ПЕРЕХОД К НОВОЙ ПОСТАНОВКЕ ЗАДАЧИ

Что же неверного было в идее сегментации? Наиболее очевидным изъяном, по-видимому, является то, что " объекты" и " искомые области" почти никогда не оказываются визуально простыми конструкциями и, следовательно, не могут быть выделены из первоначального эскиза или других аналогич-

ных представлений, фигурирующих на предварительном этапе обработки информации в зрительной системе, без привлечения дополнительных специальных знаний Яркостные переходы, которым следовало бы быть заметными, либо полностью исчезают с изображения, либо исчезают с него почти полностью (см., например, рис. 4.1), а в наибольшей степени на изображении обычно проявляются изменения освещенности, не имеющие никакого отношения к отношениям, характеризующим содержание сцены. Если заданы некоторое представление типа первоначального эскиза и множество допустимых процессов отыскания границ, естественно с ним связанных, ю какие именно из множества допустимых границ следует прослеживать и почему⁹ Для получения ответов на эти вопросы было необходимо точно указать, какую информацию следует пытаться выделить из изображения, после чего сформировать некоторое представление для ее воспроизведения.

Для того чтобы найти ответ на этот последний вопрос, следовало обратиться к основополагающим принципам, тек физическому содержанию ситуации. Как мы уже несколько раз отмечали, основными факторами, определяющими яркость изображения, служат 1) освещение; 2) геометрические свойства поверхности, 3) отражательная способность поверхности; 4) позиция наблюдателя На одном из этапов обработки эффекты, обусловленные каждым из этих факторов, разделяются.

Сущность подхода, таким образом, заключалась в следующем. Большая часть процессов, относящихся к предварительному этапу обработки информации в зрительной системе, выделяет информацию, касающуюся наблюдаемых поверхностей, непосредственно и независимо от того, составляют или нет они часть тела лошади, тела человека или ствола дерева. Именно эти поверхности (их форму и расположение относительно наблюдателя) и свойственные им отражательные способности необходимо перевести в явный вид на данном этапе обработки, поскольку от этих поверхностей отражаются фотоны, формируя изображение, и, следовательно, именно они и являются теми объектами, о которых несут информацию фотоны. Иначе говоря, представление видимых поверхностей должно быть получено прежде, чем будет установлено, принадлежит ли данная поверхность телу лошади, телу человека или стволу дерева Что касается определения того, какие дополнительные знания необходимо привлекать то должно быть вполне достаточно знаний общего характера, т е. тех знаний общего характера, которые учтены в процессах предварительной обработки информации в зрительной системе в качестве универсальных ограничений в сочетании с геометрическими следствиями, вытекаю-

Рис 4 1 Это изображение двух листьев интересно тем, что, несмотря на отсутствие вдоль всего яркостного перехода в пределах, обозначенных на рисунке прямоугольником, изменений яркости, достаточных для полного восстановления этого яркостного перехода на основе одних знаний яркости, мы тем не менее без всяких усилий воспринимаем листья правильно В 1аблице приведены истинные значения яркости изображения на участке, ограниченном прямоугольником Поверхность на этом участке, однако, явно разрывна Эта ситуация может частично объясняться наличием процессов обеспечения -«------      непротиворечивости, действующих в рамках 2, 5-мерного эскиза

279

щими из факта одновременного существования этих поверхностей в трехмерном пространстве.

Был ли хоть какой-либо шанс за то, чтобы эта идея оказалась работоспособна? Для того чтобы выяснить это, было необходимо рассмотреть три проблемы. Во-первых, что может значить " получить представление видимых поверхностей"? Ответ на этот вопрос требует в качестве предварительного условия проведения общей классификации представления форм объектов, чем мы займемся более тщательно в следующей главе. Во-вторых, следовало обратиться к данным психофизики, касающимся как процессов предварительной обработки информации в зрительной системе, рассмотренных в предыдущей главе, так и того, имеются ли хоть какие бы то ни было сведения, подтверждающие, что результаты действия указанных процессов объединяются прежде, чем происходит интерпретация видимых поверхностей в качестве обьектов. В-третьих, следовало обратиться к информационным аспектам задачи. В каком виде эти процессы предварительной обработки информации в зрительной системе приносят информацию о наблюдаемых поверхностях и. каким образом можно объединять всю эту информацию, поступающую из различных источников?

При постановке задачи среднего уровня зрения часть работы сводится к изучению способов представления и рассмотрения поверхностей. Мы начнем это изучение с обсуждения общих свойств представлений формы объектов. Какие разновидности таких представлений известны и каким образом можно выбирать среди них? Хотя построение вполне универсальной классификации представлений форм объектов — задача трудная, мы уже определили три основных пункта, по которым следует принимать решения при формировании некоторого представления формы объекта и которые главным образом и определяют ту информацию, воспроизведение которой в явном виде обеспечивает соответствующее представление. Во-первых, каков ran системы координат, используемый в представлении: привязывается ли представление к наблюдателю или к наблюдаемому объекту? Во-вторых, каков характер непроизводных элементов формы объекта, используемых в соответствующем представлении, т. е. элементов, местоположение которых должна задавать выбранная система координат? Являются ли эти непроизводные элементы двух- или трехмерными, каковы их размеры и сколь детально они определены? И наконец, третья характеристика отражает организацию представления, которая придается информации, включаемой в описание: представляется ли она, например, в плоскостном виде подобно матрице яркостей изображения либо имеет некоторую иерархическую структуру подобно полному первоначальному эскизу, рассматривавшемуся в гл. 2?

И первая проблема, возникающая при задании системы координат, и вторая, связанная с определением непроизводных элементов формы объектов, имеют совершенно очевидные решения. Система координат должна быть привязана к наблюдателю, а непроизводные элементы формы объекта должны быть двухмерными и должны указывать ориентацию соответствующих локальных участков поверхности. Дело в том, что вся информация, приносимая всеми рассмотренными в гл. 3 процессами предварительной обработки

280

информации в зрительной системе, зависит от различных особенностей процесса формирования изображения, например оценок глубины или ориентации поверхности относительно наблюдателя, и потому естественно укладывается в систему координат, ориентированную на наблюдателя. Кроме того, все эти процессы сообщают информацию о видимых поверхностях, причем обычно только локальную, и, таким образом, представление должна получать именно эта информация, причем обычно только локально. Имеет смысл рассмотреть эти проблемы более глубоко.

⇐ Предыдущая15161718192021222324Следующая ⇒

Поделиться: