Монокулярное зрение - Monocular vision

Монокулярное зрение является зрение в котором оба глаза используются отдельно. Используя глаза таким образом, поле зрения увеличивается, а восприятие глубины ограничено. Глаза животного с монокулярным зрением расположены на противоположных сторонах головы животного, что дает ему возможность видеть два объекта одновременно. Слово монокуляр происходит от Греческий корень, мононуклеоз для холостяка, а латинский корень, окулус для глаз.

Связанные медицинские условия

Нарушение монокулярного зрения означает отсутствие зрения в одном глазу с адекватным зрением в другом.[1]

Монопсия - это заболевание человека, который не может воспринимать трехмерное изображение, даже если его два глаза нормальны с медицинской точки зрения, здоровы и обычно расположены друг от друга. Зрение, которое воспринимает трехмерную глубину, требует большего, чем параллакс. Кроме того, разрешение двух разрозненных изображений, хотя и очень схожих, должно быть одновременным, подсознательным и полным. (Остаточные изображения и «фантомные» изображения являются симптомами неполного визуального разрешения, хотя сами глаза демонстрируют замечательную остроту зрения.) Житель Нью-Йорка Журнал, опубликованный в начале 2006 года, был посвящен, в частности, одному человеку, который, научившись справляться со своей инвалидностью, в конце концов научился видеть трехмерную глубину своей повседневной жизни. Доступны медицинские тесты для определения моноптических состояний у людей.[2]

Монокулярные кии

Монокулярные реплики предоставляют информацию о глубине при просмотре сцены одним глазом.

  • Параллакс движения - Когда наблюдатель движется, видимое относительное движение нескольких неподвижных объектов на заднем фоне дает подсказку об их относительном расстоянии. Если информация о направлении и скорости движения известна, параллакс движения может предоставить информацию об абсолютной глубине.[3] Этот эффект хорошо виден при езде на машине, когда рядом быстро проезжают предметы, а удаленные объекты кажутся неподвижными. Некоторые животные, которым не хватает бинокулярное зрение из-за широкого расположения глаз параллакс используется более явно, чем люди, для определения глубины (например, некоторые виды птиц, которые кивают головой, чтобы достичь параллакса движения, и белки, которые движутся линиями ортогональный к интересующему объекту сделать то же самое).1
  • Глубина от движения - одна из форм глубины от движения, кинетическое восприятие глубины, определяется динамически изменяющимся размером объекта. По мере того как движущиеся объекты становятся меньше, кажется, что они удаляются вдаль; объекты в движении, которые кажутся увеличивающимися, кажутся приближающимися. Использование кинетического восприятия глубины позволяет мозгу рассчитывать время до столкновения (также известное как время до столкновения или время до контакта - TTC) с определенной скоростью. Во время вождения постоянно судят о динамически изменяющемся расстоянии (TTC) по кинетическому восприятию глубины.
  • Перспектива - Свойство параллельных линий, сходящихся на бесконечности, позволяет нам восстановить относительное расстояние различных частей сцены или элементов ландшафта.
  • Относительный размер - если известно, что два объекта имеют одинаковый размер (например, два дерева), но их абсолютный размер неизвестен, индикаторы относительного размера могут предоставить информацию об относительной глубине двух объектов. Если один создает больший угол зрения на сетчатке, чем другой, объект, который покрывает больший угол зрения, оказывается ближе.
  • Привычный размер - поскольку угол обзора объекта, проецируемого на сетчатку, уменьшается с увеличением расстояния, эту информацию можно объединить с предыдущими данными о размере объекта, чтобы определить абсолютную глубину объекта. Например, люди обычно знакомы с размером среднего автомобиля. Эти предварительные знания могут быть объединены с информацией об угле, под которым они оказываются на сетчатке, для определения абсолютной глубины автомобиля в сцене.
  • Воздушная перспектива - Из-за рассеяния света частицами в атмосфере удаленные объекты имеют меньшую яркость контраст и ниже насыщенность цвета. В компьютерная графика, это называется "дальний туман ". Передний план имеет высокую контрастность, фон - низкий контраст. Объекты, отличающиеся только своим контрастом с фоном, оказываются на разной глубине.[4] Цвета далеких объектов также смещены в сторону синего конца спектр (например, далекие горы). Некоторые художники, особенно Сезанн используйте «теплые» пигменты (красный, желтый и оранжевый), чтобы привлечь внимание зрителя, и «холодные» (синий, фиолетовый и сине-зеленый), чтобы обозначить часть формы, которая изгибается от картина самолет.
  • Проживание - Это глазодвигательный сигнал для восприятия глубины. Когда мы пытаемся сосредоточиться на удаленных объектах, ресничные мышцы расслабьте, позволяя хрусталику глаза уплощаться, делая его тоньше. В кинестетические ощущения сокращающихся и расслабляющих цилиарных мышц (внутриглазных мышц) направляется в зрительную кору, где он используется для интерпретации расстояния / глубины.
  • Окклюзия (также называемое взаиморасположением) - Окклюзия (блокирование зрения) объектов другими также является ключом к информации об относительном расстоянии. Однако эта информация позволяет наблюдателю оценить только относительное расстояние.
  • Периферийное зрение - На внешних крайностях поле зрения параллельные линии становятся изогнутыми, как на фотографии, сделанной через линза "рыбий глаз". Этот эффект, хотя обычно устраняется как в произведениях искусства, так и в фотографиях путем кадрирования или кадрирования изображения, значительно усиливает чувство позиции зрителя. в реальное трехмерное пространство. (В классической перспективе это «искажение» не используется, хотя на самом деле «искажения» строго подчиняются оптическим законам и предоставляют совершенно достоверную визуальную информацию, точно так же, как классическая перспектива поступает с той частью поля зрения, которая попадает в ее рамки.)
  • Градиент текстуры. Предположим, вы стоите на гравийной дороге. Гравий рядом с вами хорошо виден по форме, размеру и цвету. По мере того, как ваше зрение смещается в сторону более отдаленной части дороги, становится все труднее различать текстуру.

