gezeigt, dass viele Aspekte der Wahrnehmung von der geometrischen Position von Objekten im Gesichtsfeld abhängen. Beispielsweise nimmt das Erkennen von flankierten Buchstaben mit der Distanz zum Ze
Es wurde experimentell gezeigt, dass viele Aspekte der Wahrnehmung von der geometrischen Position von Objekten im Gesichtsfeld abhängen. Beispielsweise nimmt das Erkennen von flankierten Buchstaben mit der Distanz zum Zentrum des Gesichtsfeldes ab. Im Bezug auf das Zentrum des Gesichtsfeldes gilt zum einen, dass das Erkennen von flankierten Buchstaben radial abnimmt. Zum anderen erkennen Menschen Orientierungsunterschiede radialer Strukturen besser als die von tangentialen Strukturen. Diese Anisotropien können auch in Zellen gefunden werden, die für die visuelle Informationsverarbeitung im Gehirn zuständig sind. Zum Beispiel nimmt die Größe der rezeptiven Felder von retinalen Ganglienzellen (engl. retinal ganglion cells, RGC) proportional mit dem Abstand zur Fovea zu. Auch die Präferenz dieser rezeptiven Felder für Stimulusorientierungen ist positionsabhängig. Sie neigt dazu, radial zum Zentrum des Gesichtsfeldes zu liegen.
Diese Doktorarbeit zielt darauf ab, diese Positionsabhängigkeit menschlicher visueller Wahrnehmung besser zu verstehen. Dazu beziehen wir uns auf die Ökologische Theorie der Wahrnehmung. Diese besagt, dass die Umwelt genug Informationen enthält, um die Welt direkt zu verstehen. Wir betrachten die Positionsabhängigkeit auf drei Ebenen: auf der Ebene des Stimulus, der neuronalen Ebene und der Ebene der Wahrnehmung. Auf der Ebene des Stimulus modellieren wir den Abbildungsprozess des Auges und schätzen die spektrale Leistungsdichte (SLD) natürlicher Stimuli im menschlichen Sehsystem. Auf der neuronalen Ebene modellieren wir die rezeptiven Felder von retinalen Ganglienzellen als optimale Dekorrelatoren dieser Stimuli unter Betrachtung der Variabilität im Gesichtsfeld. Auf der Ebene der Wahrnehmung modellieren wir den semantischen Kontext natürlicher Bilder. Auch untersuchen wir, inwieweit die Kenntnis lokaler Statistiken von natürlichen Bildern dabei hilft, den semantischen Kontext dieser Bilder zu schätzen. ...
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The scope of this Thesis is to understand the position dependency phenomenon of human visual perception. First, under the ecological assumption, meaning under the assumption that animals adapt to the statistical regulari
The scope of this Thesis is to understand the position dependency phenomenon of human visual perception. First, under the ecological assumption, meaning under the assumption that animals adapt to the statistical regularities of their environment, we study the consequences of the imaging on the local statistics of the input to the human visual system. Second, we model efficient representations of these statistics and their contribution to shape the properties of eye sensory neurons. Third, we model efficient representations of the semantic context of images and the correctness of different underneath geometrical assumptions on the statistics of images.
The efficient coding hypothesis posits that sensory systems are adapted to the regularities of their signal input in order to reduce redundancy in the resulting representations. It is therefore important to characterize the regularities of natural signals to gain insight into the processing of natural stimuli. While measurements of statistical regularity in vision have focused on photographic images of natural environments it has been much less investigated, how the specific imaging process embodied by the organism’s eye induces statistical dependencies on the natural input to the visual system. This has allowed using the convenient assumption that natural image data is homogeneous across the visual field. Here we give up on this assumption and show how the imaging process in a human eye model influences the local statistics of the natural input to the visual system across the entire visual field. ...
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Metadaten
Author:Daniela Pamplona
URN:urn:nbn:de:hebis:30:3-395859
Advisor:Constantin Rothkopf
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2014
Year of first Publication:2014
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Release Date:2019/01/03
Pagenumber:153
HeBIS PPN:445626623
Institutes:Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS)
Dewey Decimal Classification:150 Psychologie
610 Medizin und Gesundheit
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License LogoArchivex. zur Lesesaalplatznutzung § 52b UrhG

$Rev: 11761 $