Percepción y Atención Apuntes

7/25/2019 Percepción y Atención Apuntes

http://slidepdf.com/reader/full/percepcion-y-atencion-apuntes 1/170

1

PERCEPCIÓN Y ATENCIÓNAndrés Catena

Tema 1: INTRODUCCIÓN

• 1. Sensación y percepción• 2. Cuestiones perceptuales• 3. Niveles de análisis perceptual• 4. Funciones visuales básicas

BIBLIOGRAFÍAGoldstein (Caps. 1, 2, 3, 4)Matlin y Foley, (Caps. 1, 3, 4)

Vergés, C. (2002). La percepción visual. Qué vemos y cómo vemos. MicrocirugíaOcular, 4. http://www.oftalmo.com/secoir/secoir2002/rev02-4/02d-02.htm

• Necesidad de usar información sobre el medio para conocerlo, comprenderlo yadaptarse mejor a él ⇒ es precisa una maquinaria que transforme energía delmedio en conocimiento.

• Sensación: experiencias básicas provocadas por estímulos aislados(dimensiones). Tienen modalidad, pero no significado (intensidad luminosa ->

brillo).• Percepción: proceso por el cual las sensaciones se integran y organizan,

produciendo el reconocimiento de objetos y escenas.

La intensidad luminosa e una traducción del estímulo. La sensación de brillo no nos permite un componente adaptativo sin más.

El proceso perceptual

Órganossensoriales

CerebroOBJETOEXTERNO

MúsculosOBJETOEXTERNO



2

Empieza siempre en un objeto externo. Sólo existe si está ese objeto, que afecta dealguna manera a los órganos sensoriales (ojos). Ese estímulo envía hacia nuestrosórganos sensoriales una determinada información. Esa energía es transducida por losórganos sensoriales. La transducción es pasar de un tipo de energía a otra. Es el primer

paso de la percepción. Los órganos sensoriales realizan algunas operaciones que son

completadas. Es el inicio de todos los procesos internos que van a dar lugar alreconocimiento del objeto. Esa serie de transformaciones culminan una orden para queel cuerpo realice una actividad para dirigirse al propio objeto. Es un proceso circularreiniciado por el objeto externo. La identificación es utilizada para programar unarespuesta adecuada al objeto.

Realismo ingenuo. La percepción se produce porque las cosas son como son: lascualidades preceptúales están ya en los objetos. Lo que nosotros hacemos es capturar loque las cosas son , nosotros funcionamos como meros detectores de las cualidades queya están presentes en los objetos.

• ¿Por qué rechazar el realismo ingenuo? – Diferencias entre el estímulo físico (distal) y el estímulo efectivo, su

representación en el órgano sensorial (proximal).• Explicar la percepción a partir del estímulo proximal (en visión,

también el patrón óptico).El estimulo proximal depende de la posición del sujeto ante el objetoque hace que la proyección cambie. Si el estímulo proximal cambiaes según la posición del sujeto. Lo que nosotros tenemos que tener encuenta es el estímulo distal.

– Razones fundamentales• Fenómenos perceptuales en visión• Filtro sensorial• Diferencias entre observadores• Diferencias intraobservador

El estímulo cercano tiene un patrón de proyección dependiente del punto de vista delobservador.

Distal-Proximal

La constancia perceptual pone en evidencia la necesidad de entender la percepción a partir del procesamiento posterior al estímulo proximal.



3

Fenómenos perceptuales:i) imágenes diferentes son interpretadas de igual forma

La maquinaria perceptual añade cosas. Desde el punto de vista perceptual la sombra y lano sombra son del mismo color. Si el sistema perceptual captara las cosas tal como sonen el globo diríamos que es rojo y negro. Imágenes diferentes pueden dar lugar almismo precepto.

ii) Imágenes idénticas pueden dar lugar a perceptos diferentes

Ilusión de la luna: Basada en la estimación de distancia que se da entre el objetoy el observador. La imagen retiniana es idéntica, siendo el estímulo distal idéntico.



4

Nosotros vemos la luna más grande cuando está en el horizonte que la que está en elzénit. La maquinaria añade a la distancia a lo que ve el ojo que está la luna.

Jarrón con caras: Unas veces apreciamos caras y otras veces el jarrón.

iii) Ilusiones perceptuales

Los vemos diferentes aunque son iguales.

iv) e incluso se perciben elementos no presentes en la escena

En las células ganglionares se han producido la creación de puntos difusos queno existen ( Retícula de Hering) .

Retícula de Hering Triángulo de Kanisza

Antropoidemarciano



5

• Somos sensibles sólo a porciones de todo el rango de estimulación física posible. Procesamos solamente una parte de la información totaldis onible.

Gato doméstico 100-32,000 HzPerro doméstico 40-46,000 HzElefante Africano 16-12,000 HzMurciélago 1000-150,000 HzRoedores 70-150,000 HzHumanos 20-20,000 Hz

- Algunas especies son capaces decapturar frecuencias de sonidoinaudibles para la especie humana.

- Algunos animales sonsensibles a la porción infrarrojadel espectro, nosotros no.

Serpientes como la víbora,la pitón o la boa constrictorson sensibles al infrarrojo

Diferencias interindividuales

• Dentro de la mismaespecie. El mundo visuales más borroso para losrecién nacidos y bebésque para los adultos.

• Deficiencias perceptualesdebidas a lesiones (p.ej.:acromatopsias, agnosias).

Visión normal: ochoDéficit en el rojo-verde: tresCeguera al color: no número

La maquinaria ha añadido algo en la propia retina, está añadiendo algo desde elinicio.

Triángulo de Kanisza: Estamos haciendo una inferencia. Esta inferencia está basada en supuestos razonables.

Filtro sensorial

El filtro sensorial es importante porque lo que percibimos es lo que somos capaces decaptar.

Cuando se produce en el envejecimiento se produce diferencias en la periferia del

sistema. El cristalino deja de poder abombarse. Hay también factores de carácter peritorio , como lesiones por golpes, hemorragias cerebrales, etc.



6

Diferencias intraobservador.

• En un mismo individuo los perceptos de un mismoobjeto pueden cambiar,aunque el objeto mismo no

cambie.

• El cambio puede dependerdel contexto del objeto, delo que se sepa sobre él eincluso del tiempo que se loesté observando.

Los bebés perciben 8 ciclos por grado de ángulo visual. A los 3 años son más elevadas,18 ciclos por grado de ángulo visual. A medida que el niño se desarrolla el mundovisual aumenta. Conforme vamos madurando va incrementando la agudeza, al principioel mundo visual es bastante borroso.

Agnosias: Lesión en el córtex circular que le produce dificultad para reconocer objetos.Si no falla en la variable táctil es agnosia. Pone de manifiesto que la visión depende demuchas circunstancias ( lesión parieto-temporooccipitales).

¿ Qué es lo que hace que el gris se vea diferente siendo igual? El contexto . Un cambioen esto puede determinar como lo percibimos.

Conclusión:

- El realismo ingenuo es rechazable:o Porque el estímulo relevante para comprender como percibimos es el proximal, no el distal.

o Porque la maquinaria perceptual no es irrelevante para comprender como percibimos.

La maquinaria capta La maquinaria añade

2. Cuestiones perceptuales- A pesar de las numerosas dificultades, lo impresionante es la veracidad general de

nuestra percepción.



7

Ejecución perceptual

• Gibson (1950), Koffka (1935). ¿Por qué las cosas parecen lo que son?

– Respuesta trivial: porque el sistema perceptual está construido como loestá.

– Respuesta constructiva: ¿Cuáles son los factores que hacen que las cosas parezcan lo que son?

• Factores internos: Arquitectura perceptual ⇒

– las primitivas perceptuales (building blocks): ¿Rasgos,

Segmentos de borde, Frecuencias Espaciales, …? – el substrato neural: Retina, Áreas visuales cerebrales

– el resultado perceptual: la experiencia subjetiva.

• Factores externos:

– Características físicas de los estímulos (color, textura, …)

– Forma de presentación.MESA MESAXXXX

No enmascarada Enmascarada

- Para explicarla es preciso contestar a dos cuestiones, una sobre ejecución perceptual y la otra sobre competencia perceptual

Competencia perceptual

• Marr (1982): ¿Qué significa ver?

– Gibson (1979). Ver es estar sintonizado a ciertas característicasinvariantes del patrón óptico. Y estar preparado para comportarse decierta forma ante la estimulación ⇒ Objetos como los triángulos de

Kanisza son irrelevantes (ecológicamente inválidos) para estudiar la percepción.Estar preparado para captar el gradiente de densidad de textura. Sólo cambiacuando el sujeto cambia el estado de la superficie que se acerca o aleja delindividuo

– Marr (1982). Ver es construir una representación del ambiente. Lastareas perceptuales (reconocer, navegar,...) se solucionan por inferencias (computación) a partir de esas representaciones.

• La percepción como un problema “inverso”: reconstruir los

objetos y eventos a partir de sus proyecciones bidimensionales.Indeterminación.



8

Es lo que hace que seamos capaces de detectar la profundidad y la distancia.

-Marr: La percepción sin inferencia es un proceso insoluble. La cantidad de datos quetenemos disponibles son la proyección retiniana, que es insuficiente para saber

reconocer objetos. Adoptar supuestos sobre los objetos posibles, restringir lasinterpretaciones posibles del mundo y determinar que es lo que hay presente.Importante: Percibir es un proceso absolutamente indeterminado.Una representación mental que nos sirve para comportarnos de manera adaptativa.Cualquier tarea perceptual requiere un paso, es un paso inferencial (requiere unrazonamiento). Esto no significa que sean conscientes.

Frecuentemente en la realidad no interpretamos un círculo como tal, sino de maneratridimensional. Para percibir es necesario inferir, y en esto el conocimiento previo esmuy importante. Se computa de forma inconsciente.

3. Niveles de análisis

¿De qué forma van a obtenerse los datos necesarios para comprender lapercepción?

– Es necesario adoptar distintos niveles de análisis. Distinguimos tres(Sekuler y Blake, 1994): psicológico, biológico y teórico.

• Psicológico: Evalúa el comportamiento ante los estímulos (TR, la precisión de la conducta, ...)

– Naturalista/fenoménico: recolección y organización deexperiencias perceptuales ante estímulos naturales. Laexpresión verbal de esas experiencias como dato.

» Síndrome de Anton (ceguera completa negada):experiencias perceptuales y conocimiento soncosas distintas (c.fr. Nisbett y Wilson, 1977)

– Experimental: Control y manipulación de los factores para provocar efectos.

Síndrome de Antón: Puede ser consecuencia de un traumatismo. La consecuencia delindividuo está también falseada. Hay una disociación entre lo que el individuo cree queve y lo que está pasando a nivel perceptual.

La experiencia perceptual. El sujeto niega que sea ciego. En un relato de este tipo puedeser un dato interesante. El procedimiento de obtención del dato no garantiza laveracidad del dato.- Controlamos los factores asociados al estímulo y a la respuesta. Son datos más fiablesque los tipos subjetivos. Es el que se usa actualmente.



9

– Biológico. Percibir es un proceso biológico: hay que conocer los circuitosanatómico-funcionales implicados en la percepción. Distintas técnicas:

• Lesión cerebral/neuropsicología. ¿qué problemas de inferencia?El efecto de una lesión tiene como consecuencia que un área que no se

activa en condiciones normales si se activa. Sólo es capaz de identificar por la luz que predomina. El sujeto normal identifica correctamente loscolores independientemente de la luz que predomina.Zeki et al (1999). PB ve dependiendo de cómo está iluminado el objeto.Puede percibir perfectamente si el iluminante es mayor en ese color quedel otro. Para ver luz roja tiene que haber más verde que azul. Lo que

predomina es la que ve.Una lesión puede afectar un proceso perceptual clarísimamente. Si hayuna lesión en una zona: hay un déficit perceptual, esa zona estáencargada de ese procesamiento. Según Zeki el V4 es la zona de

percepción del color.

• Potenciales evocados. Actividad eléctrica cerebral en respuesta a unestímulo (actividad masiva).

Si está registrando actividad de la corteza cerebral, la está registrandocon una resolución temporal enorme, y por eso estamos en condicionesóptimas para el registro por muy breve que sea.

• Técnicas de exploración (fMRI, PET, CAT). Imaginería cerebralmecánica.

Es la contraparte al EEG en cuanto a la resolución. Escaneado delcerebro en funcionamiento. Resolución espacial muy alta. Área cerebral

que está implicada en el proceso con bastante definición.• Registros unicelulares. ¿Qué sujetos experimentales?

– Teórico. La explicación completa de cualquier proceso psicológico tieneque explicitar (Marr, D. (1982). Visión) tres niveles:

• Implementación. Soporte físico (biológico)

• Algorítmico. Representación para la entrada y la salida del proceso(PSICOLÓGICO).

• Computacional: ¿Qué hace el sistema perceptivo? ¿ Porqué lo hace?Teorías de la percepción. Hay que indicar el propósito de todo

proceso ¿Para qué? El objetivo del proceso perceptual es laadaptación. Es aplicable a la percepción y a la ingeniería decomputadoras.