Последние достижения в области вычислительной техники машинное обучение теперь позволяют алгоритмически оценивать глубину монокуля для всей сцены на основе одного цифрового изображения, неявно используя один или несколько из этих сигналов[5].[6]

Баланс

Зрение, как известно, играет важную роль в балансе и контроле позы у людей, наряду с проприоцепцией и вестибулярной функцией. Монокулярное зрение влияет на то, как мозг воспринимает окружающую среду, уменьшая доступное поле зрения, ухудшая периферическое зрение на одной стороне тела и ухудшая восприятие глубины, все три из которых вносят основной вклад в роль зрения в балансе.[7][8] Исследования, сравнивающие монокулярное зрение и бинокулярное (два глаза) зрение у пациентов с катарактой (до и после операции),[9] пациенты с глаукомой (по сравнению с контрольной группой здорового возраста),[10] и у здоровых взрослых и детей (как в бинокулярных, так и в монокулярных условиях)[11] все они отрицательно влияют на баланс и контроль осанки, чем когда доступны оба глаза. Каждая из исследуемых популяций по-прежнему демонстрировала лучший баланс при наличии только одного глаза по сравнению с двумя закрытыми глазами.

Рекомендации

  1. ^ http://www.guidedogsqld.com.au/cgi-bin/index.cgi/monocular/mvi В архиве 8 декабря 2006 г. Wayback Machine
  2. ^ Люди с монокуляром сталкиваются с повышенными трудностями при вождении. Они особенно относятся к восприятию глубины и периферическому зрению. Кини и др.,[требуется полная цитата ] штат, «по всей стране люди с нарушением монокулярности имеют в семь раз больше несчастных случаев, чем население в целом, с которым они были по сравнению». Он рекомендует отказать водителям с монокулярными нарушениями в лицензиях класса 1 (коммерческие водительские права для перевозки людей) и предупредить их врачами о повышенном риске аварии при вождении.
  3. ^ Феррис, С. Х. (1972). Параллакс движения и абсолютное расстояние. Журнал экспериментальной психологии, 95 (2), 258-63.
  4. ^ О’Ши, Р. П., Блэкберн, С. Г., & Оно, Х. (1994). Контраст как признак глубины. Vision Research, 34, 1595–1604.
  5. ^ Годар, К., Мак Аода, О., Бростоу, Г.Дж. (2017). «Неконтролируемая монокулярная оценка глубины с последовательностью слева направо» (PDF). Proc. Компьютерное зрение и распознавание образов. 2. п. 7.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  6. ^ Atapour-Abarghouei, A., Breckon, T.P. (2018). «Оценка глубины монокуляра в реальном времени с использованием синтетических данных с адаптацией предметной области» (PDF). Proc. Компьютерное зрение и распознавание образов. IEEE. стр. 1–8. Получено 9 августа 2018.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  7. ^ Berela, J. et al. (2011) Использование монокулярных и бинокулярных визуальных сигналов для контроля осанки у детей. Журнал видения. 11 (12): 10, 1-8
  8. ^ Уэйд, М. и Джонс, Г. (1997) Роль зрения и пространственной ориентации в поддержании осанки. Физиотерапия. 77, 619-628
  9. ^ Schwartz, S. et al. (2005) Влияние хирургии катаракты на контроль осанки. Исследовательская офтальмология и визуализация. 46 (3), 920-924
  10. ^ Шабана Н. и др. (2005) Постуральная стабильность при первичной открытоугольной глаукоме. Клиническая и экспериментальная офтальмология. 33, 264-273
  11. ^ Berela, J. et al. (2011) Использование монокулярных и бинокулярных визуальных сигналов для контроля осанки у детей. Журнал видения. 11 (12): 10, 1-8

внешняя ссылка