О свойствах зрения (проблемы создания систем технического зрения)

Сопоставляются некоторые закономерности, наблюдаемые у зрительных систем людей и роботов. Естественным свойством тех и других является констанстность зрительного восприятия, т.е. способность одинаково правильным образом воспринимать окружающую среду при искажениях получаемой информации. Эти искажения могут вызываться внешними причинами, такими, как изменение освещенности наблюдаемой сцены, или изменение положения и ориентации зрительного устройства в пространстве. Например, читать книгу можно в полусумраке или на солнце. Книгу можно приблизить к глазам или удалить, развернуть на 10 - 15 градусов в ту или иную сторону, и все это не вызовет существенных затруднений в восприятии смысла текста. Искажения могут возникать и внутри зрительной системы на разных уровнях переработки и восприятия получаемой информации. У человека это может быть физическая усталость глаз или падение чувствительности сетчатки. У робота изменение параметров работы усилителей сигнала или цифровых преобразователей. У тех и других к сигналу от зрительной системы могут добавляться шумы. Словом, причин для искажения зрительной информации достаточно много и нельзя дважды посмотрев на одну и ту же сцену, получить одну и ту же информацию. Мы будем рассматривать простейший тип искажений - линейные.

Константность восприятия у людей обеспечивается врожденными свойствами и формируется в ходе развития организма на протяжении первых 10 - 12 лет. Константность восприятия у роботов является желанной целью разработчиков зрительных систем, и достигается техническими средствами или, большей частью, разработкой соответствующих программ обработки и интерпретации зрительной информации.

Оказывается, что, если разные системы обладают константностью восприятия (неважно, робот это или человек), то у них можно наблюдать одни и те же характерные свойства и закономерности. И это не зависит от того, каким образом обеспечивается константность. Мы рассмотрим несколько таких свойств. У человека они называются психофизическими свойствами зрения. Это постоянство дроби Вебера, повышение чувствительности в районе фона, законы Фехнера и Стивенса, правило отношений и т.п. Наличие таких свойств можно интерпретировать как следствие того, что зрительная система человека обладает линейной константностью восприятия. Во всяком случае, можно определенно утверждать, что системе, обладающей линейной константностью, (не важно, робот это или человек) будут присущи отмеченные явления. В обратной постановке упомянутые психофизические явления могут означать, что зрительной системе человека присуща линейная константность восприятия. Наличие аналогичных психофизических явлений при восприятии в других (не зрительных) модальностях позволяет предположить, что и в этих случаях данные явления есть следствие работы механизмов обеспечивающих константность.