Локальная адаптация

[boji]

Добрый вечер!
Пытаюсь найти детальную информацию об этом виде адаптации, однако до сих пор все попытки не увенчались должным успехом.
Попадаются статьи которые вскользь упоминают о ней, однако это не достаточно..
Может ктонибудь знает какиенибудь фундаментальные источники из которых можно получить более детальную иформацию об этом?

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Локальная адаптация

Может ктонибудь знает какиенибудь фундаментальные источники из которых можно получить более детальную иформацию об этом?

Вопросы локальной адаптации нельзя рассматривать в отрыве от самого феномена адаптации -- механизмы те же. БОльшая часть совеременных знаний (в обобщенной форме) по этому вопросу здесь: http://forum.rudtp.ru/showthread.php?p=251858#post251858

 

[boji]

Ответ: Локальная адаптация

Спасибо, Алексей!
Да эта книга у меня есть, и я читал уже главы посвященные вопросу адаптации.
Но этот феномен рассматривается в экстремальных значениях, т.е очень светло>очень темно или наоборот. Время за которое происходит адаптация определяется в минутах, и вот тут то и не понимание возникает: а каким же образом мы тогда моментально оцениваем соотношения тонов сцены?
Т.е когда пишут в других источниках что восприятие сцены с большим динамическим диапозоном достигается за счет серии адаптаций и последующего сумирования информации в единое целое, а так как мы этого даже заметить не успеваем нашим сознанием, то получается что этот процес достаточно быстр и пологике веще должен измерятся миллисекундами, что совершенно идет в разрез с общей теорией адаптации по тому же Фершильду.

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Локальная адаптация

Т.е когда пишут в других источниках что восприятие сцены с большим динамическим диапозоном достигается за счет серии адаптаций и последующего сумирования информации в единое целое, а так как мы этого даже заметить не успеваем нашим сознанием, то получается что этот процес достаточно быстр и пологике веще должен измерятся миллисекундами, что совершенно идет в разрез с общей теорией адаптации по тому же Фершильду.

Здесь есть ряд хитростей: длительным является процесс полной адаптации. Когда Фершильд описывает процесс полной темновой адаптации, в частности, он берет маргинальные позиции, как Вы верно заметили. При восприятии сцены адаптация находится в некоем срединном положении -- поэтому проходить весь путь не нужно (что сокарщает время). Но и не это главное: главное то, что нам для понимания содержимого сцены не нужна полная локальная адаптация -- достаточно лишь частичной, начальной, чтобы когнитивный компонент доделал свое дело.
Однако ежели Вас более интересуют прикладные аспекты имитации эффектов локальной адаптации, то рекомендую продолжить дискуссию здесь: http://forum.rudtp.ru/showthread.php?t=23862&page=1&pp=20
В контексте этого разговора взгляд на сцены "с большим динамическим диапазоном" несколько меняется (к разговору "подключается" Хант, на которого, как Вы помните, Фершильд активно ссылается).

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Локальная адаптация

О фундаментальных источниках. Да, конечно они есть.
Например:
http://www.sinauer.com/detail.php?id=8532
http://www.amazon.com/Vision-Science-Phenomenology-Stephen-Palmer/dp/0262161834
Ванделла готов дать на перескан, если Вы в Питере.

 

[boji]

Ответ: Локальная адаптация

Алексей, очень рад что вы отвечаете на мои вопросы!
Я чисто случайно попал на ваш форум, ну этому уже несказанно рад, потому как в голове накопилось куча вопросов, а вот обсудить на достойном уровне к сожелению было не с кем..
Еще раз Спасибо!

 

[boji]

Ответ: Локальная адаптация

Ванделла готов дать на перескан, если Вы в Питере.

Нет к сожелению я из Донецка((
Попытаюсь найти их через p2p, хотя удивлен но по теме цвета тяжело что то откопать..

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Локальная адаптация

хотя удивлен но по теме цвета тяжело что то откопать..

