УДК: 004.932.2

Моделирование функции контрастной чувствительности зрительной системы человека

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Беззубик В.В., Белашенков Н.Р. Моделирование функции контрастной чувствительности зрительной системы человека // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 10. С. 86–94.

Bezzubik V.V., Belashenkov N.R. Modeling the contrast-sensitivity function of the human visual system [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2015. V. 82. № 10. P. 86–94.

Ссылка на англоязычную версию:

V. V. Bezzubik and N. R. Belashenkov, "Modeling the contrast-sensitivity function of the human visual system," Journal of Optical Technology. 82(10), 711-717 (2015). https://doi.org/10.1364/JOT.82.000711

Аннотация:

На основе представления о рецептивных полях сетчатки человека разработана математическая модель, описывающая первичный этап обработки зрительной информации с учетом внутренних шумов фоторецепторов. Выдвинута гипотеза о том, что сила зрительного восприятия изображения является результатом суммирования реакций ганглиозных клеток, на рецептивные поля которых распространяется воздействие стимула. На основе предложенной модели рассчитаны функции контрастной чувствительности (ФКЧ) зрительной системы человека. Показано, что для стимулов в виде регулярных периодических решеток с чередующимися светлыми и темными полосами в области высоких пространственных частот существуют резонансные минимумы ФКЧ, спектральное положение и глубина которых зависят от соотношения между размерами центральной и периферийных зон рецептивных полей.

Ключевые слова:

модель рецептивного поля, ганглиозная клетка, пространственный шум, контраст, восприятие стимула, функция контрастной чувствительности

Благодарность:

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках договора № 02.G25.31.0092.
Авторы выражают благодарность Шелепину Ю.Е. за полезные замечания при обсуждении результатов данной работы.

Коды OCIS: 330.4060

Список источников:

1. Barten P.G.J. Contrast sensitivity of the human eye and its effects on image quality. Knegsel: HV Press, 1999. 210 p.
2. Муравьева С.В., Пронин С.В., Шелепин Ю.Е. Контрастная чувствительность зрительной системы человека // Экспериментальная психология. 2010. Т. 3. № 3. С. 5–20.
3. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение. М.: Мир, 1990. 241 c.
4. Rodiec R.W., Stone J. Reponse of cat retinal ganglion cells to moving visual patterns // J. Neurophysiol. 1965. V. 28. P. 833–849.
5. Enroth-Cugell K., Robson J.G. The contrast sensitivity of retinal ganglion cells of the cat // J. Physiol. 1966. V. 187. P. 517–552.
6. Michelson A. Studies in optics. NY: Dover Publication, 1995. 176 p.
7. Bezzubik V.V., Belashenkov N.R., Vdovin G.V. Mashine vision based on concept of contrast sensitivity of human eye // Proc. SPIE. 2014. V. 9217. P. 921726-1–921726-7.

8. Marcos S., Tornow R.P., Elsner A.E., Navarro R. Foveal cone spacing and cone photopigment density difference: Objective measuremnts in the same subjects // Vision Res. 1997. V. 37. № 4. P. 1909–1915.
9. Hammond P. Cat retinal ganglion cells: size and shape of receptive fields centers // J. Physiol. 1974. V. 242. P. 99–118.
10. Diez-Ajenjo M.A., Capilla P. Spatio-temporal contrast sensitivity in the cardibal directions of the colour space. A reveiw // J. Optometry. 2010. V. 3. P. 2–19.
11. Campbell F.W., Robson J.G. Application of Fourier analysis to the visibility of gratings // J. Physiol. 1968. V. 197. P. 551–566.
12. Kim K.J., Mantiuk R., Lee H.K. Measurements of achromatic and chromatic contrast sensitivity functions for an extended range of adaptation luminance // Proc. SPIE. 2013. V. 8651. P. 86511A-1–86511A-14.
13. Евссев Е.А., Павлов Н.Н., Шелепин Ю.Е., Глуховский В.Д. Автоматическая оценка периодичности функции контрастной чувствительности глаза // В сб. Проблемы автоматизации и моделирования психофизиологических исследований в гражданской авиации. М.: НИИГА, 1987. С. 81–90.
14. Cooper B., Sun H., Lee B.B. Psychophysical and physiological responses to gratings with luminance and chromatic components of different spatial frequencies // JOSA. A. 2012. V. 29. № 2. P. 314–323.