基于空间频率多通道的视觉认知现象的研究

摘要

迄今为止，有关视觉早期认知过程的理论研究主要有以下两种：“初期特征分析”理论和“初期整体知觉”理论。“初期特征分析”理论认为视觉认知过程由局部性质开始到大范围性质，而“初期整体知觉”理论认为由大范围性质到局部性质。这两种经典理论虽各有道理，却相互矛盾。然而人类只有一套视觉系统，理应只有一套理论模型。本文的目的就是要找到这套视觉认知理论，从新的视角重新解释上述两种理论及其相关实验现象，找到这两大理论之间的联系。
　　 本文从傅里叶光学出发，将人眼晶状体理想化为一个正透镜傅里叶分析器，从频域信息变换角度，提出视觉频率多通道理论，设计实验证实空间频率通道的存在，分析特性，并用图像的空间频率特性来重新解释拓扑知觉理论及其相关实验和空间不变性理论及其相关实验，找到现有两大矛盾的视觉认知理论间的联系，创新性地提出“初期的视觉认知过程也很可能是从物体的整体空间频率信息开始的”这一观点。
　　 文本的主要工作和创新点涉及以下几个方面：
　　 1.根据傅里叶光学、以往的视觉信息多通道理论，提出视觉空间频率多通道理论，阐述该视觉频率通道的机制特性，设计全新的心理物理学实验证视觉频率通道理论。
　　 2.用空间频率多通道理论重新分析解释拓扑知觉理论中的经典实验现象，研究各种图像经旋转、平移、缩放处理后的空间频率性质，进一步支持完善视觉频率多通道理论。
　　 3.通过上述理论及实验结论，用视觉频率多通道理论联系初期特征分析理论与初期整体知觉理论，理顺二者间的矛盾之处。阐明视觉认知过程是从客观物体的整体空间频率特性开始的这一创造性结论。
　　 总之，视觉系统的研究是个复杂的问题，本文提出视觉空间频率多通道理论符合视觉认知的相关特性，从实际情况来看能够解释目前存在的相关视觉现象，在描述早期视觉认知特性方面具有很好的效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题的背景、意义与目的

1.2相关理论的研究进展

1.3本文的主要内容和结构

第二章空间频率多通道理论

2.1视觉系统的空间频率通道

2.2实验设计

2.2.1带通滤波

2.2.2栅条认知

2.2.3纹理对比

第三章拓扑知觉现象的诠释

3.1拓扑知觉理论

3.2实验分析步骤

3.3拓扑实验分析

3.3.1拓扑结构认知实验

3.3.2几何图形似动实验

3.3.3蜜蜂拓扑追踪实验

3.3.4拓扑理论反例

第四章空间不变性理论的诠释

4.1空间不变性理论

4.2空间不变性实验分析

4.2.1几何图形

4.2.2纹理

4.2.3自然图片

第五章总结与展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