Foveated Imaging - Foveated imaging
Die Foveated Imaging ist eine digitale Bildverarbeitungstechnik , bei der die Bildauflösung oder Detailgenauigkeit je nach einem oder mehreren "Fixierungspunkten" über das Bild variiert . Ein Befestigungspunkt gibt den höchsten Auflösungsbereich des Bildes und entspricht die Mitte des Auges ist Retina , die Fovea .
Die Position eines Fixierungspunkts kann auf viele Arten angegeben werden. Wenn Sie beispielsweise ein Bild auf einem Computermonitor anzeigen , können Sie eine Fixierung mit einem Zeigegerät wie einer Computermaus festlegen . Eye-Tracker, die die Position und Bewegung des Auges genau messen, werden häufig auch zur Bestimmung von Fixierungspunkten in Wahrnehmungsexperimenten verwendet. Wenn die Anzeige mit einem Eye-Tracker manipuliert wird, spricht man von einer blickkontingenten Anzeige . Fixierungen können auch automatisch unter Verwendung von Computeralgorithmen bestimmt werden .
Einige häufige Anwendungen der foveated Imaging umfassen Bildsensorhardware und Bildkomprimierung. Beschreibungen dieser und anderer Anwendungen finden Sie in der folgenden Liste.
Foveated Bildgebung wird üblicherweise auch als Raum Variante Bildgebung oder bedingte Abbildungs blicken .
Anwendungen
Kompression
Die Kontrastempfindlichkeit nimmt dramatisch ab, wenn man sich von der Mitte der Netzhaut zur Peripherie bewegt. Bei der verlustbehafteten Bildkomprimierung kann man diese Tatsache ausnutzen, um Bilder kompakt zu codieren. Wenn man den ungefähren Blickpunkt des Betrachters kennt, kann man die Menge der im Bild enthaltenen Informationen verringern, wenn der Abstand vom Blickpunkt zunimmt. Da die Auflösung des Auges dramatisch abnimmt, kann die potenzielle Reduzierung der Anzeigeinformationen erheblich sein. Außerdem kann eine Foveationscodierung auf das Bild angewendet werden, bevor andere Arten der Bildkomprimierung angewendet werden, und kann daher zu einer multiplikativen Reduzierung führen.
Foveated Sensoren
Foveated-Sensoren sind Hardware-Geräte mit mehreren Auflösungen, mit denen Bilddaten mit höherer Auflösung erfasst werden können, die an einem Fixierungspunkt konzentriert sind. Ein Vorteil der Verwendung von foveated Sensor-Hardware besteht darin, dass die Bilderfassung und -codierung viel schneller erfolgen kann als in einem System, das ein hochauflösendes Bild in Software nachbearbeitet.
Simulation
Foveated Imaging wurde verwendet, um Gesichtsfelder mit beliebiger räumlicher Auflösung zu simulieren. Zum Beispiel kann man ein Video präsentieren, das einen unscharfen Bereich enthält, der ein Skotom darstellt . Wenn Sie einen Eyetracker verwenden und den unscharfen Bereich relativ zum Blick des Betrachters festhalten, hat der Betrachter ein visuelles Erlebnis, das dem einer Person mit einem tatsächlichen Skotom ähnelt. Die Abbildung rechts zeigt einen Rahmen aus einer Simulation eines Glaukompatienten, bei dem das Auge auf das Wort "ähnlich" fixiert ist.
Video spielen
Foveated Rendering ist eine kommende Videospieltechnik , bei der ein in ein Virtual-Reality-Headset integrierter Eye-Tracker verwendet wird , um die Rendering-Arbeitsbelastung zu verringern, indem die Bildqualität in der peripheren Sicht (außerhalb der von der Fovea betrachteten Zone ) erheblich verringert wird .
Auf der CES 2016 stellte SensoMotoric Instruments (SMI) ein neues 250-Hz-Eye-Tracking-System und eine funktionierende Foveated-Rendering-Lösung vor. Es entstand aus einer Partnerschaft mit dem Kamerasensorhersteller Omnivision , der die Kamerahardware für das neue System bereitstellte.
Qualitätsprüfung
Foveated Imaging kann nützlich sein, um ein subjektives Bildqualitätsmaß bereitzustellen. Herkömmliche Bildqualitätsmessungen wie das maximale Signal-Rausch-Verhältnis werden normalerweise an Bildern mit fester Auflösung durchgeführt und berücksichtigen einige Aspekte des menschlichen visuellen Systems nicht, wie z. B. die Änderung der räumlichen Auflösung über die Netzhaut. Ein foveated Qualitätsindex kann daher die vom Menschen wahrgenommene Bildqualität genauer bestimmen.
Abrufen der Bilddatenbank
In Datenbanken, die Bilder mit sehr hoher Auflösung enthalten, wie beispielsweise einer Satellitenbilddatenbank , kann es wünschenswert sein, Bilder interaktiv abzurufen, um die Abrufzeit zu verkürzen. Mit der Foveated-Bildgebung können Bilder mit niedriger Auflösung gescannt und nur Teile mit hoher Auflösung abgerufen werden, wenn sie benötigt werden. Dies wird manchmal als progressive Übertragung bezeichnet.
Beispielbilder
- Verschiedene foveated Bilder
Bild mit foveated Luminanzkanal
Foveated Bild mit Fixierung ausgewählt unter Verwendung eines Entropieminimierungsalgorithmus
- Foveated Imaging als Kompressionstechnik
18: 1 Komprimierung. Foveated Bild mit Fixierungspunkt auf Grabstein.
