Υπολογιστική Μοντελοποίηση Της Οπτικής Προσοχής

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία, εξετάζουμε διάφορες πτυχές της οπτικής προσοχής, με έμφαση σε αυτές που σχετίζονται άμεσα με την Όραση Υπολογιστών. Συγκεκριμένα, αρχικά παρουσιάζουμε το υπολογιστικό μοντέλο οπτικής προσοχής των Itti, Koch και Niebur. Στο μοντέλο αυτό στηριζόμαστε στη συνέχεια για να διερευνήσουμε τη δυνατότητα αξιοποίησης επιπλέον χαρακτηριστικών, εκτός των τριών του αρχικού μοντέλου, για εφαρμογές οπτικής προσοχής. Τα χαρακτηριστικά που εξετάζουμε είναι χαρακτηριστικά ακμών, αποδιαμόρφωσης εικόνας, fractal διάστασης και χαρακτηριστικά βασισμένα στη θεωρία πληροφορίας. Για καθεμία από αυτές τις κατηγορίες χαρακτηριστικών, παρουσιάζουμε το αντίστοιχο θεωρητικό υπόβαθρο καθώς και τα βιολογικά και άλλα αποτελέσματα που υποστηρίζουν τη χρήση τους.Στηριζόμενοι στις ίδιες κατηγορίες χαρακτηριστικών, εξετάζουμε διαφορετικής φύσης εφαρμογές της οπτικής προσοχής. Χρησιμοποιώντας τη fractal διάσταση, παρουσιάζουμε μία μεθοδολογία για την ανίχνευση ανθρώπινων κατασκευών εντός φυσικών σκηνών. Στηριζόμενοι στην έννοια της μπεϋζιανής έκπληξης, προτείνουμε τροποποιήσεις στον ανιχνευτή ενδιαφέροντων περιοχών των Kadir και Brady. Συνδυάζοντας χαρακτηριστικά αποδιαμόρφωσης εικόνας και την μπεϋζιανή έκπληξη, αναπτύσσουμε ένα μοντέλο προσοχής σε αντικείμενα για εικόνες με ξεκάθαρο διαχωρισμό παρασκηνίου και προσκηνίου. Διερευνούμε επιπλέον τη δυνατότητα αξιοποίησης των ιδιοτήτων της μπεϋζιανής έκπληξης σε προβλήματα κατάτμησης εικόνας. Όλες οι προτεινόμενες μέθοδοι και τροποποιήσεις αναλύονται θεωρητικά και αξιολογούνται πειραματικά.Στα πλαίσια των παραπάνω, πραγματοποιείται μία λεπτομερής και συγκριτική επισκόπηση της υπάρχουσας βιβλιογραφίας σχετικά με το θέμα της οπτικής προσοχής, τόσο από τον τομέα της Όρασης Υπολογιστών όσο και από άλλους σχετικούς τομείς.