توانایی مسیر پیش‌رو قشر بینایی در مقابله با تغییرات در بازشناسی اشیاء: آزمایش‌های انسانی و مدل محاسباتی سازگار با قشر بینایی

Abstract

در این مقاله بازشناسی اشیاء در انسان در مواجهه با تغییرات مختلف بصورت کمّی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. در سالیان اخیر سامانه بینایی انسان به جهت سرعت و دقت بسیار بالا در بازشناسی اشیاء به عنوان الگویی برای توسعه بسیاری از الگوریتم‌های محاسباتی در حوزه بینایی ماشین بوده است. از این رو، شناخت هرچه بهتر این سامانه و کمّی‌سازی رفتار آن در شرایط مختلف می‌تواند تا حد زیادی به مدل‌سازی بهتر آن کمک نماید. در این پژوهش، توانایی بازشناسی انسان زمانی که اشیاء دچار تغییر زاویه تابش نور، جهت‌گیری عمقی، اندازه و موقعیت می‌شوند مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور دسته‌ای از تصاویر با کنترل هر یک از تغییرات مذکور ساخته و تحت وضعیت‌های خاص به سوژه‌ها انسانی و مدل محاسباتی قشر بینایی ارائه داده می‌شود. مدل محاسباتی به منظور کمّی‌سازی تاثیر هر یک از تغییرات بر روی بازشناسی استفاده می‌شود. نتایج آزمایش‌های انسانی حاکی از پیچیدگی بالای جهت‌گیری اشیاء در بازشناسی است. مشخص می‌شود که افت کارایی انسان بدلیل عدم توانایی در کاهش درهم‌تنیدگی بازنمایی‌های اشیاء در جهت‌گیری‌های شدید است. به صورت کمّی بازنمایی‌های حاصل از تغییر زاویه تابش نور، جهت‌گیری عمقی، اندازه و موقعیت با رفتن از فضای پیکسل به قشر بینایی به ترتیب 0/57، 0/33، 0/55 و 0/73 بهبود می‌یابند.