Nota:Loreta. Roberto Pascual Marqui. Sabemos el área cerebral el origen que es la encargadade activar: potenciales evocados.Técnicas de extrapolación: Leer en braile palabras concretas o palabras abstractas ¿ Hay

diferencias al procesar?Si tenemos 2 o 1 nivel la comprensión es parcial.



10

• Enfoque empirista. Berkeley (1709): el aprendizaje hace que las experienciassensoriales se combinen para producir la percepción. Helmholtz, Marr: la tarea

perceptual implica inferencia (inconsciente).• Enfoque de la Gestalt. Fundamentación racionalista (Descartes, Kant). Larelación entre los elementos es lo que crea una forma, una configuración que nose entiende a partir de la suma de las partes aisladas. Holismo e isomorfismo.

• Enfoque de la teoría del estímulo. ¿Es verdad que la información proporcionada por el estímulo es ambigua e insuficiente? La percepción esdirecta porque el organismo captura invariantes perceptuales (Gibson, 1979).

• Enfoque del procesamiento de la información. Es más una manera de hacerteoría que una teoría en sí. Representaciones y procesos. Se caracteriza porque

por primera vez el proceso perceptual se subvine en procesos componentes, esuna explicación analítica, descompongo el problema en partes y hago un análisis

de las partes.

Explicar la percepción es reducible a explicar los procesos internos:

1) Comprender lo que es una imagen perceptual.2) A partir de la imagen se construye el esbozo primitivo.3) Imagen tridimensional 2 ½ D.4) Representación auténticamente tridimensional.

- Enfoque computacional de Marr. Etapas del proceso: imagen, esbozo primitivo,esbozo 2-½D y Representación 3-D.

Cuando consideramos la textura de la superficie, lo que está claro es que eldibujo es más denso cuanto más se aleja de nosotros. Si captamos ladensidad de la textura captamos la distancia. El estímulo puede darinformación no ambigua y adecuada para que hagamos una percepcióncorrecta. Gibson 3er enfoque.

Las etapas de la percepción visual

• Imagen retiniana. Matriz bidimensional cuyos elementos representan nivelesde intensidad luminosa. (Matriz: Conjunto de números ordenados en filas ycolumnas).

En 1 imagen que se forma en un plano. Entendemos las imágenes comointensidades y podemos entenderla como cuantificable. La imagen es un conjunto denúmeros que representan intensidad luminosa (Matriz de números).

• Etapa basada en la imagen (Corresponde con el esbozo primario de Marr)

– Objetivos:• Identificación de límites, líneas, terminaciones y manchas.



11

Etapa basada en las superficies

• ¿Qué características de las superficies produjeron las propiedades observadasen la imagen?

– Representación en tres dimensiones de las superficies visibles.Corresponde con la 2.5D de Marr.

– Primitivas de la superficie:

• Parches 2-D localizados según pendiente de la superficie ydistancia al observador.

– Geometría tridimensional

– Marco de referencia centrado en el observador .

• Las coordenadas están referidas a la posición espacial delobservador.

• Agrupación local de elementos.• Emparejamiento de elementos entre las dos proyecciones

retinianas. – Primitivas de la imagen:

• Estructura de luminancia de la imagen.

– Geometría bidimensional.• La imagen es una matriz de dos dimensiones. – Marco de referencia retiniano.

• Las coordenadas de los elementos primitivos están centradas enla retina.

Dividir la escena en trozos(parches). Una vez dividida

voy a determinar si cada parche está más cerca o máslejos de mí en cada parche. Siyo calculo su distancia a mide cada parche tengoinformación de profundidad.Si no todos están a la mismadistancia de mi es que es unaescena 3D.



12

Etapa basada en el objeto

• Representación tridimensional de superficies visibles y ocluidas (que no podemos ver). El objetivo es determinar la curvatura y la distancia de losobjetivos. Curvatura: Seleccionamos regiones de la superficie que se llaman

parches. Es una representación subjetiva y puede ser inconveniente para el proceso.

– Perspectiva volumétrica:

• Las formas se construyen mediante la agregación de partes 3D concoordenadas centradas en el propio objeto.

– Primitivas volumétricas:

• volúmenes realmente tridimensionales, v.gr.: conos generalizados

– Geometría tridimensional.

– Marco de referencia centrado en el objeto.

+ =

Etapa basada en la identidad

• Recuperar las propiedades funcionales de los objetos.

– Pueden emanar directamente de las propiedades visibles (affordances:¿puede cogerse?).

– También pueden producirse de modo indirecto, primero se clasifica elobjeto como miembro de una clase y luego se accede a sus propiedades.

Es un círculo con un eje, lo desplazamos el círculo hacia arriba a lo largo del eje y loque obtenemos es un cono generalizado o un cilindro.

Las coordenadas son tridimensionales.Es posible determinar el eje. Podemos ver las coordenadas de cualquier objeto.



13

EL ESTIMULO- La luz es la proporción del espectro electromagnético a la cual somos sensibles:

entre 350 y 750 nm.o Somos insensibles a la inmensa mayoría del espectro. Cuando más nos

situamos cerca de los 300 nm nos acercamos al azul y a 750 nm al rojo (en medio se encuentran los demás colores).

En función de la longitud de onda de la luz percibimos diferentes colores.Para explicar la percepción del color necesitamos conocer los parámetros

para describir la luz.

ESTIMULOS ELEMENTALES

Enrejados sinusoidales. Graduación de grises en el eje horizontal. Más intensidad en laszonas claras y menos en las zonas oscuras, según el eje horizontal (Perfil deluminancia). Nos dice la intensidad del eje horizontal. Perfil de intensidad luminosa del

estímulo (función trigonométrica).

Eje horizontal: desplazamiento en el espacio.Eje vertical: Intensidad luminosa.

Perfil de luminancia: Cuando nos situamos en la parte izquierda de parche la intensidades bastante alta y a partir de hay decrece.

4. Funciones visuales básicas

• Estímulo luminoso

• Medidas

• Sistema visual

• Formación de la imagen en la retina

• Movimientos oculares



14

Enrejados Sinusoidales

Enrejados de onda cuadradaEstímulo Compuesto

Perfil deluminancia

En una función coseno, unafunción trigonométrica. Lo

podemos describir como unaonda. La distancia entre los

máximos de luz es constante, entérminos ondulatorios eso es lalongitud de onda.

2) La periodicidad de este parchees mayor. Tiene 3 ciclos. Cuandocambiamos la intensidadluminosa lo que hacemos esreducir el desplazamiento de laonda, la amplitud de onda.

2) En este varía el perfil de luminancia. Hay una diferencia obvia y la distanciaentre pico y vale es la misma en uno que en otro, pero hay una diferencia y es que elnúmero de barras es superior entre el patrón que otro. Uno se repite más a menudo queen otro, hay más diferencia.

3) Eje horizontal: Es igual al otro pero las barras negras en su máxima

ENREJADOS DE ONDA CUADRADA

No es una onda cosenoidal, sino cuadrada.Los patrones de enrejado donde la división es perfecta se pueden obtener funcionessinusoidales punto a punto. Cualquier patrón luminoso lo podemos describir utilizandofunciones sinusoidales.Si cogemos dos ondas y las uno punto a punto obtenemos un enrejado.Si medimos la intensidad luminosa a lo largo del eje horizontal la función del perfil deluminancia sería rectangular. Es un enrejado de onda cuadrada, no es describible. Sólocon una función seno, la transición en la intensidad luminosa es suave.

¿Cómo se puede construir un enrejado de onda cuadrada?

- Para conseguir el 3º enrejado lo obtengo con suma simple de intensidadesluminosas. Variando un solo de los enrejados el cambio resultante cambia.Podemos sumar patrones elementales para obtener en otro más complejo.

- Sumando un conjunto de enrejado sinusoidales infinito obtenemos un enrejadode onda cuadrada.

Un estímulo complejo se puede obtener sumando simples sinusoidales.



15

Modulación sinusoidal. Parámetros

Diferencia entre función coseno (empieza en un máximo) y la seno está desplazada a laderecha.Seno: La longitud de onda es la distancia entre picos consecutivos, se expresa ennanómetros.

Función seno: Alcanza su primer máximo después de que lo ha alcanzado la otrafunción.Función coseno:Las dos funciones son absolutamente idénticas pero solo hay una diferencia endesplazamiento lateral.Hay una distancia entre un pico y un valle de la misma onda, distancia en el eje vertical,es la amplitud total del eje ondulatorio, si la dividimos por dos estamos obteniendo ladistancia entre la línea horizontal y la zona de reposo.

Intensidad: Suele medirse en escala de Belios. Es una escala relativa ( una intensidadrespecto a otras),.

Longitud de onda: Se mide en metros. Habitualmente se expresa en nanómetros (milmilésima de metro). Es simplemente la distancia entre dos picos consecutivos de lafunción, expresad en nanómetros.

Frecuencia: Si el eje horizontal representa tiempo, entonces no hablamos de estímuloluminoso sino de sonido. La frecuencia en este caso es el número de veces que se

presenta el patrón sinusoidal por unidad de tiempo. Número de ciclos por unidad detiempo. Ciclos por segundo o hercios.



16

Supongamos:S = 2 cms y d= 6 metros

¿Qué g.a.v. subtiende el objeto?

Frecuencia Espacial:Ciclos por grado de ángulo visual o Ciclospor unidad de longitud (c/cm)

d

S tag

2)2/( =α

=>2/(2*600)=> 0.19 gav

α α

2 ciclos por seg: 2 hercios

Si en ese espacio hablamos de frecuencia espacial, que también se mide teniendo encuenta el número de ciclos de la función Nº de ciclos por unidad de longitud es

arbitraria (metros, centímetros).

Frecuencia:Si la abcisa es tiempo; se mide en hercios (Hz). Un hz es un ciclo por segundo.Si la abscisa es espacio: Frecuencia espacial. Se mide en ciclo por unidad de longitud.

Amplitud;Intensidad. Suele medirse en escala de Belios. Es una escala relativa (una intensidadrespecto de otra).

Nº de belios: log (I / I)

Distancia en ciclo de reposo y cuando la unidad alcanza el máximo.Sonido: Suele medirse en escalas los arrítmicas o decibelio.

Fase:Distancia entre el origen de la modulación sinusoidal y el primer máximo.La forma de medir el desplazamiento lateral. Cuando una diferencia a recorrido 270º ladiferencia de fase entre seno y coseno en este caso sería 90º (entre seno y cosenosimple). La fase es distancia al origen en 1º grado.

Desfase; Diferencia de fases entre dos modulaciones sinusoidales.

El seno está desplazado 90º del coseno. Eso es el desfase.Frecuencia: Nº de ciclos por segundo.(Sonido: 20 Hz: 20 ciclos por unidad de tiempo).La frecuencia en luz se va a expresar por número de ciclos por unidad de longitud.Expresar la frecuencia de ciclos por unidad de longitud sino se tiene en cuenta ladistancia que hay entre el observador y el objeto.

ANGULO VISUAL

¿Podemos medir el ángulo visual?Si conocemos el tamaño del objeto y la distancia entre el objeto y el observador.



17

Desfase de 180º ó π entre 1 y 2

1)

2)

Desfase de 90º ó π /2 entre 1 y3

3)

6 cms

¿Qué frecuencia espacial tienen? Si estuviesen situados a 4 m ¿c/gav?

1 y 2) => 2 /6 cms = 0.33 c/cm gav => 0.859 2/0.859 = 2.33 c/gav

3) => 1.75/5.25 =0.33 c/cm ¿?

Diferencias en orientación de la modulación sinusoidal

d: distancia entre el objeto y el observador.s: tamaño del objeto.

La tangente de la mitad del ángulo es el tamaño del objeto partido por el doble de la

distancia.

Si lo expresamos por ciclos por longitud tendrá diferente valor dependiendo de ladistancia.

La pila ¿Cuántos grados de ángulo visual?

Frecuencia: Expresada en ciclos/ cms y ciclos por g.a.v.

Sabiendo que el observador está situado a 4cm.

1y 2) 2/6 cms: 0.33 c/cm3) 1.75/ 5.25= 0.33 c/ cm

g.a.v: 0,859: 2/ 0.859= 2.33 c/ g.a.v



18

Los enrejados sinusoidales difieren en su intensidad como un enrejado sinusoidalcualquiera.En el segundo caso no es igual. Si en el 1º enrejado no cambia la intensidad a lo largodel eje vertical, en el 2º caso si.

Orientación: Número de grados que tenemos que rotar un enrejado para convertirlo enun enrejado vertical sinusoidal.

El ángulo que se encuentra entre el eje oblicuo de la modulación y el ejehorizontal es la orientación de la modulación sinusoidal. (Transparencias)

Las medidas de la amplitud luminosa son de dos tipos básicamente:- Radiométricas: tienen en cuenta toda la potencia emitida por la fuente

luminosa y se basan en: Flujo radiante, que se mide en watios. 1W = 25,9 lm luz de 450

nm. Intensidad radiante: W/Sr Irradiancia: W/m2. 1W/cm2 =6.83 por 106 lux/m2 Radiancia: W/ cm2/ Sr. 1W/ cm2/ Sr = 6.83 cd/m2 a 555 nm.

