It has long been speculated that the visual system should use a coding strategy that takes advantage of statistical redundancies in images. But how such a coding strategy should manifest in neural responses has been less clear. Low-level image structure related to the power spectrum of natural images appears to be captured by a hard-wired efficient code in the retina of the fly and precortical structures like the LGN of cats that maximizes information content through the limited capacity channel of the optic nerve. But visual images are typically filled with higher-order structure beyond that captured by the power spectrum and visual cortex is not constrained by the same capacity limits as the optic nerve. Whether and how visual cortex can flexibly code for higher order redundancies is unknown. Here we show using psychophysical techniques that the neural response in early human visual cortex may be modulated by orientation redundancies in images such that a visual feature that is contained within a predictive pattern results in slower reaction times than a feature that deviates from a pattern, suggesting lower neural responses to predictable stimuli in the visual cortex. Our results point to a neural response in early visual cortex that is sensitive to global patterns and redundancies in visual images and is in marked contrast to standard models of cortical visual processing.
Purpose: The aim of the study is to see the representation patterns of human visual cortex by perceiving some geometrical shapes. Method: 3 humans as subjects for the fMRI experiment. A classical block or box car design was used as experimental paradigm. 3 different types of fan shapes and concentric circles were presented.
최근 시각 장애인을 위한 인공망막 모델 구현에 관한 연구 중 시피질 자극기 기술은 시각 자극 전달의 중간 단계를 생략하고 직접 뇌세포를 자극하는 것이다. 본 논문에서는 망막에서 시각 피질로 시각정보를 전달할 때 발생하는 시각 피질의 특성, 즉 방향성에 대한 반응 특성을 특징 데이터로 구성하여 인식함으로써 인간 시각 정보 처리와 유사한 영상 추출 및 인식 모델을 제안한다. 제안된 방법은 영상의 특징을 추출 한 후 Delta-bar-delta 기반 오류 역전파 알고리즘을 적용하여 영상의 특징들을 인식한다. 제시된 방법의 성능을 분석하기 위하여 다양한 숫자 패턴들을 대상으로 실험한 결과, 제안된 망막 세포로부터 전달된 정보를 방향성에 대한 민감성을 고려하여 영상의 특성을 추출하여 인식하는 모델이 기존의 영상 추출 및 인식 모델보다 인식률에 있어서는 별 차이가 없지만 다양한 실험에서 확인할 수 있듯이 인간 시각과 같이 인식 성능이 민감하지 않는 것을 알 수 있었다.
Dong Gyu Na;Jae Wook Ryu;Hong Sik Byun;Dae Seob Choi;Eun Jeong Lee;Woo In Chung;Jae Min Cho;Boo Kyung Han
Korean Journal of Radiology
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제1권1호
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pp.19-24
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2000
Objective: In order to investigate the functional brain anatomy associated with verbal and visual working memory, functional magnetic resonance imaging was performed. Materials and Methods: In ten normal right handed subjects, functional MR images were obtained using a 1.5-T MR scanner and the EPI BOLD technique. An item recognition task was used for stimulation, and during the activation period of the verbal working memory task, consonant letters were used. During the activation period of the visual working memory task, symbols or diagrams were employed instead of letters. For the post-processing of images, the SPM program was used, with the threshold of significance set at p < .001. We assessed activated brain areas during the two stimulation tasks and compared the activated regions between the two tasks. Results: The prefrontal cortex and secondary visual cortex were activated bilaterally by both verbal and visual working memory tasks, and the patterns of activated signals were similar in both tasks. The superior parietal cortex was also activated by both tasks, with lateralization to the left in the verbal task, and bilaterally without lateralization in the visual task. The inferior frontal cortex, inferior parietal cortex and temporal gyrus were activated exclusively by the verbal working memory task, predominantly in the left hemisphere. Conclusion: The prefrontal cortex is activated by two stimulation tasks, and this is related to the function of the central executive. The language areas activated by the verbal working memory task may be a function of the phonological loop. Bilateral prefrontal and superior parietal cortices activated by the visual working memory task may be related to the visual maintenance of objects, representing visual working memory.
대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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pp.128-132
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2004
In this paper, we propose a new image quality assessment scheme considering the human visual perception characteristics. A subjective quality assessment is obtained by the response of the receptive field in the primary visual cortex and a human's eye can't focus on all of the visual range in a moment. Take advantage of two facts above, we apply Gabor wavelet transform, which is well fit the receptive field in the cortex, to divided constant sized subblocks. Then a local distortion of the subblocks and a global distortion for the entire image are calculated in order. The proposed method has been evaluated using video test sequences provided by the Video Quality Experts Group (VQEG). The experimental results show that good correlation with human perception is obtained using the proposed metric, which is what we called GPSNR.
인간의 시각정보처리는 망막에서 입력된 영상을 시각피질에 전달될 때 많은 특성을 가지고 있다. 그 중에서 확대성질과 방향성에 대한 민감도를 분석하여 영상인식에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 확대성질은 중심와의 영역이 시각피질에서 확대영역으로 할당되는 사실을 확대배율이라고 부른다. 방향수직반응의 가중치와 수평 및 대각선반응의 가중치를 여러 가지로 변동하여 영상의 인식률을 비교함으로써 수직반응 정도에 매우 민감함을 보이며 차후 인간시각모델 구성에 적용하고자 한다.
