The effect of brightness contrast on resolving the correspondence problem

상의 대응 문제 해결에 미치는 밝기 대비의 영향

  • 감기택 (연세대학교 인지과학 연구소) ;
  • 정찬섭 (연세대학교 심리학과)
  • Published : 2001.12.01

Abstract

When multiple features are presented in the image the computational models for stereopsis select the most activated matches through the excitatory and inhibitory interactions among all possible matches. Using the random-dot stereogram with two surfaces. we investigate whether human binocular mechanism selects the most activated matches. The dots consisting a surface lying in a fixation plane were selected randomly while each of the dots consisting the other surface was paired with each of the original dots in the following manner. After finding the position of each dots in the original random pattern we placed an additional dot to the left and to the right of the original position in each of the left and right image of a stereogram respectively. The luminance of additional dots was varied while that of the original random dots was fixed so that the hypothetical matches presumably could be activated differently. Across the luminance condition the depth of each surface was measured to examine whether matches to be selected were changed depending on the activation level of possible matches. When the luminance of two patterns was within 30% of one another observers perceived an opaque surface. Beyond this value two transparent surfaces were seen with the magnitude of perceived depth varying with relative luminance of two patterns. When original pattern was brighter one additional surface was perceived at the depth corresponding to the disparity of original pattern. When original dot was dimmer. however the depth of an additional surface corresponded to the disparity of newly introduced pattern. These results suggest that there are dynamic interactions within the matching process whereby highly activated matches inhibit weaker one.

입체시 계산 모형들은 국지적으로 대응 가능한 여러 대상들이 있는 경우 가설적인 부등 탐지기들간의 상호 작용을 통해 대응될 대상을 결정한다. 이 연구에서는 인간의 양안시 기제도 입체시 모형들의 가정과 유사하게 부등 탐지기들의 활성화 수준에 따라 대응될 대상을 선택하는 지를 알아보기 위해서 깊이가 다른 두 표면을 가지는 무선점 패턴을 입체 그림으로 사용하였다. 응시 표면과 같은 깊이에 놓여 있는 표면을 구성하는 점들은 무선적으로 선택되었으며(원 무선 패턴) 이 표면보다 앞에 놓여있는 표면을 구성할 점들은 원 무선 패턴의 각 점들과 다음과 같은 방식으로 짝지어졌다. 원 무선 패턴을 구성하는 점들의 위치를 발견하여 왼쪽 입체 그림에서는 무선 점들의 왼쪽 3분에 오른쪽 입체 그림에서는 무선 점들의 오른쪽 3분에 위치하도록 하여 6 분의 깊이에 해당하는 또 다른 표면을 만들었다. 원 무선점 패턴의 자기를 고정시킨 채 새로운 패턴의 밝기를 변화시키면 가설적인 탐지기들의 상대적인 활성화 수준이 서로 달라질 것을 추정할 수 있다. 상대적인 활성화 수준에 따라 대응될 대상이 변화되는 지를 알아보기 위해서 모든 점들의 위치는 고정시킨 채 두 표면을 구성하는 점들간의 상대적인 밝기를 변화시켜가면서 각 밝기 수준에서 두 표면의 깊이를 측정하였다. 쌍을 이루는 점들간의 밝기 차가 30% 이내인 조건에서는 3 분의 부등에 해당되는 하나의 표면이 지각되었지만, 두 점의 밝기가 타이가 날수록 이 표면 이외의 다른 표면과 더불어 모두 두개의 표면이 지각되었다. 특히 새로운 표면의 깊이는 무선점 패턴을 구성하는 점들과 추가된 점들의 상대적 밝기에 따라 달라겠다. 추가된 점들이 밝은 조건에서는 이 점들의 부등에 해당되는 깊이를 갖는 표면이 원 무선점 패턴이 밝은 조건에서는 무선점 패턴의 부등에 해당되는 깊이를 가진 표면이 추가적으로 지각되었다. 이러한 결과는 보다 활성화 된 탐지기들이 약한 탐지기들을 억제하여 있음을 시사한다.

Keywords

References

  1. Foundations of cyclopean perception Julesz, B.
  2. Vision Marr, D.
  3. International Journal of Man-Machine Studies v.7 Perception of depth surfaces in random-dot stereograms:A neural model Dev, P.
  4. Vision Research v.38 Cortical computation of stereo disparity Mcloughlin, N. P.;Grossberg, S.
  5. Proceedings of the Royal Society of London v.204(B) A computational theory of human stereo vision Marr, D.;Poggio, T.
  6. Perception v.14 PMF:A stereo correspondence algorithm using a disparity gradient limit Pollard, S. B.;Mayhew, J. E. W.;Friby, J. P.
  7. Vision Research v.30 On the neurophysiological organization of binocular vision Freeman, R. D.;Ohzawa, I.
  8. Vision Research v.31 Interocular correlation;luminance contrast and cyclopean processing Cormack, L. K.;Stevenson, S. B.;Schor, C. M.
  9. Perception v.17 no.4 How contrast affects stereoacuity Halpern, D. L.;Blake, R.
  10. Vision Research v.29 Stereopsis and contrast Legge, G. E.;Gu, Y.
  11. Vision Research v.36 no.1 The binocular computation of visual direction Mansfield, J. S.;Legge, G. E.
  12. Vision Research v.39 The effects of contrast on perceived depth and depth discrimination Rohaly, A. M.;Wilson, H. R.
  13. Vision Research v.34 Contrast as a depth cue O'shea R. P.;Blackburn, S. G.;Ono, H.
  14. Perception v.15 Suprahreshold stereo-depth matches as a function of contrast and spatial frequency Schor, C. M.;Howarth, P. A.
  15. Vision Research v.29 Binocular combination of contrast signals Anderson, P. A.;Movshon, J. A.
  16. Journal of Physiology v.160 Receptive fields;binocular interaction and functional architecture in the cat's visual cortex Hubel, D. H.;Wiesel, T. N.
  17. Journal of Neurophysiology v.40 Binocular interaction and depth sensitivity in striate and prestriate cortex of behaving rhesus monkey Poggio, G. F.;Fischer, B.
  18. Journal of Neuroscience v.8 Stereoscopic mechanism in monkey visual cortex;binocular correlation and disparity selectivity Poggio, G. F.;Gonzalesz, F.;Krause, F.
  19. Vision Research v.25 Responses of neurons in visual cortex (V1 and V2) of the alert macaque to dynamic randon-dot stereograms Poggio, G. F.;Mottor, B. C.;Squatrito, S.;Trotter, Y.
  20. Perception v.27 Disparity detection in anticorrelated stereograms Cumming, B. G.;Shapiro, S. E.;Parker, A. J.
  21. Nature v.389 Responses of primary visual cortical neurons to binocular disparity without the perception of depth Cumming, B. G.;Parker, A. J.