- Fotométricas: tienen en cuenta sólo la potencia en el espectro visible,la curva de sensibilidad espectral: Flujo luminoso: Lumen. Bombilla de 60w = 900 lm. Intensidad luminosa: candelas = Lm/ Sr. 1W/Sr = 683 cand si

555 nm. Iluminancia. Lux =lm/ m2. Luna llena 0.2 – 0.3 lux Luminancia. Candelas/ m2. Luz de 100w = 150 cd.

La cantidad de luz que llega a una superficie es la iluminancia y la cantidad deluz que es reflejada por esa superficie es la luminancia.

El flujo es la cantidad de luz emitida solamente.Lumen: Flujo total de luz emitido por una fuente luminosa.En una dirección concreta del espacio y en un lugar determinado del espacio.

Iluminacia:Es la cantidad de energía luminosa por metro cuadrado de superficie iluminancia.Cantidad de luz que llega a una superficie.La unidad es de luz: 1 lumen por m2 Luna llena: o.2 -0.3 luxLuminancia:

Es la cantidad de luz reflejada por una superficie. La unidad que se emplea es la candela por metro cuadrado.



19

Otra medida sería situar una superficie a una cierta distancia de la fuente luminosa. Sihacemos eso tendremos una medida de Irradiancia o Iluminancia: la cantidad de luz quellega a una superficie plantea situarla a cierta distancia. La unidad es el lux: lumen pormetro cuadrado.

Luminancia: La radiancia es lo mismo pero con todo el espectro.Superficie a cierta distancia: Refleja luz más o menos y por tanto esa superficie seconvierte en una fuente luminosa. Esa fuente luminosa es una superficie se llamatambién fuente de luz difusa.

Luminancia: La cantidad de luz emitida por una fuente difusa se mide en candelas pormetro cuadrado.A los psicólogos sólo nos interesan las medidas fotométricas y en concreto las dosúltimas.

Sol: 10.000.000.000. Cd/m2

Bombilla de 100w. 150 cd/ m2

Si medimos una esfera estamos midiendo el flujo.La relación entre luminosa e iluminacia nos puede describir como percibimos el brillode las cosas:



20

H. NASAL

H.TEMPORAL

H. NASAL

H.TEMPORAL

Campo visual: Región del espacio exterior al individuo que proyecta a la retina delindividuo. Es asimétrico. En la horizontal tenemos 180º y en la vertical 130º.El punto del espacio al que mira el observador es el punto de fijación. El área total queafecta a las retinas se distribuye de la siguiente manera.

Campo visual derecho: A la derecha del punto de fijación o hemicampo visual derecho.Si lo dividimos en la vertical una línea pasa por el punto de fijación de campo visual, sellama cuadrante.Cuadrante superior izquierdo. A la izquierda del punto de fijación y encima de este.

Cuando nos estamos mirando hay un punto determinado del campo visual o punto defijación. Es importante porque divide el campo visual en dos mitades: izquierdo yderecho. También lo divide en la vertical: desde el punto de fijación hacia arriba tiene elcampo visual superior y del punto de fijación hacia abajo el campo visual inferior.

En las retinas se forma el estímulo proximal que viaja hacia el cortex visual pasando por

los nervios ópticos, cruzamiento en el quiasma óptico y de hay a los tractos ópticos. Núcleos geniculados laterales y cortex visual.El campo visual proyecta en el cortex al revés en la horizontal tal y en la verticalinvertida.

Se invierte de izquierda a derecha y de arribaabajo.

Nota:

Estimulo visual--------- Retina----------Quiasma óptico-----Cuerpos geniculadoslaterales------ Corteza Estriada V1

Lo que se proyecta en el hemisferio temporal continúa su viaje en el mismo hemisferio,la nasal cruza al otro hemisferio.

Lo que está en el campovisual izquierdo acaba a laderecha y la derecha a laizquierda ¿Por que? Cada ojotiene un campo visual propio.Todo el campo visual no se

proyecta ambas retinas. Hay

parte que se proyectaexclusivamente a un ojo y

parte a otro. Hay una parteque es específica a cada ojo y

parte que se proyecta binocularmente.

TálamoColículo pulvinar



21

– Lugar donde se producela transducciónsensorial.

– Estructuralmentecompuesta de capas:fotorreceptores,horizontales, bipolares,amacrinas yganglionares

RETINA

La pupila es responsable de que la luz cambie de camino a lo largo del ojo.

Córnea: Cristalino: Humor vítreo: Retina: En ella es dónde se produce la transducción:coroides: esclerótica.

Transducción: Se transforma en energía electroquímica.

El cristalino tiene 2 caras: anterior lo que pega a la pupila y posterior pega al humorvítreo. Tiene la capacidad de cambiar su curvatura anterior.

Retina: Está en la parte posterior del ojo y realiza el primer procesamiento de estimulosensorial, transducción de luz a energía nerviosa.Podemos distinguir varias capas. La más importante es la de fotorreceptores con la capade salida de la retina. (Células ganglionares). Sus axones forman el nervio óptico.



22

Conos, bastones: La siguiente capa son las células bipolares que conectan losfotorreceptores con la capa de salida de la retina (células ganglionares) Sus axonesforman el nervio óptico.

FOTORRECEPTORES

Conos: 10 veces menos sensibles a la luz que los bastones. Pueden diferenciarse envarios subtipos.Visión fotópica, diurna.Se encuentran en la fovea preferentemente, centro óptico del ojo, y sólo hay conos en la

parte central del a fovea o foveola.- Sensibilidad a todas las longitudes de onda pero hay y conos

especializados, se activan más ante determinadas longitudes.- Conos de onda corta. 440 nm (cono del azul). Cono S. Necesita muy

poca cantidad de luz azul para activarse. Tienen un pico de actividad

en longitud de onda alrededor del azul.

- Cono de onda media.530 nm. Cono M. ( cono verde)- Cono de onda larga. 560 nm. Cono L. (Cono del rojo).- Unos 8 millones por ojo.

Son muy frecuentes en la fovea, en su centro sólo hay conos.

BASTONES

Visión nocturna y se caracteriza porque son mucho más sensibles a la luz que los conos. Necesitamos menos intensidad luminosa para activar un bastón.

Hay más bastones que conos.

- Fuera de la fovea los bastones son más que los conos. A 17º de lafovea la densidad de bastones es mayor y a partir de hay vadisminuyendo.

- Son sensibles a todas la longitudes de onda de 350 nm -750 nm, perono son sensibles por igual a todas ellas, son más sensibles a la gama

de colores entre el azul – verde.



23

- Todos tienen la misma curva de sensibilidad.- Visión escotópica/ nocturna.- Unas 10 veces más sensibles que los conos.

- Sólo hay un tipo.- Unos 120 millones/ojo.

Cualquier bastón de la retina va a responder de la misma manera cuando le cambiamosla longitud de onda. Su respuesta si depende de la longitud de onda. Son muy sensiblesa longitudes medias. Abundan por doquier en la retina excepto en la fovea. Vasdescendiendo la cantidad conforme nos acercamos a la periferia.EL 15º respecto a la fovea no hay fotorreceptores (punto ciego) o disco óptico.

- Una 10 veces más sensibles.

Los conos estarán encargados de la visión durante el día. (Fotópicas) mientras que los bastones están en condiciones escotópicas. En la foveola la densidad de bastones escero. Conforme nos alejamos a ambos lados la densidad aumenta.

Curvas de sensibilidad espectral: En el ejehorizontal tenemos longitudes de onda. Lalongitud de onda es psicológicamente el color. Lacurva sirve para todos los bastones de la retina, eindica que son muy sensibles a longitudes deonda situadas a los 500 nm. Hay un solo tipo de

bastón y cuando lo alejamos de hay lasensibilidad decrece, lo que significa es quetenemos que percibir una intensidad muy alta

para que se pueda ver.

Hay tres tipos de conos. Azules, verdes y rojos. Conforme nos alejamos la sensibilidades cada vez menor.3º Esta región del amarillo (cono rojo). La sensibilidad mayor no es del rojo, sino del

verde- amarillo.La distancia entre picos de cono verde-rojo es muy pequeña, mientras que el azul ladistancia es muy grande.Los conos azules no están presentes en la fovea, el resto si.

CONVERGENCIAEn promedio hay una ganglionar por cada 130 fotorreceptores, esto es convergencia.Se traduce necesariamente en pérdida de información, lo que se pierde es resoluciónespacial, o lo mismo, agudeza visual.Lleva a la pérdida de información.¿Cómo se produce sin que pierda información sustantiva?

¿Cómo se consigue mantener una sensibilidad y una resolución adecuadas? Teoría de laduplicidad ( 0.03 cd/m2).



24

-Sensibilidad: Detección de cantidades mínimas de luz.Se maximiza por que la retina la integra espacio-temporalmente. Cuanta menos cantidadde luz necesite el sistema es más sensible. Es necesario que el sistema tenga resolución,si presento dos luces el sistema debe ser capaz de determinar que hay dos luces.

¿Cómo se puede conseguir un equilibrio entre sensibilidad y resolución=El sistema de alta resolución sería poco sensible, lo que reaccionará en situaciones dealta sensibilidad luminosa. Un sistema funciona asi, y otro sistema que va a funcionarcomo intensidad luminosa baja: El límite entre un sistema y otro está situado 0.03cd/m2 por encima actuaría el de alta sensibilidad y por debajo en baja.

¿Cómo se consigue un sistema que tenga alta sensibilidad y otro que tenga altaresolución? El sistema de alta resolución será poco más sensible.Es un sistema doble, que trabaja con alta resolución y con alta sensibilidad. Teoría de laduplicidad.La consigue porque es capaz de integrar la información a lo largo del tiempo y del

espacio.

SUMACIÓN ESPACIAL Y TEMPORAL

- Espacial: Ley de Ricco. Dentro de cierto rango de tamaño. (diámetroscríticos de 0.06º, fotópica, y 0.5 º escotópica).

I x A= constante

I: intensidad del umbralA: área del estímulo

Un sistema altamente convergente la integra de modo natural, si es de baja convergenciasolamente en áreas reducidas.Se transmite a una ganglionar a través de áreas extensas de la retina.Si medimos la I. luminosa mínima necesaria para que el sujeto detecte que la luz eseumbral adquiere un valor.

La relación entre Intensidad y área es multiplicativa. Esta ley sólo se mantiene en ciertascondiciones.Dentro de cierto rango de tamaño (decímetros críticos de 0.06º fotópica y 0.5 ºescotópica).La ganglionar produce una tasa de respuesta, independientemente de los fotorreceptoresestimulados.Toda información que cae en los fotorreceptores se diluye en la ganglionar y sólo quedasi ha habido o no estimulación. Si incrementamos el área tenemos que incrementar eltamaño del objeto.



25

- Temporal: Ley de Bloch. Dentro de cierto rango de duraciones(críticas de 20 mseg, fotópica, 150 seg. Escotópica).

I x D: constante

I es la intensidad del umbral, D es la duración del estímulo.

La retina suma a través del tiempo la información que se le está proyectando. Si estamosen visión fotópica la duración máxima es de 20mgs: visión fotópica, el rango de tiempoes bastante mayor en escotópica, 150 seg.

Esta sumación temporal, si nos salimos del rango crítico no produce integración.Si incrementamos la intensidad tenemos que disminuir la duración.Si queremos mantenernos en el umbral, y viceversa.Si no integramos información a través del tiempo no podríamos ver.

El sistema es capaz de esperar a activarse un cierto tiempo. La cantidad de tiempodepende si es de día o es de noche. Dentro de cierto rango de duraciones (críticas de 20ms, fotópica 150 ms, escotópica).En el umbral el sujeto percibe la mitad de las veces. Si en el umbral disminuimos laduración el sujeto deja de percibir.

TEORÍA DUAL: EQUILIBRIO SENSIBILIDAD-RESOLUCIÓN.

- La convergencia mejora la sensibilidad (por la sumación), peroreduce la resolución: la extensión en el tiempo o en el espaciodeteriora la determinación del momento y el lugar en que laestimulación ocurre.

- Una resolución a este problema: usar dos sistemas fotorreceptores:uno sensible (que integra espacio-temporalmente) y el otro con altogrado de resolución espacial y temporal (que necesita mucha energía

para funcionar, pero es fino).- Evidencia acerca de los dos sistemas: adaptación a la oscuridad y

efecto Purkinge.

ADAPTACIÓN A LA OSCURIDAD

- Incremento en la sensibilidad visual que se produce como consecuencia de la permanencia en oscuridad, tras una exposición a la luz:

Procedimiento:

- Exposición a la luz intensa durante un tiempo corto.- Exposición a ambiente oscuro donde se presentarán los estímulos

para la medición del umbral. Método de límites.Sólo series ascendentes.



26

- Obtención de una curva que pone en relación la mínima energíadetectable con el tiempo en la oscuridad.

La curva de adaptación a la oscuridad:

- Temporal: Bajo: conos- Tiempo de permanencia mayor de 10 min. Bastones.

La exposición a luz solar ( ej: playa) hace más lenta laadaptación e incrementa el umbral.