인간의 시각 피질을 구성하고 있는 시각 뉴런은 모든 시각적 자극에 반응하는 것이 아니라 특정한 조건을 갖춘 시각적 자극에 반응한다는 것이 생리학적 실험을 통하여 밝혀졌다. 본 연구에서는 이와 같은 생리학적 실험을 해석하기 위하여 랜덤한 이득을 갖는 선형 필터를 포함하는 뉴런의 발화 특성을 시뮬레이션하고 설명할 수 있는 모델을 제안하였고 또한 제안한 모델의 선형 필터의 출력이 전체 자극 데이터의 부공간을 형성하고 있음을 실험을 통하여 증명하였다. 구현된 모델의 타당성을 검증하기 위하여 서로 다른 4개의 시각적 자극 데이터들로부터 임의로 추출한 2개의 화소에 대한 값의 분포를 관찰하였다. 전체 자극 데이터와 스파이크 발화 자극 데이터의 분포로부터 중심 좌표 값 즉, 가장 많은 값이 분포하는 좌표 값을 추출하여 두 분포 사이의 차이를 확인할 수 있었고 구현된 모델이 전형적인 LNP 모델과 동일하게 전체 자극 데이터가 전체 집합일 경우 스파이크를 발생시키는 자극 데이터가 전체 자극 데이터의 부공간 임을 실험을 통하여 증명하였다. 본 연구는 시각적 자극에 대한 스파이크의 발생기전과 관련된 기초 연구로 활용할 수 있다.
인간의 시각정보처리는 망막에서 입력된 영상을 시각피질에 전달될 때 많은 특성을 가지고 있다. 그중에서 방향성에 대한 민감한 반응을 분석하여 영상인식에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 수직반응의 가중치와 수평 및 대각선반응의 가중치를 여러 가지로 변동하여 영상의 인식률을 비교함으로써 수직반응 정도에 매우 민감함을 보이며 차후 인간시각모델 구성에 적용하고자 한다.
연구배경 및 목적 : 시각 인지 과정은 영장류 실험을 통하여 다소 정보를 얻을 수 있었으나 인간에서는 아직 완전하게 이해되지 않고 있다. 이 연구의 목적은 뇌자극과 시가유발전위 검사를 토대로 인간의 시각피질의 기능적 분화와 시간 순으로 활성화되는 양상을 보고자 한 것이다. 연구방법 : 간질 수술을 위하여 후두엽과 인접 부위에 광범위하게 피질하전극을 넣은 22명의 환자를 대상으로 전기적 뇌자극과 시각유발전위 검사를 시행하였다. 뇌자극시 나타나는 반응은 형태, 색, 및 움직임의 세 가지로 크게 나누고 형태는 다시 단순, 중간 및 복잡한 형태로 세분하였다. 시각유발전위는 P1 혹은 IV파의 latency를 측정하였다. 결과 : 단순 혹은 중간 형태는 흔히 occipital pole과 striate cortex에서 발생하였다. 색반응은 후두엽의 기저부 즉, fusiform, lingual, inferior occipital gyri를 자극할 때 관찰되었다. 움직임 반응은 내측기저부 및 외측의 측후두엽 혹은 측두정후두부의 경계부에서 주로 나타났다. 결론 : 이러한 결과는 인간의 시각피질이 시각의 여러 가지 구성성분 즉, 형태, 색, 및 움직임에 대해서 각각 별도로 분화되어 있다는 것을 보여준다. 도한 시각자극이 전해지면 striate cortex와 occipital pole이 가장 먼저 활성화되고 이어서 내측 및 외측 후두엽 부위가 활성화된다는 것을 알 수 있다. 이러한 사실을 종합하여 보면 인간의 시각피질은 시각의 여러 구성성분별로 별도로 발달된 해부학적 경로를 통하여 각각의 기능에 대하여 특수하게 분화된 뇌세포에서 시각정보를 각각 분석하되 일정한 시간순서에 의한다는 것을 시사하는 것이다.
본 논문에서는 인간의 시각 인지 특성을 고려한 새로운 객관적 화질평가 방법을 제안하였다. 인간에 의한 화질 평가는 최종적으로 시각 피질내에 있는 세포의 수용계 반응으로부터 얻어진다는 점과 인간의 시각은 한번에 영상 전체의 왜곡에 대한 반응을 일으킬 수 없음을 고려하여 입력 영상을 부 블록으로 분할하고, 시각 피질 내의 수용계와 가장 잘 부합되는 Gabor 함수를 이용하여 필터 뱅크를 구성하여 부 블록에서 지역적 왜곡 정도를 측정하고, 이를 이용하여 전역적 왜곡 정도가 계산 되어 진다. 제안된 방법은 VQEG에서 제공하는 화질 평가용 영상을 이용하여 평가 되었으며, 주관적 화질 평가와 높은 상관관계를 갖는 객관적 화질 평가 모델임을 실험 결과에서 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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