TÍTULO DO TRABALHO: RESPOSTAS DE OPERADORES DE CONTRASTE BIOLOGICAMENTE INSPIRADOS A CENAS NATURAIS ESCOTÓPICAS
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REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
A diferença relativa de luminância entre regiões do espaço visual chamada contraste é, sem duvida, uma fonte de informação crucial para humanos e animais segmentarem objetos relevantes de uma cena visual (Santos, 2001; Wandell, 1995; Guim e Hodos, 2006). O estudo dos campos receptores das células ganglionares da retina mostra que essas células efetuam as primeiras operações de processamento do contraste (Baccus e Meister, 2002; Smirnakis et al., 1997). Os sinais de saída da retina são transmitidos ao córtex visual primário via núcleo geniculado lateral (NGL). A partir desses sinais, neurônios corticais vão processar outros parâmetros visuais como, por exemplo, o movimento e a forma de um objeto, ocorrendo assim, os primeiros passos de uma construção perceptual mais elaborada.
Vários trabalhos mostraram que, no córtex visual e no núcleo geniculado lateral do gato e do macaco, as respostas celulares ao contraste são tipicamente não lineares, sendo geralmente melhor descritas por funções sigmoidais (Albrecht e Hamilton, 1982; Albrecht et al., 2002; Albrecht et al., 2004; Sclar et al., 1990). Essas repostas possuem uma faixa dinâmica relativamente limitada, e saturam a baixos valores de contraste (10-30%). Mais recentemente, Duong e Freeman, 2008, demonstraram que, apesar da semelhança entre as respostas destas duas regiões, a saturação ocorre de forma menos abrupta no núcleo geniculado lateral.
O estudo destas repostas celulares foi, em grande parte, realizado através da utilização de estímulos sintéticos que simulam o contraste encontrado em ambientes fotópicos, isto é, que apresentam altos níveis de luminância. Quando comparados a cenas naturais, esses estímulos possuem padrões simples e poucos níveis de variação de luminância, que são controlados pelo experimentador. Uma questão muito discutida é até que ponto o uso destes estímulos sintéticos é suficiente para explicar como os neurônios codificam o contraste e outros atributos visuais que são encontrados em cenas naturais (Felsen e Dan, 2005; Olshausen e Field 2005)
Nesse contexto, vários grupos de pesquisa começaram a medir a distribuição do contraste em cenas naturais, através de estudos computacionais, e compará-los com a forma da curva de resposta ao contraste na retina (Ruderman, 1994; Tadmor e Tolhusrt, 2000), no núcleo geniculado lateral (Tadmor e Tolhusrt, 2000) e no córtex visual (Clatworthy et al., 2003). Tadmor e Tolhurst (2000), por exemplo, o fizeram utilizando operadores de contraste, que são modelos computacionais dos campos receptores dos neurônios visuais. Esses operadores foram implementados de forma a calcular a faixa de contraste passíveis de serem encontradas pelos neurônios em cenas naturais. A partir da resposta desses operadores, os autores puderam avaliar se a forma da curva de resposta ao contraste dos neurônios é adequada a codificar o contraste encontrado nestas cenas. Outros autores como Balboa e Grzywacz (2003), mostraram a distribuição do contraste em habitat aquáticos e terrestres. A partir desse estudo, eles demonstraram que existem diferenças de contraste nesses dois habitat e que animais aquáticos e animais terrestre apresentam circuitos retinais diferentes para compensar essa diferença de contraste.
Os estudos em cenas naturais são realizados, na sua maioria, sob condições fotópicas. Por outro lado, existe pouca pesquisa no que concerne à codificação do contraste pelo sistema visual em ambientes escotópicos, isto é, ambientes com baixos níveis de luminância (Troy e Enroth-Cuggell, 1993). Entender como espécies de animais que possuem hábitos noturnos e que estão sujeitos a níveis de luminância extremamente baixos codificam o contraste seria de grande relevância. Por exemplo, muitas espécies de corujas precisam diferenciar objetos relevantes, seja sua presa ou seu predador, em ambientes escotópicos. Por isso, estudar o contraste a que animais de hábito noturnos estão expostos, pode levar a compreensão de como esses segmentam objetos em ambientes com níveis de luminância baixos. Portanto, o presente projeto tem como objetivo, analisar a resposta dos operadores de contraste, inspirados em campos receptores de neurônios visuais do NGL, às diferenças de luminância encontradas em cenas naturais escotópicas.
METODOLOGIA
Devido à existência de fórmulas matemáticas na metodologia, ela será postada como um arquivo PDF.
:cursos:visao:2008-1:grupo05:Metodologia.pdf
PROXIMOS PASSOS: