Υπολογιστική Μοντελοποίηση Της Οπτικής Προσοχής

Abstract

Θέμα της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η μελέτη και μοντελοποίηση της οπτικής προσοχής. Οι μηχανισμοί προσοχής κατέχουν καίριο ρόλο στη λειτουργία και επιβίωση των ζωντανών οργανισμών, ανάμεσα σε αυτούς και του ανθρώπου, καθ' ότι σμικρύνουν δραστικά τη διάσταση της πληροφορίας που δέχεται από το περιβάλλον του, κρατώντας μόνο το σημαντικότερό της κομμάτι και επιτρέποντας την περαιτέρω της επεξεργασία. Εμπνεόμενοι από τέτοια βιολογικά πρότυπα, η δομή και οι μηχανισμοί των οποίων αποκαλύπτονται όλο και σε μεγαλύτερη λεπτομέρεια από επιστήμες όπως η νευροφυσιολογία, οι επιστήμονες - μηχανικοί των υπολογισμών και της Όρασης Υπολογιστών αναπτύσσουν διάφορα μοντέλα με σκοπό να προσεγγίσουν την αντίστοιχη βιολογική συμπεριφορά.Βασιζόμενοι πάνω σε ένα από τα πλέον επιτυχημένα υπολογιστικά μοντέλα προσέγγισης της οπτικής προσοχής, την αρχιτεκτονική των Itti, Koch και Ullman, διερευνούμε, προτείνουμε και αξιολογούμε δυνατότητες αλλαγών, προσθηκών και επεκτάσεών πάνω σε αυτήν. Ξεκινούμε αρχικά εξετάζοντας την υλοποίηση της αρχιτεκτονικής αυτής χρησιμοποιώντας μορφολογικές αντί γραμμικές πολυκλιμακωτές αναπαραστάσεις. Στη συνέχεια, κινητοποιημένοι απο ενδείξεις για τη σημασία των γωνιών και συνδέσμων ως ελκυστών της οπτικής προσοχής, προτείνουμε την προσθήκη ενός σχετικού ανιχνευτή μέσα στο μοντέλο. Σε κάθε βήμα αξιολογούμε την προσπάθεια στη βάση πραγματικών ανθρώπινων αποκρίσεων. Τέλος, επεκτείνοντας την αρχική αρχιτεκτονική των Itti et al. σε τρεις διαστάσεις, εξετάζουμε την εύρεση χωροχρονικών, αντί απλά χωρικών, σημείων και περιοχών ενδιαφέροντος, θεωρώντας το χρόνο ως την τρίτη διάσταση. Παράλληλα, προτείνουμε ένα νέο γενικό μοντέλο βασισμένο στην έκπληξη που επιφέρουν απροσδόκητες αλλαγές στον χάρτη οπτικής προσοχής που εκφράζει την σκηνή που παρατηρούμε κάθε στιγμή.Σκοπός της εργασίας είναι αφενός η συνοπτική αλλά συγκροτημένη παρουσίαση της έννοιας της οπτικής προσοχής στον αναγνώστη, αφετέρου η παρουσίαση και τεκμηρίωση, κατά το δυνατόν, ιδεών πάνω στην υπολογιστική της προσέγγιση. Ανάμεσα σε αυτές τις ιδέες υπάρχουν κάποιες οι οποίες τυγχάνουν βαθύτερης διερεύνησης, άλλες δε, επιδέχονται μελλοντικό ραφινάρισμα το οποίο δεν μπορεί να λάβει χώρα στα στενά χρονικά περιθώρια μιας διπλωματικής εργασίας ενώ, τέλος, κάποιες αναφέρονται ως, ελπίζουμε δόκιμη, τροφή για σκέψη.