Por más que permanezca en la oscuridad del sujeto la adaptación a la luz es la misma. Si proyectamos a 15 grados de la fovea, la curva sería 1. Primero se adaptan los conos ydespués los bastones.Cuando cambiamos de luz a la oscuridad siguen funcionando los conos y a partir deunos segundos pasan al funcionar los bastones (7-10 min) cuando disminuye laintensidad luminosa en el atardecer ocurre lo mismo. Cuando empieza a funcionar los

bastones vemos bastante mal.La exposición a la luz solar durante más tiempo lo hace más lenta, tardamos más enllegar a la máxima adaptación y nos hace menos sensibles de forma permanente.

A los pilotos de avión se le recomienda que durante el día lleven gafas de sol.

EFECTO PURKINJE: Sensibilidad diferencial de conos y bastones.- Conos y bastones son sensibles a casi todas las longitudes de la luz. Sin embargo, encada caso no es la misma para cada una de ellas. (Por ejemplo son más brillantesdurante la noche o durante el día).Cuando la iluminación ambiental decrece hay colores que dejan de identificarse antesque otros, el primero es el rojo, que tiende a desaparecer. Sin embargo el verde y el azulsiguen viéndose durante más tiempo.

Cambio aparente de los colores cuando cambia la luz.

Onda larga: rojos, más brillantes cuando aumenta la luz drásticamente.Onda media-corta: Más brillantes cuando disminuye la luz drásticamente ( ej . verde).



27

Conos y bastones son sensibles

a casi todas las λ de la luz. Sinembargo, en cada caso no es lamisma para cada una de ellas.

Día

Noche

¿Qué recomendaría a un piloto de avión para que se adaptase a la luz durante la tarde?

Ceguera nocturna: Deficiencia de Vitamina A, alcoholismo, glaucoma, drogas, desórdenes

hereditarios. Miopía. Edad

E. Purkinge: Cambio en la detección de colores cuando la situación ambiental cambia, perdida en la detección de colores.

Cuando llega la noche pasamos de visión fotópica a escotópica (nocturna). No haysuficiente luz para que se activen los conos, que son los que procesan el color rojo (onda larga) , así los procesarán los bastones pero se verá con más o menos brillo. Y laslongitudes medias bajas se verán más brillantes con menos luz porque los procesan los

bastones.

Los conos están ligados a la visión del color.

En general los conos son más sensibles, pero hay casos en las que no. El pico demáxima sensibilidad de los conos esta en 500 y los bastones en 530 (región del verde).Respecto de los conos que son los encargados en la visión del color son más sensibles alverde, por lo que necesitan más intensidad luminosa para percibirse.Los bastones son literalmente insensibles en la región del rojo (onda larga).

¿Qué recomendaría a un piloto de avión para que se adapte a la luz durante la tarde?Caer en la cuenta de que la alta sensibilidad pertenece a los bastones, si nosotrosfiltramos una luz diurna con unas gafas adecuadas vamos a poder seguir viendo duranteel día para que los conos se adapten (gafas rojas).



28

DE LA RETINA A LOS NGL

Las células ganglionares M (magno, grandes) se ubican fundamentalmente en la periferia de la retina, codifica “donde” están los objetos y proyectan en su mayoría alnúcleo geniculado lateral (NGL) aunque también a otras estructuras, como los colículos

superiores. Los colículos están encargados del control de la dirección de la mirada.Las células ganglionares P (parvo, pequeñas) se ubican especialmente en la fóvea y proyectan al núcleo geniculado lateral.

Los núcleos geniculados laterales envían al córtex visualinformación sobre donde están los objetos (células M) yque son células P, parvo y que color tienen.

Las células magno envían información sobre

localización de los objetos – parvo capas 3-4-5-6 de losnúcleos geniculados ligadas a la forma – color delobjeto.

En los núcleos geniculados laterales entre las células parvo están las células K envían información del procesamiento del color.De los núcleos geniculados laterales envían informaciónal córtex. La información (de un área) procedente de la

parafovea está representada en el córtex.El córtex visual primario está estructurado en 6 capas, 4 de las es la capa de entrada de4c aunque los axones procedentes de las células conio llegan a las capas 2 y 3.A la capa 4 llegan los axones procedentes de los NGL.Las capas superiores e inferiores a 4c reciben información procedente de 4C.

V1 tiene organización retinotópica (Kaas y Collins, 2001)

V1 tiene 6 capas:Capa 1

Capa 4c

Capa 6

A la capa 4C llegan los axonesprocedentes de los NGL (excepto K).Las capas superiores e inferiores a 4Creciben información procedente de 4C.V1 tiene organización retinotópica(Kaas y Collins, 2001)

… y el córtex



29

V1 está compuesto por un conjunto deprismas, llamados hipercolumnas.

Cada hipercolumna contiene las 6 capasde células, y analiza la información de unárea de la retina. Hipercolumnasadyacentes analizan áreas adyacentes enla retina. Cada hipercolumna contiene unacolumna por cada ojo.

Células binoculares (en capasdiferentes de 4C). Cadacolumna tiene dominanciaocular. La estimulaciónconcurrente de ambasconduce a la estereopsis .

En el centro de cadacolumna una gota(blob) analiza el color ,mediante células dobleoponente centro-periferia

En disposición radialrespecto de los blobshay células simples ycomplejas agrupadasradialmente quedetectan orientación.

V1 estácompuesto por unconjunto de

prismas, llamadoshipercolumnas.

Hipercolumnacontiene las 6capas de células, yanaliza lainformación de unárea de la retina.

Hipercolumnasadyacentes analizan áreas adyacentes en la retina. Cada hipercolumna contiene unacolumna por cada ojo.

Células binoculares (en capas diferentes de 4c). Cada columna tiene dominancia ocular.

La estimulación concurrente de ambas produce la estereópsis (3 dimensiones). Se produce porque hay células binoculares en las hipercolumnas y si se activansimultáneamente se produce estereópsis.- En el centro de cada columna hay una gota (blob) analiza el color mediante célulasdoble oponente centro-periferia.- En disposición radial respecto de los blobs hay células simples y complejas agrupadasradialmente que detectan orientación.

- Blob dentro están las células de campo receptivo de doble oponente.

En el cortex visual primario se extrae información sobre estereópsis, color y orientación.Después del área visual primario se extrae información sobre estereópsis, color yorientación.Después del área visual primaria viaja en dirección anterior del cerebro, atraviesa V2,V3, V4 Y V5.

Las vías visuales son, básicamente, dos:• Vía ventral “qué” : sus lesiones producen fallos de reconocimiento:

- Agnosia visual: fracaso en el reconocimiento. Puede ser de dos tipos:asociativa, en la que no se reconocen los nombres de las cosas, yaperceptiva, la forma. Incapacidad de copiar objetos. Aperceptiva.

Tiene un problema en la identificación de la forma del objeto.- Prosopagnosia: no se reconocen las caras. Lesión en la región del girofusiforme.

• Vía dorsal “dónde”: las lesiones parietales producen fallos en la localizaciónde objetos y en la guía de la acción.

- Ataxia óptica: buena localización pero no alcance. (Síndrome deBALINTSimultagnosia y ataxia). Lesión en el parietal superior-ataxia óptica , si hay varios objetos presentes en la escena sólo puedelocalizar al que están atendiendo ( simultagnosia). Es un problemaque implica atención y percepción.

- Neglect: es espacial.



30

Copia Emparejamiento (Farah,1990)

¿Iguales o diferentes?

¿Cuál tiene la mismafunción que el de abajo?

AgnosiaNegligencia (neglect)

Test Barcelona

Coloca los números en la esferadel reloj

CAMPO RECEPTIVO

- El área de la retina cuya estimulación afecta a la actividad de unaneurona (cambia su actividad).

- Es el área del campo visual en la que cuando se presenta un estímulocambia la actividad de la zona a la que implica.

- Se han descrito una gran variedad de campos receptivos a lo larga dela vía visual. El que más nos interesa es el de las células ganglionaresmás frecuentes: el centro- periferia.

- Los campos centro- periferia: simetría circular, regiones antagónicas.El antagonismo se llama también inhibición lateral. El centro y la

periferia tienen funciones contrapuestas y así pueden cancelar suacción: “antagonismo lateral” o “inhibición lateral”. Dos tipos:

( El campo receptivo también es la región donde presentamos el E, la actividad de laneurona cambia. Esta región donde la actividad cambia es el campo receptivo).

- Las células ON-OFF: Tienen centro excitador y periferia inhibidora.Responden más cuando la luz incide en su centro.

- Las células OFF-ON: Tienen centro inhibidor y periferia excitadora.Responden más cuando la luz incide en su periferia. Cuando la luzincide sobre el centro la actividad de la neurona se reduce.



31

V1 tiene cuatro tipos fundamentales de células,según su campo receptivo:

Centro-periferia, igual que en NGL

• Simples, con campos receptivos elongados,que se activan máximamente cuando unalínea de una orientación y anchura

particulares incide sobre la regióncorrespondiente de la retina.

• Complejas, con campos receptivossimilares a los de las simples, aunque laslíneas pueden incidir en un área másextensa (muestran invarianza posicional), ydisparan más a líneas en movimiento.

• También hay células hipercomplejas, queresponden a ángulos y a segmentos queterminan dentro del campo receptivo

¿Qué funciones desempeñan las células centro-periferia?

Codificar el tamaño: las células responden mejor aestímulos que se ajustan bien a su campo receptivo.

+

-

+ -

A B

A

B

+

-

+ - D

C

C D

B: Esta célula recibeluz en el centro y en la

periferia por tanto no

se altera la actividad base.A: Esta célulaincrementará su tasade disparo por parte dela periferia no recibeluz.

Codificar la anchura de la barra luminosa. Es lo mismo que decirque las células centro-periferia codifican la frecuencia espacial.

D: A su tasa de disparo.C: Centro y periferia reciben luz y oscuridad. Así la célula noaltera su tasa.

Ay D funcionarían como un detector de barras luminosas de determinada anchura ( A:anchas, D : estrechas).

Codifican el tamaño de la barra.



32

•Insensibles a la orientación del estímulo.

• Detección de bordes: El antagonismo centro periferia es pobre paradetectar cantidad de luz, pero excelente para indicar la presencia de límites,

bordes, contornos o contrastes en la escena visual. Ej.: Bandas de Mach.

Perfil de luminancia y brillo percibido

+-

+-

+-

+-

A B C D

A: Centro-Periferia (C-P) se cancelan.Actividad base.B: Mayor cancelación que A. Menoractividad.C: Menor cancelación que D. Mayoractividad que D.D: C-P se cancelan. Actividad baseLa rejilla de Hermann.

+

i) Los puntos entre las intersecciones nofocalizadas se perciben oscuros.ii) Desaparecen cuando se intentaenfocarlos.iii) Los campos receptores foveales son

pequeños (hay poca convergencia). Loscampos receptores peri y parafoveales sonmayores.

A B

C D

La actividad de A debe ser mayor que la de B (C-P se cancelan menos). Larespuesta de C y D debe ser prácticamente idéntica y baja

Si la frecuencia espacial es alta ( del enrejado )las barras serán estrechas ( célula D) y sies baja serán anchas ( célula A).

No son detectores muy específicos. Si podemos la barra de la célula A más ancha o másestrecha , pero no demasiado ( dentro de 1 rango)

A seguirá activándose paradetectarlas. Estos detectores son insensibles a la orientación del enrejado.



33

Las células C-D procesan tamaño, son insensibles en la orientación y sonespecialmente buenas para detectar bien los cambios de intensidad luminosa, algo queayuda mucha a percibir la forma.

- La activación de A debe ser mayor que B. C´- D se cancelan menos.

La respuesta de C y D debe ser prácticamente idéntica y baja.

A, B llega más luz que hasta A, por tanto hay más cancelación. Al realizar el procesamiento de los bordes es cuando vemos los puntos negros entre los cuadrosaunque no sean reales.

Hay células simples que son detectoras de barra.

Hay otras simples que son detectoras de bordes.Las complejas son detectoras de orientación del Estímulo. No pueden distinguirse zonasexcitatorias o inhibitorias. Parecen estar mezcladas al azar relativamente porque hayuna preferencia.

Funciones de célulassimples y complejas

Sekuler & Blake (2004)



34

La formación de la imagen en la retinaEl ojo es un medio óptico.La luz en un medio ópticosufre:

- La luz puede serabsorbida por el

medio óptico.- Puede ocurrir

también que la luzsea refractada en lacórnea, y ahí sediluye (dentro dela cornea). Laatmósfera es azul

por la dispersión ylas que más sedispersan son laslongitudes de ondacortas.

- El rayo también puede ser transmitido.- El rayo también puede ser reflejado por la superficie del medio óptico

( se refleja luz en los ojos).

Siempre cambian de trayectoria.

El ojo es un medio óptico. La luz en un medio ópticosufre:

Rayoabsorbido

Rayodispersado Rayo

Transmitido

Rayoreflejado

Rayosrefractados



35

DISPERSIÓN: Cambio de trayectoria de los rayos luminosos debido a las moléculassuspendidas en el aire. Es mayor cuanto mayor es la capa de medio. Contribuye a la

borrosidad de la imagen retiniana.

Cuanto más lejos del observador más tonicidad que adquieren (onda corta) y seadquieren con mayor borrosidad. Es la clave que se utiliza para la profundidad.

Para que nosotros seamos capaces de ver los objetos es importante que la luz incidasobre ellos y la refleje. Cuando la atmósfera esta sucia es un medio óptico que producemucha cantidad de dispersión y el efecto es la borrosidad de la escena. Es una escenaque es difícil de procesar. Cuanto menor es la longitud de onda menor es la dispersión.La longitud de onda que más se dispersa es el azul, por eso vemos el cielo azul.

DifracciónEs también un cambio de trayectoria, pero producido por interacción con un cuerpoopaco cercano. La pupila es su causante principal. Contribuye a la borrosidad de laimagen. Conforme nos alejamos en cualquier dirección vemos imágenes secundarias,indeseables en la retina. La consecuencia de la difracción es la borrosidad de la imagen.La difracción sólo se produce en el borde. Si el haz luminoso es más pequeño que la

pupila entonces no sufre difracción. Si el haz luminoso es más pequeño que la pupilaentonces no se produce refracción.

Todas las superficies REFLEJAN al menos parte de la luz que incide sobre ellas. La

REFLECTANCIA es su capacidad para reflejar la luz. Se obtiene dividiendo la cantidadreflejada (luminancia) por la recibida (iluminancia).

La DIFRACCIÓN es también un cambio de trayectoria, pero producido por la interacción con un cuerpo opaco cercano. La pupila es su causante principal. Contribuye a la borrosidad de la imagen.



36

Superficie mate Espejo

R=L/I

Para nosotros no hay ninguna consecuencia determinada. El punto de vista de la imagen

retiniana. La reflexión es importante para que nosotros podamos ver, que la luz querefleje los objetos hacia nosotros.

Tipos de superficie:

Superficies pulidas: El extremo máximo en el espejo que refleja la luz de una forma predecible. La trayectoria depende del ángulo de reflexión igual siempre al ángulo deincidencia.Superficie mate: Puede reflejar la luz en cualquier dirección. Se explica porque lasuperficie mate es rugosa y el ángulo de incidencia cambia y por eso cambia el ángulode reflexión.En esta los ángulos de incidencia pueden cambiar infinitamente. El sistema visual estáesencialmente diseñado para percibir esos cambios, para medir la reflectancia.

Luminaria: Cantidad de luz emitida por una superficie. Reflexión:Se mide como un cociente:

LuminariaIluminancia

La REFRACCIÓN es un cambio en la trayectoria que se produce en el límite entre dos

medios transparentesEl cambio de trayectoria se produce cuando hay un cambio de medio óptico, que pasasiempre en la visión (interior del ojo). Es especialmente importante en la visión porquees la responsable de que la imagen de la escena se forme nítida en la escena. Sin ella nohay visión, lo hay una visión borrosa.



37

La luz que respecto de la superficie del medio óptico tiene inclinada. Hay que

medir la cantidad de inclinación, normal superficial o normal a la superficie en un punto. La normal es una perpendicular a la superficie plana (ángulo de 90º) . El ángulode incidencia se mide: el ángulo que forma el rayo luminoso con la normal superficial Zo como es el ángulo en el primer medio óptico lo llamamos Z.Si la luz viaja a la misma velocidad en el medio uno que en el medio dos entonces nohabría refracción.Si la luz viaja a la luz diferente en un medio que en otro, la refractancia produce que laluz viaje en un medio diferente velocidad que en el otro. El incide refractivo es uncociente entre la velocidad de la luz en el vació y la velocidad de la luz en ese medio.El producto del índice refractivo ( n) de un medio entre la velocidad de la luz en el vacío( c) y su velocidad en ese medio.

REFRACCIÓN Y CURVATURA• La refracción depende también de la curvatura del límite entre los dos medios

transparentes.• La curvatura de la córnea es fija (7,80 mm).• La curvatura del cristalino (en mm):

No Acomod. Acomod.Anterior 10.00 5.00

Posterior -6.00 -5.00

• Se produce cuando la velocidad de laluz es diferente de un medio a otro.

• El cambio de trayectoria es explicado por la ley de Snell:

n1 sen θ1= n2 sen θ2

• El índice refractivo (n) de un medio esel cociente entre la velocidad de la luzen el vacío (c) y su velocidad en esemedio.

Normal

N1=1.00

N2=1.336

θ1

θ2

El cristalino humano tiene un índicerefractivo de 1.413



38

• La potencia refractiva del cristalino se debe, pues, a la curvatura de su caraanterior.

ÍNDICES REFRACTIVOS

- Recordemos que n=c/v, donde c es la velocidad de la luz en el vacío y v es suvelocidad en ese medio.

- AIRE. n=1.00- LÍQUIDOS (AGUA). n=1,336.

- CRISTALINO. n=1,413.- Vítreo, Acuoso, Cristal. n=1,336

Varias curvaturas en el ojo:1º Cornea: La capacidad de esta de refractar la luz es fija.2º Cristalino: Tiene dos superficies curvar, anterior y posterior. Es además una lentaflexible, puede cambiar su curvatura. Es el responsable fundamentalmente de que notengamos que usar gafas. Ese cambio de curvatura (acomodación, reducción del radio)es un cambio de su capacidad de refractar la luz.El radio de curvatura de la cara anterior es de 10.00 cuando está acomodado , y de 5.00cuando no.Cuando esta acomodado su capacidad de refractar es mayor.

-La luz converge sobre la retina debido a que es refractada por lo medios ópticos delojo.- La capacidad de una superficie para hacer converger un haz de rayos en un punto es su

potencia refractiva. Se mide en dioptrías.- La dioptría es la inversa de la longitud focal en metros.-La longitud focal es la distancia entre el centro de la superficie y el punto donde hace

converger los haces luminosos.Si la imagen se forma nítida debido a la capacidad de los nervios ópticos, la capacidadde cambiar la refracción se llama potencia refractiva del medio que es media con ladioptría: capacidad que tiene el medio para hacer converger la luz. La longitud focal delmedio óptico es la distancia focal, es la inversa de la longitud focal expresada enmetros. Una lente que tiene una longitud focal de 0,2, tendrá una dioptría de 1/ 0,2.



39

- La dioptría es la inversa de la distancia focal en metros.- Una lente cuya potencia sea 5 dioptrías tiene una distancia focal de 0,2 metros.- Potencia refractiva de los medios oculares:

No Acom. Acom.

– CÓRNEA: 43,08 D 43,08 D

– CRISTALINO

• ANTERIOR 7,70 D 15,40 D

• POSTERIOR 12,83 D 15,40 D

– OJO COMO UN TODO 59,60 D 68,22 D

La potencia refractiva de los medios oculares. La córnea tiene una curvatura fija y elcristalino una curvatura variable. (Acomodación).La córnea tiene una potencia refractiva 43,08 dioptrías. Mientras que no cambie el radiode curvatura de la cornea, no cambia la potencia refractiva.El cristalino tiene el doble de dioptrías cuando está acomodado.

REFRACCIÓN Y MEDIOS ÓPTICOS- Factores de la refracción

- Córnea

- Cristalino- Distancia córnea-cristalino (longitud de la cámara anterior del

ojo).- Longitud axial del ojo ( aproximación 1mm=3D)

Cuando los 4 factores tienen valores normales este ojo será emétrope (forma exacta enla retina la imagen del objeto).-Amétrope: Ojo anormal en cuanto a la refracción.- Esféricas: Un punto de luz forma un único punto de la imagen en la retina.- Hipermetropía: Menos potencia refractiva de la necesaria dada la longitud del ojo.-Miopía: Más potencia refractiva de la necesaria, dada la longitud del ojo.- Presbicia: Déficit en la acomodación.-Cilíndricas: Un punto de luz forma más de un punto de la imagen en la retina.-Astigmatismo: Error en la curvatura de la córnea.

NOTA:

Hipermetropía: Una imagen borrosa en el plano de la retina porque la imagen nítida seforma después de la retina. Eso puede deberse a la longitud axial del ojo, es demasiadoóptico para la capacidad refractiva. No tiene ninguna facilidad para enfocar objetoscercanos.

Infinito visual: A partir de hay el objeto subtiende rayos paralelos al observador.



40

No puede enfocar lo cercano, losrayos divergentes se formarán másatrás.

Presbicia o vista cansada: Aparece

con la edad, 40-45 años y dependede si el individuo a sufrido otraanomalía esférica. Consiste en unaanomalía de acomodación. Elcristalino y los músculos filiares van

perdiendo la capacidad de acomodación del ojo, no se cambia la curvatura y larefracción es rígida.

ANOMALÍAS CILÍNDRICASAstigmatismo: Es una anomalía en la curvatura de la córnea.

Astigmatismo mixto: Un estímulo forma dos imágenes en el ojo. Una antes de la retinay otra detrás de la retina. Las dos imágenes son borrosas.

AGUDEZA VISUAL- Capacidad para ver detalles finos de los objetos ( Agudeza= Potencia

Refractiva)- Los resultados de agudeza pueden expresarse en términos de grados

de ángulo visual.ÁNGULO VISUAL: Es el ángulo que subtiende los límites del objetivo con respecto alobservador. Depende de la distancia observador objeto y el tamaño del objeto.

L Prueba de agudeza de reconocimiento. Pedir que diga el nombre del objeto. Test de

Snellen. La agudeza visual de un observador normal es de 1 minuto de arco en este test.

C Indicar la posición de la abertura del objeto. (Agudeza de resolución. Test de

Landont). ¿En qué posición hay un cambio de la intensidad luminosa significativo?

Enrejados de onda cuadrada ¿Ves barras alternantes o un gris homogéneo?30 seg de arco: la agudeza visual.

d

S a

tag a/2 = S/(2d)



41

(Punto) Se le presenta al observador uno sólo de esos elementos y se le pregunta si estahay. Agudeza de detección. Agudezas normales de ½ segundo.

Agudeza de Vernier: Si esas 2 barras están alineadas formadas en una línea única. 1-2seg de arco.

Diferentes medidas de agudeza (Olzak y Thomas, 1986).

- Agudeza de reconocimiento o identificación. Test de Snellen ( 1¨dearco)

- Agudeza de resolución: requieren captar separaciones entre partes delos estímulos. Test de Landolt. Patrones de enrejado (30” de arco).

- Agudeza de detección: ¿Se ha presentado objetivo? (0,5 “de arco).- Agudeza de Vernier o de localización: alineamiento de rectas (1-2”

de arco). No se suele tener en cuenta el grado de contraste ni el tiempo, factores de los cuales

también depende la agudeza.

Notación de Snellen: minutos de arco (ángulo mínimo de resolución)- Decimal.

Observación: Métrico 6/6: Ve lo que nuestro observador y lo que ve un observadornormal en metros.Imperial. Es lo mismo pero en pies.Decimal: Uno partido el ángulo mínimo de resolución. La que más se empleahabitualmente.

Cuando disminuimos el contrasteentre el fondo y la letra vadisminuyendo la agudeza.-Nuestra sensibilidad al contrastees menor a medida que nos vamosa la derecha de ese enrejado.

Curva de sensibilidad al contraste:Que grado necesita el observador para percibir un objeto a unafrecuencia determinada.Para cualquier individuo queconozcamos esta curva estamosconociendo la característicacompleja de su sistema visual.



42

Y FINALMENTE…..Si tenemos un ojo emétrope y la potencia refractiva normal, podemos tener la impresiónde la imagen que se forma en la retina es normal. Cualquier imagen en la retina por muynormal que sea es borrosa. Se debe a que cuando la luz atraviesa un medio óptico la luzsufre una dispersión, que es igual a decir que las características del estímulo no se

preservan en la salida del medio óptico.

La luz emitida por el estimuloatraviesa el medio óptico, y la luz quesale del medio óptico no tiene lascaracterísticas de la luz que llega.Tiene una intensidad semejante a las delestimulo en el centro, pero en cualquierdirección que nos alejemos la intensidad

luminosa en la imagen es diferente.

Función de dispersión del punto (PSF).Es una medida que sufre cualquier puntoluminoso cuando atraviesa un medioóptico. O bien tenemos la atenuación deContraste (la transformada).

El negro no es tan negro y el blanco no es tan blanco, se ha reducido el contraste omodulación del contraste. Que se produce siempre que la luz atraviesa el medio óptico.

La atenuación del contraste es diferente: Se reduce más en las frecuencias altas que enlas bajas.Multiplicar el contraste por la modulación, que depende de la frecuencia espacial.También depende del diámetro de la pupila o el radio.Cuando mayor es el diámetro de la pupila mayor modulación se produce.

Modulación del contraste: Función de transferencia de modulación. Convolución defunciones con la letra de Snellen sería una letra borrosa. Si el punto no se proyectanítido la imagen que proyecta cualquiera estímulo tampoco se proyecta nítida.Son más borrosas cuando más pequeño es el detalle de la imagen.

MOVIMIENTOS OCULARES- Objetivo: Mantener focalizados los objetos sobre la fóvea. Necesarios

porque:- Muchos objetos son dinámicos- Nuestro propio movimiento.

