УДК: 612.82, 159.931, 004.93'12, 004.932

Классификация и распознавание изображений живой и неживой природы

Моисеенко Г.А., Шелепин Ю.Е., Хараузов А.К., Пронин С.В., Чихман В.Н., Вахрамеева О.А.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Моисеенко Г.А., Шелепин Ю.Е., Хараузов А.К., Пронин С.В., Чихман В.Н., Вахрамеева О.А. Классификация и распознавание изображений живой и неживой природы // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 10. С. 53–64.

Moiseenko G.A., Shelepin Yu.E., Kharauzov A.K., Pronin S.V., Chikhman V.N., Vakhrameeva O.A. Classification and recognition of images of animate and inanimate objects [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2015. V. 82. № 10. P. 53–64.

Ссылка на англоязычную версию:

G. A. Moiseenko, Yu. E. Shelepin, A. K. Kharauzov, S. V. Pronin, V. N. Chikhman, and O. A. Vakhrameeva, "Classification and recognition of images of animate and inanimate objects," Journal of Optical Technology. 82(10), 685-693 (2015). https://doi.org/10.1364/JOT.82.000685

Аннотация:

Изучена работа оператора в решении двух задач классификации при работе с одним алфавитом изображений. Из 90 зрительных стимулов половина изображений содержала объекты живой природы, другая половина содержала объекты неживой природы. Первая задача заключалась в классификации изображений по семантическому признаку – определение живой или неживой объект. Затем данный алфавит стимулов был подвергнут вейвлетной фильтрации в низкой и высокой пространственно-частотной области независимо от семантического значения. Вторая задача заключалась в классификации стимулов по физическому признаку – размытый или неразмытый объект в изображении. Электрофизиологический контроль работы оператора – регистрация вызванных зрительных потенциалов со всей поверхности головы – позволил выявить, что от начала стимуляции до организации моторного ответа происходит параллельная обработка наблюдаемого сигнала по разным семантическим и физическим признакам. Выделены отклики височных и лобных отделов мозга, связанные с семантикой изображений, даже в тех условиях, когда задача испытуемого заключалась в классификации физических свойств изображения объекта.

Ключевые слова:

зрительный поиск, механизмы категоризации, распознавание изображений, вызванные потенциалы мозга, вейвлетная фильтрация

Благодарность:

Исследование выполнено в рамках финансирования научно-исследовательского проекта “Технологии оптимизации и восстановления когнитивных функций человека виртуальной средой” (проект Российского научного фонда №14-15-00918 в Институте физиологии им. И.П. Павлова РАН).

Коды OCIS: 100.499, 330.5000, 330.5020

Список источников:

1. Здор С.Е., Широков В.Б. Оптический поиск и распознавание. М.: Наука, 1973. 240 с.
2. Травникова Н.П. Эффективность визуального поиска. М.: Машиностроение, 1985. 128 с.
3. Фомин Я.А. Распознавание образов: теория и применения. 2-е изд. М.: ФАЗИС, 2012. 429 с.
4. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. Пер. с англ. / Под ред. Чочиа П.А. M.: Техносфера, 2005. 1072 c.
5. Красильников Н.Н. Цифровая обработка изображений. М.: Вузовская книга, 2001. 320 с.
6. Методы компьютерной обработки изображений / Под редакцией Сойфера В.А. М.: Физматлит, 2001. 784 с.
7. Новейшие методы обработки изображений / Под ред. Потапова А.А. М.: Физматлит, 2008. 496 с.
8. Стокман Д., Шапиро Л. Компьютерное зрение. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2006. 752 с.
9. Журавлев Ю.И. Распознавание. Классификация. Прогноз // Математические методы и их применение. Вып. 2. М.: Наука, 1989. С. 5–72.
10. Lutsiv V.R., Malyshev I.A. Image structural analysis in the tasks of automatic navigation of unmanned vehicles and inspection of Earth surface // Proceedings of SPIE. 2013. V. 8897. P. 88970F. P. 1–15.
11. Malashin R.O., Lutsiv V.R. Restoring a silhouette of the hand in the problem of recognizing gestures by adaptive morphological filtering of a binary image // Journal of Optical Technology. 2013. V. 80. № 11. P. 685–690.
12. Форсайт Д.А., Понс Д. Компьютерное зрение. Современный подход. М.: Вильямс, 2004. 928 с.
13. Duda R.O., Hart P.E., Stork D.G. Pattern classification and scene analysis. Part I. Pattern Classification. N.Y.: John Wiley & Sons, 1997. P. 1–41.
14. Мирошников М.М., Лисовский В.А., Филиппов Е.В. Иконика в физиологии и медицине. Л.: Наука, 1987. 392 с.
15. Журавлев Ю.И., Рязанов В.В., Сенько О.В. Распознавание. Математические методы. Программная система. Практические применения. М.: ФАЗИС, 2006. 147 с.
16. Евдокимов С.А., Пронина М.В., Полякова Г.Ю., Пономарев В.А., Поляков Ю.И., Кропотов Ю.Д. Анализ независимых компонентов вызванных потенциалов пациентов с установленными диагнозами шизофрения, обсессивно-компульсивное и депрессивное расстройство // Журнал высшей нервной деятельности. 2014. Т. 64. № 5. С. 500–509.
17. Бондарко В.М., Данилова М. В., Красильников Н.Н., Леушина Л.И., Невская А.А., Шелепин Ю.Е. Пространственное зрение. Спб.: Наука, 1999. 218 с.
18. Кропотов Ю.Д. Количественная ЭЭГ, когнитивные вызванные потенциалы мозга человека и нейротерапия. Учебник. Донецк: Издатель Заславский А.Ю., 2010. 512 с.
19. Keil A., Debener S., Gration G., Junghoefer M., Kapperman E.S., Luck S.J., Luu P., Miller G.A., Yee C.M. Committee report: Publication guidelines and recommendations for studies using electroencephalography and magnetoencephalography // Psychophysiology. 2014. V. 51. P. 1–21.

20. Муравьева С.В., Дешкович А.А., Шелепин Ю.Е. Магно- и парвосистемы человека и избирательные нарушения их работы // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2008. Т. 94. № 6. С. 637–649.
21. Shelepin Y.E., Danilova M.V., Harauzov A.K., Kropotov Y. D., Sevostianov A.V. Attention and preattentive vision // Abstracts of XXXIII International Congress of physiological sciences. St.Petersburg, 1997. P. 80.
22. Марченко О.П. Электрические потенциалы мозга, связанные с категоризацией названий одушевленных и неодушевленных объектов // Экспериментальная психология. 2010. Т. 3. № 1. С. 5–29.
23. Craddock M., Martinovic J., Müller M.M. Task and spatial frequency modulations of object // Processing: An EEG. 2013. V. 8. Is. 7. P. 1–12.
24. Шелепин Ю.Е., Фокин В.А., Хараузов А.К., Пронин С.В., Чихман В.Н. Локализация центра принятия решений при восприятии формы зрительных стимулов // Доклады Академии наук. 2009. Т. 429. № 6. С. 835–837.
25. Шелепин Ю.Е., Фокин В.А., Меньшикова С.В., Борачук О.В., Коскин С.А., Соколов А.В., Пронин С.В., Хараузов А.К., Васильев П.П., Вахрамеева О.А. Методы иконики и методы картирования мозга в оценке функционального состояния зрительной системы // Сенсорные системы. 2014. Т. 28. № 2. С. 63–78.
26. Kometer M., Schmidt A., Jancke L., Vollenweider F.X. Activation of serotonin 2A receptors underlies the psilocybininduced effects on oscillations, N170 visual-evoked potentials and visual hallucinations // The Journal of Neuroscience. June 19 2013. V. 33(25). P. 10544 –10551.
27. Кропотов Ю.Д., Пронина М.В., Поляков Ю.И., Пономарев В.А. Функциональные биомаркеры в диагностике психических заболеваний: когнитивные вызванные потенциалы // Физиология человека. 2013. Т. 39. № 1. С. 14–25.
28. Duncan C.C. Event-related brain potentials: a window on information processing in schizophrenia // Oxford Journals. Schizophrenia Bulletin. 1968. V. 14. № 2. P. 199–203.
29. Brouwer A.-M., Reuderink B., Vincent J., van Gerven M.A.J., van Erp J.B.F. Distinguishing between target and nontarget fixations in a visual search task using fixation-related potentials // Journal of Vision. 2013. V. 13(3). Is. 17. P. 1–10.
30. Joyce P., Schyns G., Gosselin F., Garrison W.C., Rossion B. Early selection of diagnostic facial information in the human visual cortex Carrie A. // Vision Research. 2006. V. 46. P. 800–813.
31. Tanaka K. Inferotemporal cortex and object vision // Neuroscience. I996. P. 109–139.
32. Иваницкий А.М. Мозговые механизмы оценки сигналов. М.: Медицина, 1976. 298 c.
33. Кокурина E. Наталья Бехтерева. Код жизни. М.: Бослен, 2015. 336 с.
34. Шелепин Ю.Е., Борачук О.В., Пронин С.В., Хараузов А.К., Васильев П.П., Фокин В.А. Лицо и невербальные средства коммуникации // Петербургский психологический журнал. 2014. № 9. С. 1–43. http://ojs.spbu.ru/index.php/psy/article/view/67/41