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Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einführung: Sehen ist der aktive Aufbau einer symbolischen Beschreibung der Umwelt

Zusammenfassung
Nach Erklärungen, wie unser Sehsystem funktioniert, wird zumindest seit den Zeiten der Naturphilosophen des griechischen Altertums gesucht. Während Demokrit (470–380) annahm, daß die Seheindrücke durch kleine Körperchen in das Auge gelangen, erklärt Plato (428–348) das Sehen durch korpuskulare Sehstrahlen, die von den Augen auf die Objekte geworfen werden und nicht durch einfallendes Licht. Noch Leonardo da Vinci war, wenn auch mit Einschränkungen, ein Anhänger dieser Vorstellung /1/. Bei großzügiger Auslegung dieser Theorie lassen sich jedoch schon Hinweise auf die aktive Beteiligung unseres Sehsystems beim Erkennungsvorgang entnehmen.
Axel Korn

2. Das Bild auf der Retina des Auges

Zusammenfassung
Als Außenwelt bezeichnen wir im folgenden alle Objekte, die auf die Netzhaut abgebildet werden und dadurch für unseren Gesichtssinn wahrnehmbar sind.
Axel Korn

3. Filteroperationen der Retina

Zusammenfassung
Um ein Objekt wie beispielsweise die Ziffer 4 in Abb. 3.1 wahrnehmen zu können, müssen mindestens die folgenden Bedingungen erfüllt sein:
  • Die Dicke d und der Abstand einzelner Linienelemente wie z.B. die Höhe h müssen bestimmte Mindestwerte besitzen entsprechend dem Auflösungsvermögen des Auges.
  • Der Abstand Auge — Objekt muß so gewählt werden, daß eine Scharfeinstellung durch Akkomodation des Auges möglich ist.
  • Die Linienelemente müssen einen bestimmten Mindestkontrast K gegenüber ihrer unmittelbaren Umgebung besitzen, wobei einfachheitshalber hier und in den folgenden Abschnitten die Farbe nicht berücksichtigt wird. Der Kontrast K ist ein Maß für den Leuchtdichte-unterschied eines Objektes mit der Leuchtdichte Lo und dessen unmittelbarer Umgebung mit der Leuchtdichte Lu.
  • Mit abnehmender Beleuchtungsstärke wie z.B. beim Tag-Nachtübergang wird ein Objekt zunehmend schlechter wahrgenommen, obgleich sich der Kontrast K nicht ändert. Das bedeutet, daß zusätzlich zu einem Mindestkontrast noch Mindestleuchtdichten für das Objekt und/oder die Umgebung gefordert werden müssen.
  • Das Auge hat die Fähigkeit, sich über einen sehr großen Leuchtdichtebereich an die aktuelle Gesichtsfeldleuchtdichte anzupassen, wozu jedoch eine bestimmte Zeit erforderlich ist. Wenn diese für den Adaptationsvorgang erforderliche Zeit nicht zur Verfügung steht, kann ein Objekt unsichtbar bleiben, das bei optimaler Adaptation gut sichtbar wäre.
  • Das Auge integriert die einfallende Lichtverteilung sowohl örtlich als auch zeitlich. Neben einer ausreichenden Objektgröße ist auch eine Mindestzeit bei der Darbietung erforderlich. Bei bewegten Reizen muß die Geschwindigkeit so gewählt werden, daß das Auge mit Hilfe von Folgebewegungen das Objekt hinreichend lange fixieren kann.
Axel Korn

4. Abtastung der Umwelt durch Augen- und Kopfbewegungen

Zusammenfassung
Beim Betrachten einer Szene werden durch Augenbewegungen sukzessiv Details auf die fovea abgebildet, wobei das optische Ziel unwillkürlich gewählt, aber der dynamische Bewegungsablauf nicht willkürlich beeinflußt werden kann.
Axel Korn

5. Merkmalextraktion im visuellen Kortex

Zusammenfassung
Das menschliche Gehirn enthält etwa 100 Milliarden Neurone. Der Aufbau einer solchen fundamentalen Komponente für die Informationsverarbeitung im Gehirn geht aus Abb. 5.1 hervor.
Axel Korn

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