- Dos clases fundamentales:- Movimientos de versión (el ángulo entre los ejes longitudinales de los ojos =constante).

- sacádicos: realizando tareas como leer, los ojos dan saltos (sacádicos) en

lugar de realizar un movimiento gradual. Son rápidos de ejecución (50 milisegundos,unos 600 º/s) , pero lentos de preparar ( 250 milisegundos).



43

-movimientos de persecución. Implicados en el seguimiento de objetos enmovimiento. Son lentos (hasta 100º/s). Han desempeñado, desde Berkeley, un papelimportante en la explicación de la percepción de profundidad.

Movimientos que tienen un objetivo, que es que la imagen del objeto se forme en lazona de la retina donde tenemos más agudeza visual, en la fovea o en la foveola. Esosmovimientos son imprescindibles porque:

- Porque muchos objetos son dinámicos, y ese hecho no excluye quetengamos interés en ellos. Para mantenerlos enfocados en la fovea.

- Porque nosotros también nos movemos y tenemos interés en verobjetos que no se están moviendo como nosotros.

- Dos clases fundamentales:

-Movimientos de versión:- Movimientos de convergencia:

La diferencia es que los movimientos de versión son siempre movimientos conjugados(que ambos ojos realizan simultáneamente y en la misma dirección del espacio). ( elángulo entre los ejes longitudinales de los ojos es constante).Varios tipos de movimientos de versión, el más importante es el movimiento sacádico osácada. Es un movimiento conjugado extraordinariamente rápido en su realización,

brusco que se puede conceptuar como si los ojos saltan de una posición a otra (leyendouna línea, arriba de la página, debajo de la página). Movimientos muy rápidos y sinembargo son movimientos que requieren un tiempo largo para ser programados. El

promedio de planificar es 250 milisegundos. Es un movimiento preciso a la posición delespacio que queremos procesar a continuación.

Movimientos de persecución: Lento en su realización, suave y suele realizarse cuandotenemos en el campo visual un objeto en movimiento. Son movimientos de naturalezagradual.Por ejemplo: Movimiento vestíbulo ocular (cuando el lugar de ser el objeto que sedesplaza es el observador el que se desplaza).El sistema neuronal que los controla es literalmente diferente.

Movimientos de vergencia: Son movimientos no conjugados o disyuntivos. Lo quecambia es el ángulo formado por los ejes longitudinales de los ojos que se muevan endirecciones opuestas pero a la misma velocidad. Han desempeñado un papel importante

en la explicación de la percepción de profundidad.



44

TEMA 2. PERCEPCIÓN DEL

COLOR

1.- Utilidad de la visión del color2.- Descripción psicofísica del color

- Dimensiones del color- El círculo colorimétrico

3.- Procesamiento basado en la imagen- Mezcla de colores- Teorías basadas en la imagen.

- Modelos geométricos- Teoría Trigonométrica

4.- Procesamiento basado en las superficies – Constancia del color: Teoría Retinex

Goldstein, Cap. 6.Matlin y Foley, Cap. 7.Gegenfurtner, K. (2001). Color in the cortex revisited. Nature Neuroscience, 4, 339-340.Land, E. (1978). La teoría retinex de la visión del color. Investigación y Ciencia, 17,Febrero.Palmer, S.E. (1999). Vision Science (cap. 3). Cambridge: Bradford.Zeki, S. (1995). Una visión del cerebro. Barcelona: Ariel.

Gegenfurtner, K. y Kiper, D.C. (2003). Color Vision. Annual Review of Neurosciences,26, 181-206

1.- UTILIDAD DE LA VISIÓN DEL COLOR- Detección- Discriminación-Reconocimiento de objetos ( Gegenfunrther y Rieger, 2000).

2.- La intensidad luminosa es exactamente igual en todos los lados de la diapositiva.

Ahora emergen las flores más claramente.1.- Solo hay intensidades luminosas.3.- Las dos cosas. Buena discriminación.Una utilidad fundamental es identificarque los objetos están presentes en laescena.Si hay ventaja de CC se debe a la ventajade compara test con la memoria del

primero.



45

Estímulos experimentales:- En color- En blanco y negro

El tiempo de exposición del estímulo es variable.Después introducen una máscara patrón. Tienen longitud de onda igual a las delestímulo previo.Se presentan estímulos de la prueba. El sujeto debe indicar cual de los dos se había

presentado inicialmente. Podían estar también en color en blanco y negro.

VI: El color del estímulo previoEl color de la prueba

Lo que medimos es la proporción de elecciones correctas. Lo que observamos es que amedida que incrementamos el tiempo de exposición, aumentan las respuestas correctas(Efectos principales del tiempo de exposición del Estímulo)



46

¿Si el procedimiento del color no añadiese ninguna facilidad para identificar elestímulo?La condición menor que B debe ser mejor, que en BB y eso es lo que ocurre. Con cortostiempos de exposición indica una ventaja considerable en cuanto a la condición nocolor.

CC/ CB: El hecho de que haya color en la prueba también supone una ventaja, queaparece más tarde y se mantiene significativa hasta el tiempo máximo de exposición.

Ventaja:- Estimulo coloreado- Prueba coloreada Beneficia el reconocimiento de los objetos

Presentes en la escena.

Si hay diferencias en ejecución entre las dos no se debe al prime, tiene que deberse a la prueba. Es un beneficio de la memoria que se guarda del estímulo previo (ventajacognitiva).

CC/ BB: En ninguna de las dos pruebas está en color. La diferencia se debe en que elestímulo previo tenía color y en otra no. El proceso es mejor cuando había color quecuando no había color (ventaja sensorial).

El color mejora la identificación de objetos, en 2 niveles diferentes:1.- Proceso sensorial2.- Proceso cognitivo de la escenaVentaja: Podamos ver el color.También mejora la velocidad con la que percibimos.

¿Cómo es que somos capaces de procesar color?Depende de las características de nuestro sistema visual, y tiene que depender del hechode que tenemos más de un fotorreceptor sensible cuando uno de ellos a diferentelongitud de onda.

Si tuviésemos sólo 1 tipo de cono ¿Podríamos ver distintas longitudes de onda de la luz?

- Incrementando la intensidad de longitud de onda puede percibir másese color aunque no sea el que le corresponda.

- 2º Cono: (Cono L) naranja rojizo. Entre uno y otro la discriminaciónes perfectamente posible. El cono L diferencia entre las 2. Esto haceque si modulamos la intensidad en este caso es imposible que

perciban la misma longitud de onda ya que no pueden serconfundidos.

DESCRIPCIÓN PSICOFÍSICA DEL COLOR

¿Cuántos colores somos capaces de discriminar?



47

Lon itud de onda matiz saturación

• 380-470:violeta

• 470-490: azul

• 495-535 verde

Y efecto Bezold-Brucke

- Si los colores se presentan simultáneamente en zonas adyacentes, parece que somos capaces de discriminar bastantes millones decolores (McAdam, 1942; 2.8 millones, Pointer y Attridge, 1998).

- Pero si los colores se presentan en sucesión, con intervalos de variossegundos, el número se reduce hasta alrededor de 12 (Nilson y

Nelson, 1981)

Depende del modo en que hagamos la prueba de discriminación de colores. Hay dostareas diferenciables, una que implica que los colores se están presentando alobservador de modo simultáneo y otro de modo sucesivo.

- Presentación sucesiva: Es más difícil. Podemos basar una respuesta,no se puede por comparación, en este caso, el número de colores quesomos capaces de discriminar es infinitamente menor que de modosimultáneo.

DIMENSIONES DEL COLOR

• El color percibido depende de tres características de la estimulación luminosa:• matiz: es lo que normalmente llamamos color. Se asume que

depende de la longitud de onda de la luz. La traducción, sinembargo, no es directa, como prueba el efecto Bezold-Brüke (elmatiz percibido de las longitudes de onda largas y de las cortasdepende de la intensidad luminosa). Incrementando la intensidadlas largas se perciben más amarillas y la cortas más azules.Variando la longitud de onda cambia el matiz, pero también lasaturación y el brillo.

• saturación: es la pureza del color. Las luces saturadas sonvívidas, las pálidas tienen una baja saturación. Depende de lacantidad de gris añadida.

• brillo: intensidad percibida de la estimulación.

Al incrementar la intensidad los colores van cambiando. El rojo gira al percibirse másamarillo, y las longitud de onda corta viran al color. El matiz depende de la longitud deonda. Variando la intensidad luminosa cambiamos también el matiz.

Saturación: Cuando tenemos una sola longitud de onda en el estímulo decimos que laluz es monocromática y el color es completamente saturado. El color puro es de unasola longitud de onda, y completamente desaturado (gris/blanco).

Brillo: Cualidad psicológica que está vinculada a la intensidaddel estímulo luminosa. Las dimensión oscila entre losdos extremos.

Baja: NegroAlta: Blanco



48

Parches: El color saturado pasa a mayor cantidad de luz blanca, se ha ido desaturando elcolor. Saturación por pureza del color.El matiz depende de la longitud de onda. Efecto Bezold- Brucke. El matiz depende de laintensidad luminosa.Brillo (intensidad luminosa). Cuando es muy baja la apariencia de todos los colores estácercana al negro, alta se percibe como blanco.

Es un instrumento simple: Estructura circular con una división central con 2campos diferenciados. En uno de los campos se presenta 1 color determinado. Bajocontrol del experimento, el otro campo es el campo de mezcla.

¿ Qué combinación necesita un observador para reproducir en el campo de prueba?

EL CIRCULO COLORIMÉTRICO (ANOMALOSCOPIO).

- La relación entre los tres atributos del color: matiz, saturación y brillo, puede estudiarse mediante el círculo colorimetrico: dos semicírculos, enque se presentan dos colores, uno fijo, y el otro variable. El sujeto puedemanipular la longitud de onda, la cantidad de gris que añade y laintensidad-

campo de prueba

campo de mezcla



49

Foco: Luz roja Pedimos al observador introduzca tanta cantidadMedia como sea necesaria para obtener el color de prueba,Azul (reproducirlo).

Programa de mezcla de colores (Anomaloscopio).

Ver que cantidad de los tres colores necesito para igualar un color determinado. (A loscuales somos altamente sensibles).Otra opción: Proyectar siempre en el campo de prueba un solo color simple e igualar esaluz variando la cantidad e luz blanca, longitud de onda, saturación y brillo.

PROCESAMIENTO BASADO EN LA IMAGEN (En la longitud de onda de la luz)

Si un rayo de luz blanca atraviesa 1 prisma se descompone en luces espectrales.¿Cómo es posible esto? La luz blanca es una luz compuesta por luces monocromáticas y

para que se separen es necesaria que sean refractadas de diferente manera. La luz más

refractada es la luz azul, verde, amarilla y la menos refractada es la luz roja.

– La luz del sol está compuesta de luces espectrales que no puedendescomponerse más:

- La refracción es menor para las longitudes de onda largas que para lascortas. Esto podría producir aberración cromática

- Mezcla de colores- Modelos

geométricos de la percepción delcolor

La cantidad de refracción de un rayo luminoso depende de la longitud de onda.El cristalino refracta la luz y en la córnea (lo mismo que pasa en un prisma). La longitudde onda es refractada igual en el prisma. Aberración cromática: la imagen que se formaen la retina no es única, sino tantas imágenes como componentes monocromáticos tengala luz que llega hasta el ojo.

AzulVerdeRojo

Retina Imagen AzulVerdeRojo



50

Blanca

Si enfocamos en la región del verde, la imagen del verde en el se forma en la retina.Detrás de la retina: aberración longitudinal.Desalienada respecto del plano de la retina: aberración transversal.Importante: La refracción supone un problema porque las imágenes se pueden formar endiferentes posiciones en el plano vertical de la retina o …

MEZCLA DE COLORES

La mezcla de luces monocromáticas de diferente longitud de onda produce a menudo unnuevo matiz, pero la mezcla no destruye los componentes

• Hay dos tipos de mezcla: aditiva y sustractiva.• La mezcla aditiva se produce cuando se mezclan luces de distinta longitud de

onda. – Se llama aditiva porque la energía procedente de las distintas luces se

suma, incrementándose el brillo percibido.

Mezclando matices generamos matices nuevos que conservan los componentes quetenemos mezclando para crear.

Mezcla:- Aditiva: Es la mezcla de luces. Se denomina aditiva porque la energía

luminosa total de la mezcla es la suma de los componentes. Cuantamás cantidad de luces monocromáticas añadamos más brillante va aser la mezcla. Contra más sumamos la mezcla va a ser blanca.

- Colores primarios: Rojo/ verde/ azul: Son suficientes para obtenercualquier matiz. Es posible conseguir cualquiera de los matices del

espectro.

La imagen final es la suma de las 3.Si hay aberración cromática, las 3imágenes van a coincidir.



51

- Sustractiva: Se produce cuando se mezclan pigmentos. Restamosintensidades luminosas. Si por cada componente restamosintensidades luminosas la apariencia es negra. Cuando empleamos

pigmentos, por cada pigmento que añadamos restamos intensidadluminosa.

