СПОСОБ КОГНИТИВНОГО ВОСПРИЯТИЯ ПЛОСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ Российский патент 2013 года по МПК G02B27/22 G06K9/60 

Изобретение относится к области когнитивной психологии, психофизиологии, оптике, физиологии, нейронауке и может быть использовано в системах контроля объектов досмотра ручной клади с применением рентгеновских установок.

Известно, что стереоскопическое зрение (или стереопсис) и бинокулярная диспарантность являются естественно-природными механизмами восприятия глубины и объема объектов окружающей среды [1]. Стереоскопическое зрение - это получение зрительной информации двумя глазами, с двух точек, расположенных на расстоянии 6-8 см друг от друга. Две точки наблюдения приводят к тому, что при попадании в поле зрения трехмерных объектов, расположенных на различных расстояниях друг от друга, на сетчаточных изображениях глаз образуются смещенные изображения (бинокулярная диспарантность). Полагают, что именно бинокулярная диспарантность сетчаточных изображений позволяет воспринимать человеку предметы объемными, однозначно располагать предметы друг относительно друга по глубине поля зрения. В том случае если на сетчаточных изображениях образуются две идентичные проекции, то ни глубины, ни объемности не должно наблюдаться. Такие варианты образуются для удаленных более чем на 200-250 м трехмерных объектов или для любых плоских изображений.

Известно, что тренировка (или тренинг) наблюдения стереоскопической глубины стереоскопических проекций развивает способность восприятия плоских изображений и таких удаленных объектов как облачный покров с эффектами глубины и объемности [2, 3]. Например, если тренировать восприятие на двух и более стереоскопических проекциях произведений живописи в условиях наложения (или фузии) (т.е. воспринимать пространственную перспективу образов, или стереоскопическую глубину), то аналогичные эффекты пространства остаются и на одной проекции [4]. Аналогичная закономерность наблюдается и при тренинге восприятия на стереоскопических проекциях изолиний высоты топографических карт [5].

Известно, что тренинг к наблюдению стереоскопической глубины на стереоскопических проекциях позволяет воспринимать 3D-растровые изображения [6] с динамически изменяющимися условиями глубины образов [7]. Более того, можно получать эффекты глубины образов больше, чем в программируемых условиях построения растровых изображений.

Известно, что для досмотра ручной клади в аэропортах используются рентгеновские установки, или интроскопы [8]. На экран монитора установки выводятся плоские проекции содержимого багажа, который непрерывно движется по транспортеру. Главная задача досмотра является выявление запрещенных к перевозке предметов. По плоской проекции изображения полученного с теневого рентгеновского снимка выявление трехмерных запрещенных предметов требует сложного процесса когнитивного распознавания. Сначала следует по плоской проекции представить наблюдаемый предмет в трехмерном виде, а далее происходит процесс его распознавания.

Задачей изобретения является повышение эффективности досмотра багажа.

Задача достигается сначала получением на экране монитора интроскопа плоских проекций объектов досмотра багажа, монтированием стереоскопических пар изображений объектов досмотра, обучением наблюдать стереоскопическую глубину на стереоскопических проекциях объектов досмотра, а затем при досмотре багажа установкой перед экраном монитора пластины с набором цилиндрических линз, получением на экране периодики с изображением объектов досмотра и относительно периодики формированием восприятия глубины и объема объектов досмотра.

На фиг.1-фиг.3 показано применение способа к одному из предметов досмотра. На фиг.1 показан реальный снимок с экрана установки. На фиг.2 показан набор стереоскопических проекций. На фиг.3 - фотография изображения объектов контроля на экране монитора компьютера, а на фиг.4 - тот же предмет, но при установке перед экраном монитора пластины с набором цилиндрических линз.