Не то слово. Причем из того, что есть -- столько откровенного бреда, что новичку легко запутаться. Будьте предельно осторожны в выборе.

 

[JAW]

Ответ: Локальная адаптация

Насколько я понимаю, зрение адаптируется на восприятие сцены практически мгновенно. Это функция психологии, а не зрения.
Мы не понимаем, как работает наш мозг досих пор. Это вопрос физиологии и психологии, а не оптики.

P.S. Моя жена когда-то заканчивала универ по специальности Физиология высшей нервной деятельности, пытался ее допрашивать про визуальное восприятие... Ничего умного не сказала.

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Локальная адаптация

Это функция психологии, а не зрения.

Ментальный блок -- это компонент зрительной системы. Говоря "зрение", мы автоматически подразумеваем всю систему в целом: глаз как оптический элемент + сетчатка как сенсор + мозг как анализатор.

P.S. Моя жена когда-то заканчивала универ по специальности Физиология высшей нервной деятельности, пытался ее допрашивать про визуальное восприятие... Ничего умного не сказала

Все правильно -- она и не могла ничего сказать, потому что в нашей стране, к сожалению, знания в сфере зрительного восприятия находятся в зачаточном состоянии. Можно считать, что этих знаний почти нет. Именно поэтому на повестке дня стоит перевод книги Ванделла "Основы зрения" и, буду жив, Пальмера "Наука о зрении". Однако, к сожалению, пока плотно и муторно сижу с Хантом ("Цветовосприозведение") и закончу не раньше чем к лету 2008 г.
Вообще farmework высшего образования в сфере imaging technology (фотография/кинематограф + телевидение + полиграфия + цифровая визуализация) вижу в трех фундаментальных работах:

1. Ванделл. "Основы зрения"
2. Хант. "Цветовоспроизведение"
3. Фершильд. "Модели цветового восприятия".

К сожалению, Ваш покорный совершил большую ошибку и пошел задом наперед. Начинать нужно было с Ванделла. Но что уж теперь...

Возвращаясь к теме: пытаюсь найти общий язык вот с этими ребятами http://forum.neuroscience.ru/ Может быть что-то получится.

 

[sabos]

Ответ: Локальная адаптация

Здесь есть ряд хитростей: длительным является процесс полной адаптации.

Уточню. Сперва нужно определиться с адапт. механизмом - рецепторный ли он? Если говорить не о фликкерах (5-200 Гц), а о восприятии статики - то там очень велика доля рецепторного. Рецепторный контроль усиления нужно делить как минимум на четыре механизма:
1. Нелинейный ответ колбочек (адапт. реакции мгновенные).
2. Адаптация колбочек на яркость (дольше 1 сек.).
3. Зрачковый рефлекс.
4. Палочковые механизмы.

Лишь в четвертом имеет место сильно выраженные темпоральные эффекты, там длительности адаптаций - десятки минут. Но такой механизм зрения не включается на локальных участах.

В аттаче пример компресии диапазона за счет трех первых механизмов.

 

[sabos]

Ответ: Локальная адаптация

На верхнем графике хорошо видно, что адаптация (по яркости)неполная. "50% светлоты" - не константа в колбочковом ответе. В науке о таких механизмах говорят - происходит сжатие входных сигналов. Из огромного входного диапазона энергий (на рисунке больше 4.5D - 1:30 000) перешли к небольшому рабочему диапазону колбочковых ответов 1D (1:10). Сжали в 3000 раз. Но при этом для каждой экспозиции мы можем говорить лишь о 2D входного диапазона. Кстати - это и есть ОВК. Весь диапазон энергий 4.5D мы берем серией экспозиций - этакий аналог HDR.