Colores metámeros: La mezcla de diferentes luces monocromáticas puede producir elmismo color resultante. Los colores complementarios forman metámeros.Colores no espectrales: Algunos colores no se corresponden con ninguna longitud de

onda. El púrpura es mezcla de azul y rojo, pero ninguna luz monocromática produce púrpura.

- Colores complementarios: Son pares de luces monocromáticas que producen gris- blanco ( color acromático) cuando se mezclan. Hay un gran número decomplementarios.

Cualquier par de color que cuando se mezclan producen gris o blanco son los colorescomplementarios.Cualquier color es un metámero (rojo, verde, azul, amarillo). Aparece a partir de losexperimentos con mezclas de colores. Muchos colores pueden obtenerse con muchasmezclas de muchos colores (gris= diferentes sumas de colores). El metámero resultantees el mismo, los colores componentes son diferentes.

.



52

Colores no espectrales: No encontramos ninguna longitud de onda que lo produzca. Soncolores que solo pueden obtenerse por la mezcla de otros colores: púrpura. No haymanera variando la longitud de onda del espectro de encontrarla. (Marrón también).

DIAGRAMAS DE CROMATICIDAD

• Los diagramas tienen su origen en los primeros investigadores del color: Newton, Helmholtz, Young, Maxwell, Grassman.

• Fue Newton el primero que observó que la luz blanca estaba compuesta dediferentes luces de color: “si por algún medio las luces se separan unas de otras,la de mayor anchura producirá una sensación de color Rojo, la menor o máscorta, de un violeta profundo, y las intermedias, de colores intermedios”

Newton, 1672)

- Los diagramas tienen su origen en los primeros investigadores decolor: Newton y Helmorth.

- Fue Newton el primero que observó que la luz blanca estabacompuesta de diferentes luces de color: “Si por algún medio las lucesse separan unas de otras, la de mayor anchura producirá unasensación de color rojo, la menor o más corta, de un violeta profundo.

EL CIRCULO DE COLOR DE NEWTON

Esta forma de representar el color dura 300años, hasta el año 2000.

Lo que tiene de interesante es que representados dimensiones. En el borde representa laanchura, el matiz a lo largo de lacircunferencia en función de la anchura que

tiene la luz.Conforme nos movemos del centro al perímetro del centro son colores desaturados

(en el centro), tiene apariencia blanca.

EL CÍRCULO DE COLORES REVISADO(Southall, 1937).



53

• Representa el matiz en el perímetro y la saturación por la cercanía a lacircunferencia.

• Los colores complementarios están ubicados correctamente.• Permite predecir en gran medida la resultante que se obtendrá de la mezcla de

colores.

Es una teoría de percepción del color. Una teoría que tiene los miembros de la teoría de Newton.

Es igual que el de Newton en que es un círculo, la anchura en el perímetro, y lacercanía al centro, perdida de saturación del color.

- Le falta 1 parte donde no hay longitud de onda (pone púrpura, la

región de los no espectrales).- La longitud de onda no se distribuye de forma uniforme, sino que es

aparentemente arbitrario.- La distribución de la longitud de onda parece arbitraria, pero están

puestas así porque hay que explicar la mezcla de colores y enconcreto los colores complementarios y los metámeros.

- Están puestas de manera que cualquier diámetro al centro une colorescomplementarios. Así puede predecir que no ocurre como la suma dedos colores. Nos permiten que colores van a producircomplementariedad.

- Representa el matiz en el perímetro y la saturación por la cercanía ala circunferencia.

- Los colores complementarios están ubicados correctamente

- Permite predecir en gran medida la resultante que se obtendrá de lamezcla de colores.

- Determina cuales son los complementarios-Como obtener metámeros

-No sabe lo que hacer con los púrpuras

PROBLEMAS DEL CÍRCULO

• El círculo es capaz de realizar buenas predicciones cualitativas sobre el colorresultante de la mezcla.

• pero no es apropiado para hacer predicciones cuantitativas. Por ejemplo, no escapaz de predecir adecuadamente la cantidad en que hay que mezclar doscolores de 480 y 580 nm para producir su anulación mutua.

• ¿Qué hacer con los colores no espectrales?



54

CIE

• En 1931 la comisión internacional de la iluminación, basándose en los trabajosde Wright (1928) y de Guild (1931) estableció el estándar CIE.

• La CIE utilizó unos estándares en los que la función de sensibilidad al brillo se

basó en la combinación lineal de la intensidad de tres estímulosmonocromáticos

- Proporciones para mezclar tres colores ortogonales y obtener un metámero.-El sujeto tenía disponible tres focos: 650nm, 530 nm, 460 nm, la separación delongitud de onda es muy grande, cuando esto ocurre decimos que esos colores sonortogonales porque ninguno de los tres se puede obtener mezclando los otros dos.Podemos obtener la gama más grande con tres ortogonales.

Se utilizó la variación de intensidad de los tres colores para obtener el color de prueba.Tenemos que cantidad. Si cantidades se necesitan de RLV/ AZUL para el color quequeremos obtener. Hay colores que necesitan una cantidad negativa de rojo, lo quequiere decir que no se obtienen utilizando los tres colores primarios.



55

En el diagrama CIE se emplea tres colores básicos, X (rojo), Y (azul) y Z (verde). Seasume que X+Y+Z=1, luego se necesitan sólo dos coordenadas, dado que Z= 1(X+Y)

Tiene elementos como en el perímetro de la parábola

longitud de onda. La zona que no tiene ningunalongitud de onda pertenece a los colores espectrales.Si yo quiero tener una mezcla luminosa de 200=80+80+40.

TEORÍA BASADAS EN LA IMAGEN

• Las primeras posturas parten de los hallazgos realizados con la mezcla decolores, fundamentalmente por Newton y Maxwell. La primera teoría importantefue expuesta formalmente por Young y Helmholtz: la teoría tricromática. Unoscuantos años más tarde, hacia finales del XIX, Hering, expuso la teoríaoponente.

TEORÍA TRICOMÁTICA

• Puesto que es posible conseguir casi cualquier matiz mezclando tres colores básicos parece razonable adoptar como punto de partida la existencia de trestipos de fotorreceptores, diferencialmente sensibles a los tres colores básicos.

• David Brewster (1831), siguiendo a Newton, fue quizá el primero en medir lasensibilidad diferencial al color.

• Brewster creyó que estaba describiendo las características físicas de la luz, peroen realidad describiría la primera teoría tricromática.

• La teoría fue finalmente formulada por Helmoltz y Young quien escribió:

“es completamente imposible concebir que cualquier punto de la retina contiene unnúmero infinito de partículas, cada una capaz de vibrar al unísono con cada posibleondulación, es necesario suponer que hay un número limitado, por ejemplo, a los tres

colores principales, rojo, amarillo y azul” (Young, 1802, p. 21).- Salvando de que no se conocía el conocimiento de la ondulación de la luz está muy

bien, pero creen que Newton no podía equivocarse (amarillo).

• Finalmente Helmholtz corrige el error de Young sobre los colores básicos y postula, basándose en Brewster, distintas curvas de sensibilidad: los receptoresson máximamente sensibles a una longitud de onda, pero responden tambiénante otras.

• ¿Qué fenómenos es capaz de explicar una teoría como la tricromática que asumeque el color es codificado en los fotorreceptores de la retina?

• ¿Cómo se explica la discriminación de matices, la percepción del brillo, lasaturación, etc.



56

La discriminación entre matices en que los patrones de activación para distintos colores

son distintos.¿CÓMO SE CODIFICA EL BRILLO?Cuanto más brillante sea la luz, más se va a activar (más fotones) mayor absorción del

fotorreceptor.¿CÓMO SE CODIFICA LA SATURACIÓN? La luz desaturada desactiva los tresfotorreceptores. La desaturación iguala el patrón de acción de los 3 fotorreptores.

- Los colores metámeros producen la igualación del patrón de actividaden los tres fotorreceptores.

- Los complementarios:

- Se mezclan (gris/blanco): Se activan los tres fotorreceptores.

• La evidencia fisiológica a favor de la teoría proviene de los estudios sobre lascurvas de absorción de los conos. La absorción es la cantidad de energíaasimilada por un cono.

• Se encuentran tres tipos según su sensibilidad máxima: a longitudes de ondalargas (L, en torno a los 570 nm, amarillo-rojizo), medias (M, en torno a 535,verde) y cortas (S, 445, azul-violeta).

• Este dato es precisamente uno de los problemas centrales de la teoría: esoscolores no son ortogonales, por tanto, a partir de ellos no puede obtenerse

cualquier matiz.

• ¿Cómo se discriminan los matices?

– Según la respuesta diferencial de los tres tipos de conos. Por ejemplo, ladiferencia verde-amarillo: el verde activa su fotorreceptor, el amarilloactiva dos: el del verde y el del rojo.



57

CIRCULO DE SOUTHALL

Taxonomía:Monocromatismo: un solo color: brilloDicromatismo: Protanopia (R), Deute, Tritano

Tricromatismo: Protanomalía, Deutera,Tritanom

El resultante a lo largo de la secante. Los colores que puedo obtener en los picos deonda son los que están dentro del triángulo.

La teoría falla garrafalmente. Con el anomaloscopio no se puede obtener los resultadosque indica el círculo.Monocromatismo: Visión en blanco y negro, porque no funcionan los conos o no hay.Se caracteriza porque cualquier color que se proyecta en el campo de prueba lo puedeobtener con tres colores sea cual sea su longitud de onda.

Dicromatismo: ( B) Protanopia ( rojo), deute ( verde), © Triptano ( azul).Protanopia (daltónicos): Hay un fallo en el cono del rojo.El protanope ve en azul y amarillo.

Deuteranope: Tiene un problema con el pigmento del cono verde. Ven en azul yamarillo. La diferencia es que el punto del gris son 498 nm (diferente al protanope).

Tricromatismo anomalodeo: Necesita más cantidad de cierta longitud de onda(desplazamiento de los picos L y M).

MOLLON (1990) señala:

• Las curvas de absorción de los conos L y M distan unos 30 nm,sin embargo la curva de los conos S dista más de 100 nm.

• Los conos S (un 5% del total) son mucho menos frecuentes que los L y M. Noexisten en el centro de la fóvea, que sólo contiene conos L y M: losobservadores “normales” son dicrómatas en la fóvea central.

• Las deficiencias heredadas de los conos S son muy raras, lo contrario que las deL y M, ligadas al cromosoma X

• Cuando la visión depende de los conos S la resolución espacial es muy pobre.

- Los conos S no solo no existen en la fovea central sino que fuera de ella son muy pocoexistentes.- Rechazamos por ello la teoría tricromática (este conjunto de motivos).



58

TEORÍA DE LOS PROCESOS OPONENTES

• Formulada por Hering (1878). Se apoya en una serie de datos psicofísicos: – Igualación de colores.

– Postimágenes de color – Deficiencias de codificación – Mezclas imposibles.

Si en lugar de utilizar ese tipo de datos hubiéramos utilizado otros probablemente nosería una teoría tricromática. La teoría de procesos oponentes utiliza datos deexperimentos con postimágenes del color entre otras, igualación de colores, deficienciasde codificación y mezclas imposibles.

IGUALACIÓN DE COLORES

Si utilizan una categoría; ¿lo único que puede utilizar para categorizar es el brillo?Cuatro categorías: rojo, amarillo, verde y azul (contradice las predicciones de lacategoría tricromática).

POSEFECTOS DEL COLORMirar al cuadradito negro durante un tiempo de 30 segundos (bastante).

Rojo: verdeVerde: RojoAmarillo: AzulAzul: Amarillo

DEFICIENCIAS EN LA VISIÓN DEL COLOR

Si alguien tiene problemas con el verde también tiene con el rojo, percibes mal untambién el verde.Quienes confunden el azul con un color, confunden también el amarillo con ese color.

Tener problemas con el amarillo también tiene problemas con el azul.

MEZCLAS IMPOSIBLES

Basta con que uno intente imaginarse colores con cierto hombre (rojo verdoso). Haymezclas de colores que resultan imposibles. Concretamente azul-amarillo, rojo-verde.

No hay ningún problema en los demás casos. Esto apunta a una dirección diferente quees la que propone Hering. Teoría oponente del color. Es propuesta en tres sistemas dereceptores retinianos. Es falsa porque el dice que hay tres fotorreceptores que funcionan

por oposición.Se activa con el rojo y se inhibe con el verde.

No es así porque hay tres tipos de conos y todos ellos se activan con una determinada

longitud de onda, pero ninguno se inhibe y menos de esta manera. Por ello la teoría esfalsa.

Postefectos: Siempre ocurre lo mismo. Demuestra que esas cuatrocategorías parecen estar organizadas por pares de colores.



59

- Hering propuso tres sistemas de receptores retinianos. Cada sistema con doscomponentes: rojo-verde, azul-amarillo y brillo: blanco-negro.

- Esta teoría no tiene apoyo empírico si se entiende formulada estrictamente en términosde fotorreceptores retinianos.