Способ работает следующим образом. Экран монитора всегда больше, чем объект досмотра (фиг.1). Поэтому можно получить проекции объектов досмотра как аналога восприятия трехмерного предмета с двух точек наблюдения. Две проекции при перемещении багажа позволяют построить стереоскопическую пару. Две проекции располагаются в горизонтальный ряд, как и показано на фиг.2. Затем следует сконцентрировать глаза перед проекциями (конвергенция), получить сначала двоение и четыре проекции, а затем добиться наложения проекции (или фузии) так, чтобы их стадо три. На средней проекции можно наблюдать стереоскопическую глубину, объем объектов контроля. Наблюдение стереоскопической глубины в условиях фузии относится к первому этапу, к обучению операторов и получения когнитивного опыта по развитию способности воспринимать плоские изображения как трехмерные объекты. Процесс обучения проводится на различных объектах досмотра. Для всех объектов досмотра проводится построение стереоскопических проекций и выведение их на экран монитора компьютера. Процесс обучения завершается, когда изображение на экране монитора компьютера объекта досмотра (фиг.3) после установки набора цилиндрических линз перед экраном монитора и получения наложения периодики на экране с изображением объектов досмотра (фиг.4) оператор начинает воспринимать как объемные предметы, располагать их по глубине ручной клади. Расположение объектов на фиг.4 по глубине становится аналогичным восприятию тех же объектов, но в условиях наблюдения стереоскопической глубины стереоскопических проекций фиг.2.

Оператор, наблюдая стереоскопическую глубину на предметах контроля багажа, получает когнитивный опыт трехмерного восприятия ранее плоских изображений. По мере тренировки на досматриваемых типах ручной клади с различной ориентацией относительно источника и приемника рентгеновского излучения когнитивный опыт обобщается и развивается способность пространственного восприятия объектов контроля. Применение наборов цилиндрических линз с установкой их перед экраном монитора и получение периодики на фоне плоского объекта контроля усиливает эффекты восприятия глубины плоского изображения. Именно периодика на экране становится той структурой, относительно которой располагаются каждый предмет объекта досмотра.

Изобретение относится к области когнитивной психологии, психофизиологии, оптике, физиологии, нейронауке и может быть использовано в системах контроля объектов досмотра ручной клади на рентгеновских установках.

Литература

1. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение: Пер. с анг. - М.: Мир, 1990. - 239 с.

2. Пат. 2264299 RU, МКП С2 В44С 5/00. Способ формирования трехмерных изображений (варианты) / В.Н.Антипов (Россия). - Опубл. 20.11.05; Бюл. № 32.

3. Антипов В.Н., Балтина Т.В., Якушев Р.С., Антипов А.В. Когнитивный контроль зрительного восприятия современного человека как объект изучения биоэкологии // Ученые записки КазГУ. Серия естест. науки. - 2008. - Т.150, кн.3. - С.145-151.

4. Пат. 2318477 RU, МКП A61F 9/00. Способ развития зрительной системы человека / В.Н.Антипов (Россия). - Опубл. 10.03.2008; Бюл. № 7.

5. Пат. 2391908 RU, МКП А61В 5/16. Способ зрительного восприятия топо- и картографических изображений / В.Н.Антипов и др. (Россия). - Опубл. 20.06.2010; Бюл.№17.

6. http://www.master-3d.com

7. Пат. №2436139 RU. Способ восприятия плоских изображений / В.Н.Антипов и др.(Россия). - Опубл. 10.12.2011; Бюл.№34

8. http://www.totalsec.ru/ioumal/print.php?number

Интроскопы Рентгенотелевизионные досмотровые установки как базовый элемент антитеррористических мероприятий.

Изобретение относится к использованию методов психологии, психофизиологии, оптике, физиологии в системах контроля объектов досмотра ручной клади с применением рентгеновских установок. Технический результат заключается в повышении точности восприятия объектов досмотра. На первом этапе обучают операторов рентгеновской установки наблюдать стереоскопическую глубину на стереоскопических проекциях содержимого багажа, а затем при досмотре багажа выводят проекцию объектов ручной клади на весь экран монитора компьютера, устанавливают перед экраном монитора пластину с набором цилиндрических линз, получают на экране периодику с изображением объектов досмотра за счет использования набора цилиндрических линз, с учетом периодики обеспечивают глубину и объем предметов багажа. 4 ил.

Способ восприятия плоских изображений, заключающийся в построении стереоскопических проекций, тренировке наблюдения стереоскопической глубины стереоскопических проекций, использовании набора цилиндрических линз, отличающийся тем, что сначала получают на экране монитора интроскопа плоские проекции объектов досмотра багажа, монтируют стереоскопические пары изображений объектов досмотра, обучают наблюдать стереоскопическую глубину на стереоскопических проекциях объектов досмотра, а затем при досмотре багажа устанавливают перед экраном монитора пластину с набором цилиндрических линз, получают на экране периодику с изображением объектов досмотра и относительно периодики формируют восприятие глубины и объема объектов досмотра.