Но я хотел акцентировать внимание на другом. Принцип неполноты адаптации. Точнее неполноты адаптации на рецепторном уровне - это фундаментальный эволюционный закон. Аналогичная ситуация и с хроматической адаптацией - на рецепторном уровне она никогда не бывает полной. Рецепторы не имеют права полностью нормировать входные сигналы (переходить к относительным величинам) и терять информацию о их абсолютных значениях. Там лишь компрессия.

В тоже время полная адаптация бывает. На следующей стадии восприятия. Механизм интерпретации вполне может изъять необходимую ему абсолютную информацию в отдельный канал, а затем выполнить переход к относительным величинам. На примере "обесцвечивания" (или хромадаптации). Спелая малина, как и любое вещество, имеет строго определенный спектр поглощения. Но увы, отраженный от малины свет уже не определен так строго. Какой осветитель - такой и свет. "Малиновый" стимул - переменная величина. Но в самых различных условиях освещения, утром, днем, вечером мы успешно распознаем спелую малину. "Малиновый" цвет - константа. Каким образом зрительная система стабилизирует "малиновый" цвет? В два этапа:

1. На рецепторном уровне идет сжатие. Для гипотетических колбочек (инвалидов - без адаптации) "малиновый" стимул может вызывать очень разные ответы, различающиеся втрое и больше. От "пурпурного" до "оранжевого". Для здоровых колбочек благодаря фон-кризовскому сжатию ответы уже не так разняться. А после приведения сигнала к цветоразностному (оппонентная стадия) разница ответов в разных условиях освещения - лишь десятки процентов. Эту разницу называют color inconstancy.

2. Сжатый сигнал поступает на стадию интерпретации. Из сигнала выделяется информация об окружении (распознаем утро например), а затем наша разница ответов (color cast) обнуляется. "Малиновый" цвет становится константой. Эта стадия называется "когнитивное обесцвечивание".

Если перейти от этой скучной "рафинированной науки" к практике, то мы обнаружим, что когнитивное обесцвечивание возникает далеко не всегда. На дисплеях например не возникает. Даже на калиброванных. И там "малиновый" цвет вызывает трудности. В аттаче пример такой ошибки.

 

[sabos]

Ответ: Локальная адаптация

Мы не понимаем, как работает наш мозг до сих пор.

Не нужно драматизировать. Дорогу осилит идущий. Мы уже вполне неплохо понимаем часть функций механизма интерпретации. Такие феномены, как расплывание (spreading) и противоположная ему индукция (симультанный контраст) не только хорошо разобраны, но и успешно работают на практике. JPEG - результат этой научной работы. Эффект непрямого угла (oblique effect) учтен в современных алгоритмах растрирования. Достаточно неплохо изучены crispening и sharpening - надеюсь, скоро строгие научные данные будут воплощены в адекватных алгоритмах разных "улучшайзеров резкости".

 

[sabos]

Ответ: Локальная адаптация

>crispening и sharpening - надеюсь, скоро строгие научные данные будут воплощены в адекватных алгоритмах разных "улучшайзеров резкости".
Не могли бы Вы уточнить эту адекватность?

Отвечу в паблике. Но отвечу вбок, уж извините.

Некоторое время я с удовольствием наблюдаю очень позитивную тенденцию в развитии "улучшайзеров резкости". Все чаще появляются алгоритмы, которые взамен примитивного USM выполняют более сложное подчеркивание контура. Многим знакомо "перейти в lab, blur по a- и b-каналам, sharp (surface sharp) по светлотному". Более продвинутые знают о разной обработке светлого и темного keyline, о разрыве матрицы USM на smooth "внутри" и sharp "снаружи", о масках высоких частот (high path) и т.п. Самые продвинутые знают еще и понятие локального контраста, как инструмента резкости.

Наука разбиралась с crispening и spreading достаточно недавно, и еще далеко небезупречно описала все эти вещи. Но отрасль ждать не может - улучшайзеры появляются ежемесячно. Многие алгоритмы реализовали эту диалектику (crispening/spreading - противоположные феномены) не полностью. И страдают знакомым нам всем образом - иногда работают удачно, а иногда откровенно лажают.

Где идеальный алгоритм? В симбиозе трех феноменов - локальный контраст обеспечивает базу, crispening разгоняет контур пространственно значимых объектов, spreading давит контраст незначимых. Семь-восемь операций в шопе. Увы - пока не знаю готового улучшайзера, делающего это one click.

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Локальная адаптация

Рецепторы не имеют права полностью нормировать входные сигналы (переходить к относительным величинам) и терять информацию о их абсолютных значениях. Там лишь компрессия.

Вступлюсь за рецепторы: они ничего не нормируют и никакими величинами не оперируют, бо не являются цифровым устройством. Рецепторы либо нормально работают, выдавая частотную дельту на дельту световую, либо насыщаются (ослепление). Наши формульные и вербально-математические описания -- это лишь описания. Компрессия колбочкового отклика также не цифровая, а молекулярно-биохимическая.

 

[sabos]

Ответ: Локальная адаптация

"Нормировка", "сжатие" - это не цифровые термины, это не байты с мегабайтами. Это лишь удобные термины, описывающие механизмы обработки информации. В т.ч. визуальной.

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Локальная адаптация

Для гипотетических колбочек (инвалидов - без адаптации) "малиновый" стимул может вызывать очень разные ответы, различающиеся втрое и больше. От "пурпурного" до "оранжевого". Для здоровых колбочек благодаря фон-кризовскому сжатию ответы уже не так разняться.

Колбочки не могут адаптироваться.
Колбочка -- это довольно примитивная клетка, способная гиперполяризировать свою мембрану (за счет выкрутасов конопсина под воздействием квантов света) и все. Колбочковый слой сетчатки (как производное дермального, но не нейронного!!! ростка) отсылает сигнал на следующие слои сетчатки. Там решается вопрос, какую долю сигналов учесть, какую нет. Видимо, этим заняты преоппонентные клетки (горизонтальные).
Поскольку каждый раз проговаривать эту тонкость всем лень (да и не практично), говорят о "колбочковой адаптации", что по факту неверно, но храня верность традиции "имений в виду", подразмуевается работа описанного выше клеточного комплекса. Таким образом, фонкризовский закон не описывает работу собственно колбочек, но всего преоппонентного клеточного комплекса.

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Локальная адаптация

Принцип неполноты адаптации. Точнее неполноты адаптации на рецепторном уровне - это фундаментальный эволюционный закон.

Как жаль, что Андрей по сей день не воспринимает эту мысль... Именно отсюда приходит понимание пяти атрибутов восприятия (это к слову о непривычных нам "полноте цвета" и "субъективной яркости").

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Локальная адаптация

Вдогонку о колбочках: в нейрофизиологических кругах нонче стало модным говорить о зрительном стимуле, как о колбочковом сигнале, но не как о потоке световой энергии (а сами колбочки при этом рассматривать лишь как конвертор между неживой и живой материей). В этом есть своя сермяжная правда. Однако в контексте imaging science от этой правды только путаница, поэтому, думаю, пользоваться стОит общепринятой лексикой, но с "пониманием".

 

[sabos]

Ответ: Локальная адаптация

стало модным говорить о зрительном стимуле, как о колбочковом сигнале

Готов извиниться за это упрощение. Согласен, оно во многих случаях неприемлимо. Рецепторное сжатие сигналов происходит в первичной нейронной сети, причем в качестве механизма сжатия нельзя рассматривать тупую связь колбочка-нейрон. Сжатие идет в т.ч. и в горизонтальном слое (латеральное торможение и т.п.) - и это позволяет пояснить влияние соседей на сжатие (ту же "контуровку"). Скажу больше - наука акцентирует то, что только работой первичной нейронной сети можно пояснить многие феномены, и это не только crispening и spreading, но и Bezold-Brucke hue shift, эффект Эбнея, Helmholtz-Kohlrausch и др.