Fundamentos del Procesamiento Visual: Campo Receptivo, Color y Percepción 3D

Definición y Función del Campo Receptivo Espacio-Temporal

Se denomina campo receptivo (CR) de una célula a la región de fotorreceptores conectados con dicha célula. Sin embargo, esta definición es puramente espacial.

Por tanto, la definición adecuada sería el efecto que produce sobre la respuesta de una célula centrada en (X_c, Y_c), en el instante t', un estímulo delta (en el espacio y tiempo), de longitud de onda λ, encendido en (x, y) en el instante t. Dicho esto, el CR es una medida de la sensibilidad de la célula tanto en el espacio como en el tiempo.

Células Ganglionares Parvo: Oponencia Espectral y Antagonismo Espacial

Instrucción: Dibuje el mapa de inputs de una célula ganglionar Parvo. Explique por qué estas células tienen oponencia espectral rojo-verde, pero no tienen antagonismo espacial para cambios de color.

En células tipo I, el centro y la periferia del campo receptivo están inervados por conos distintos, y además, las sinapsis con las células tienen signos contrarios. Todas las células Parvo son de tipo I y dichas células tienen oponencia tipo rojo-verde.

Sin embargo, no tienen antagonismo espacial para cambios de color. Si consideramos, por ejemplo, una célula cuyo mapa de inputs es tipo I con centro L+ y el estímulo es una variación pura del color:

• Los conos L absorberán más fotones. La señal que llegará a la sinapsis será incremental y, como la sinapsis es excitatoria, la respuesta será excitatoria.
• Los conos M de la periferia absorberán menos fotones. La señal que llegará a la sinapsis será "decremental", pero como la sinapsis es inhibitoria, la respuesta será también inhibitoria.

La conclusión es que estas células no tienen antagonismo espacial para variaciones del color porque el centro y la periferia de sus campos receptivos actúan de manera sinérgica para variaciones del color.

Principio de Univarianza y Metamerismo

Instrucción: Enuncie el principio de univarianza y, como aplicación, escriba las condiciones que se han de satisfacer para que la mezcla de 3 longitudes de onda (RGB) sea metaméricamente igual a un estímulo policromático cualquiera C.

El Principio de Univarianza

Para igualar la percepción de un estímulo dado con la del estímulo de referencia, tendrán que absorberse el mismo número de fotones del test y de la referencia.

Condiciones de Metamerismo (CIE-RGB)

Sean λ_R, λ_G, λ_B las longitudes de onda de los primarios del espacio CIE-RGB y [N_L(C), N_M(C), N_S(C)] los números de fotones que los mecanismos L, M, S absorben de C. Las condiciones son:

(Fórmula 1)

Cálculo de la Imagen Percibida I_m(x, y) mediante el Modelo de Canal Único

Instrucción: Explique cómo se calcula la imagen percibida, I_m(x, y), de un objeto cuya distribución de intensidades es Obj(x, y) haciendo uso del modelo de canal único:

1. En el dominio espacial.
2. En el dominio frecuencial.

Dominio Frecuencial

(Fórmula 2)

Donde Obj(x, y) representa la escena que estamos mirando. El proceso es el siguiente:

1. Realizar una Transformada de Fourier (TF) a Obj(x, y).
2. Multiplicar por la CSF bidimensional (Función de Sensibilidad al Contraste), que indica la matriz de pesos que debemos usar para obtener la matriz que representa finalmente la imagen. Esto actúa como un filtraje de la imagen codificada.
3. Realizar una TF inversa para obtener I_m(x, y), que representa la imagen perceptual, resultado de la actuación del sistema visual.

Dominio Espacial

En el dominio espacial, el cálculo se realiza sin Transformada de Fourier. Entonces sería:

(Fórmula 3)

La imagen que resulta de los sensores para una distribución de intensidades I(α, β), en el punto (x, y), no es más que la respuesta integradora del sensor centrado en dicho punto.

Flujo Óptico en Entornos Estacionarios

Instrucción: Considere un observador moviéndose en un entorno estacionario. Explique qué es el flujo óptico y para qué sirve.

El flujo óptico es el campo de velocidades generado en la retina por el movimiento del observador.

Utilidad: Sirve para inferir los movimientos 3D del observador y de los objetos.