En el núcleo geniculado lateral si hay células que funcionan por oposición al color.Células que se activan en la luz y se inhiben con la oscuridad también (brillo).Estas investigaciones han seguido en el sentido en que se pueden encontrar célulasoponentes también más abajo, células ganglionares y bipolares que tiene unfuncionamiento de este tipo.En los fotorreceptores tenemos que ser necesariamente tricromáticos, pero más allá delos fotorreceptores el funcionamiento es oponente y entonces tenemos tres canales deinformación:

Rojo-VerdeAzul-amarilloBrillo

• De Valois y Jabobs (1975) descubrieron un mecanismo oponente en el núcleogeniculado lateral. Cada color de un par oponente puede excitar una célula e inhibirlasu emparejado.

La integración de las dos teorías, tricomática a nivel de fotorreceptores y oponentemás arriba, parecería, en principio, la solución más aceptable.

Etapa Tricromática Etapa Oponente

Retina: Fotorreceptores Retina (Ganglionares), NGL, Córtex

LA TEORÍA DUAL DE CODIFICACIÓN DEL COLOR

OponentesCélulas ganglionares. Aumenta odisminuye la actividad por encima /debajo de la tasa base.(Azul+verde+rojo)



60

PROCESAMIENTO BASADO EN LAS SUPERFICIES

Imaginamos que trabajamos en ausencia del color: papel, asociado al brillo (blanco). Nos salimos al sol y la intensidad luminosa que refleja el papel será mayor, recibe más

luz simplemente. Sin embargo, lo vamos a seguir percibiendo blanco y diríamos que esigual que blanco. Lo que demuestra es que hay una cierta constancia en la percepción dela claridad de los objetos, de la blancura se mantiene dentro de lo que cabe: constanciade la claridad, es absolutamente imprescindible explicarla.

El color se adapta a la vez, cada vez va siendo más sensible a la luz. La explicación deadaptación sería que nos adaptamos a la luz y percibimos el blanco igual en todos loslugares ¿Cómo es que incrementamos el umbral? ¿Cuanto tiempo tardamos enadaptarnos a la oscuridad? Minutos. Es lenta y sin embargo nuestra percepción declaridad es oscuridad inmediata. No nos sirve esa explicación.

TEORÍA DE LA INFERENCIA INCOSNCIENTELa claridad se percibe constante por que lo que hace el individuo es basar su percepciónen la reflectancia de la superficie del objeto que será igual mientras las característicasfísicas y químicas del objeto no cambien. La reflectancia en la que se basa es constante(90% de la luz que recibe).

Problema: Admito que podamos determinar la luminancia (reflejada) pero calcular lareflectancia necesito también la iluminancia). No es posible.Se puede admitir que los fotorreceptores funcionan como detectores de la iluminancia

pero no somos capaces de medirla.

Parche 1: Se percibe uno más claro. Físicamente son iguales. La cantidad de luz queestán enviando a nuestra retina es lamisma. Cuando dos están sobre elmismo fondo gris se perciben iguales,cuando el fondo cambia no.Lo que muestra es que el contextoestá desempeñado un papelfundamental en nuestra percepción.Este tipo de observación lleva aWallach a postular su teoría de

contraste.Razones de luminancia: laluminancia

L1 = L3L2 L4

Es explicativa del punto de vistaalgorítmico. Y nos indica que lailuminancia puede ser irrelevante.

R+/V-

MLAz

+/Am-

B+/ N-

S-M-L S+M+L L-M



61

CONSTANCIA DEL COLOR

Dentro de ciertos rangos también existe. Puede desaparecer en sistema de visiónartificial.Máquina con diferentes visiones de luz ambiental. Los colores parece que cambian

cuando cambia la iluminación ambiental.

Cambio de color dependiendo del fondo. El contexto determina también como percibimos el color. Teorías basadas en la superficie.

TEORÍAS DE PROCESAMIENTO DE LA SUPERFICIE

- Neuronas que responden al color (células oponentes dobles al color).Tanto en la periferia como en el centro hay oposición al color. Si en el centro la célulase excita ante el verde se inhibe en el rojo en el centro.En la periferia teníamos justo el mecanismo opuesto. Muestra dos oposiciones al color,una en el centro y otra en la periferia.Se puede construir por la agregación de células que muestran la oposición simple alcolor.

El segundo tipo de célula muestra campo oponente al color. Son dos áreas circularesadyacentes (Verde +/ rojo -) derecha (rojo +/- verde).Se encuentran a partir de la corteza estriada (son frecuentes) la baja frecuencia de esas

células en la corteza visual se ha hecho que se cuestione su función en la percepción.



62

El papel de las células doble-oponente:R+/V-/ R-V+En parte de la periferia luz roja y es rojo -, tiende a cancelar. Se activa cuando en la

periferia se activa el verde. Esta célula en esta situación se va a activar.2º fila) Tenemos menos intensidad luminosa.

Estás células son sensibles a los cambios de longitud de onda que inciden sobre suscampos receptivos. Lo que hace la célula es calcular diferencias en longitudes.

Necesitamos un mecanismo que sea sensible del cambio de longitud de onda. (Célulasoponentes al color). Es el mecanismo que necesitamos para explicar la constancia delcolor.

CONWAY

- La codificación del color es tricromática en los fotorreceptores de laretina.

- A partir de las células ganglionares es sistema de percepciónoponente al color. Rojo/ Verde

Azul/ AmarilloBrillo

V1. Nos encontramos con células doble oponentes al color. Ven contrastes cromáticosno diferencias en intensidad luminosa.A partir de hay Conway propone que el matiz del color se percibe en V2. Los naranjas

están representados alado de los rojos/amarillos/rojos/verdes.El lugar de V2 que se activa va a determinar el matiz que se va a percibir.

- El papel de las células doble-oponente:

Responden de la mismamanera a las diferenciasentre longitudes de ondaque inciden sobre centro y

periferia.

Sin embargo:1. Hay muy pocas en V1

(Shapley y Hawken, 2002)

Teorías de procesamiento de la superficie



63

AMBURGUESA: Sólo hay rojo en la imagen. Curioso que se perciban diferentescolores cuando sólo hay líneas blancas y rojas.Es un estudio muy antiguo de Land que creó una teoría de codificación del color (TeoríaRetiñes).

La percepción del color: Retina + Cortex (Retinex).Es el creador de las Polaroid.

TEORÍA RETINEX (Land, 1964, 1974, 1985)

En sus experimentos Land utilizó figuras compuestas de parches de color, llamadasMondrian. Estas figuras pueden presentarse bajo condiciones de observación natural yen el vacío.

En cualquiera de los dos casos, los proyectores se ajustan, por ejemplo, haciendo que la cantidad de luz roja reflejadasea de 60, que la de luz verde sea 30 y la de luz azul, 10.

Land realizó una serie de experimentos utilizando estímuloscon parches de diferentes colores dada su semejanza con loscuadros de Modrian se le llama estimulo de Modrian.

Estimulos: 2 condiciones:-observador natural-observador en vacío

No utilizó luz blanca para iluminar los estímulos. Utilizó 3 focos (rojo, verde y azul) encantidades diferentes: más luz roja, menos verde y muy poca azul.

Cuando un observador en condiciones normales se le pregunta por un parche de uncolor lo ve de ese color a pesar de la luz de los focos.El color que tiene el parche si dependiese de la longitud de onda diría que siempre esrojo.En la diapositiva hay un parche del verde iluminado. Lo que ocurre no es que se percibaerróneamente el color, es que no se percibe color, es gris o blanco dependiendo de la

intensidad luminosa.Para percibir el color necesitamos una superficie más (dos superficies)

En condiciones de observación natural (a laizquierda) los sujetos perciben correctamente cadacolor. Por ejemplo, los parches verdes se percibencomo tales, aunque realmente reflejen máscantidad de luz de onda larga que media.

Evidentemente, el color del parche nocorresponde con la longitud de onda



64

predominante reflejada por él. En condiciones de observación en el vacío, el parcheverde se percibe como blanco o gris claro. Por tanto, el color percibido en unasuperficie está determinado por la composición de longitudes de onda reflejadas porella, pero también por la de las superficies circundantes.

• ¿Por qué una superficie se percibe verde aunque refleje mayor cantidad de luzroja que verde?

– Evidentemente sólo hay una solución a este problema. La superficieverde tiene mayor reflectancia a la longitud de onda media, que a lasdemás longitudes de onda. Por tanto el sistema visual debe basarse en lareflectancia, más que en la luminancia misma.

– ¿Cómo se logra calcular la reflectancia? La solución pasa por compararla eficacia diferencial de la superficie para reflejar distintas longitudes deonda (larga, media y corta). De todas formas la comparación sólo es útilsi se dispone de más de una superficie.

¿ Por qué una superficie se percibe verde aunque refleje mayor cantidad de luzroja que verde?

- Si cogemos el parche verde iluminemos como iluminemos si tieneuna reflectancia del 95% de luz verde la va a reflejar haya mucho o

poco verde iluminado. La reflectancia es fija.- Lo razonable es pensar que el sistema visual calcula la reflectancia

para percibir el color. El problema es como podemos calcular lareflectancia. Si la única influencia disponible es la luminancia (luzque llega a sus ojos).

Calculamos la reflectancia:

1) El sujeto realiza un registro de luminancia de la escena (como hacemos unregistro de la luminancia del rojo/verde/azul (como con un filtro).

2) Estos registros de luminancia nos sirve para realizar comparaciones dentro de

ese registro de la intensidad luminosa entre distintos parches. Nos sirve paradeterminar los lugares que tienen más intensidad luminosa de ese color en esa banda.

3) Comparamos entre registros de luminancia que nos acerca muy claramente alcolor auténtico del parche.

Teoría Retinex: Color: 2 comparaciones:- Distintos lugares en el rojo o verde o azul- Entre distintas bandas de onda para la misma posición

El blanco tendría alta luminosidad pero en todos los casos.



65

Registro de luminosidad de una escena compleja,cuando se observa sólo bajo una luz de onda larga(rojo), de onda media (verde) o de onda corta (azul).

El sistema visual obtiene información sobre lareflectancia para cada longitud de onda de cada parchecomparando su eficacia para reflejar esa luz. Cada

parche tiene una luminosidad diferente en cada luz,ese es el registro de luminosidad de la escena.

¿ Dónde se produce la comparación?

Probablemente en V4.

Experimento:- Control:- Cerebro dividido (cuerpo calloso

seccionado): Identifica el parche como gris / blanco.

Tenemos exactamente lo mismo que si lo estuviésemos presentado una condición en vacío. Para que se identifique elcolor del parche correctamente el color se construye en algúnlugar de la corteza en el que se unan la información de los doshemisferios.

- Zeki ( 1999) presentó datos de un paciente con lesión en V4. El paciente PB no identifica correctamente los colores, sólo percibe elcolor cuando la longitud de onda predominante es de ese color. Elcolor se basa en longitud de onda predominante. No se construyecorrectamente el matiz.

• La teoría Retinex sostiene que el sistema visual compara los registros deluminosidad de una escena obtenidos para las tres bandas de onda. Por tanto, elcolor es el producto de dos comparaciones, una entre las superficies para la luz

de la misma banda, y otra entre los tres registros de luminosidad obtenidos paradistintas bandas de ondas. El color es una comparación entre comparaciones:cuando cambia la luminosidad cambian simultáneamente los tres registros,

permaneciendo invariable el color.



66

TEMA 3. PERCEPCIÓN DE

DISTANCIA Y PROFUNDIDAD

1. Percepción de la profundidad1.1. Dificultad1.2. Factores que afectan la percepción de la profundidad:

1.2.1. Claves Oculomotoras1.2.2.Claves binoculares1.2.2. Claves monoculares (pictóricas)

1.2.3. Claves dinámicas2. Relación tamaño-distancia2.1. Constancia del tamaño.

Bibliografía• Goldstein, E.B. (op. cit.) . Capít. 7. • Matlin y Foley (op. cit.). Capít. 6. • Marcos-Ruiz, R. (1992). Percepción del espacio. En J.L. Fernández-Trespalacios

y P. Tudela (Eds.): Atención y Percepción (capít. 9, p. 463-504). Madrid:Alhambra.

• Munar, E., Rosselló, J. Y Sánchez-Cabaco, A. (op. cit.), Capít. 11.• Ohzawa, I, DeAngelis, GC, Freeman, RD. (1997). The Neural Coding of

Stereoscopic Depth. Neuroreport, 8, 3-12

¿Por qué es difícil la percepción de la profundidad?• La percepción de la profundidad nos resulta tan natural que no caemos en la

cuenta de la dificultad que implica.Tres conceptos relacionadosDistancia Egocéntrica (O-S);Relativa (Ob-Ob); la distancia que ha entreobjetos cualquieraProfundidad (3-D).tridimensionales

- La dificultad es enorme: el mundo es tridimensional. Nuestra retina

son bidimensionales. Evidentemente necesitamos reconstruir latercera dimensión, la profundidad.



67

- Clásicamente el problema se ha abordado desde dos polos opuestos:nativistas (Gestalt) frente a empiristas (James).

- En uno u otro caso, se admite que el sistema debe emplear indicios¿Cuáles son las claves que utiliza para reconstruir la profundidad?

Innato- Aprendido

Dos posturas diferentes que han aportado datas que apoyaran una postura innatista oaprendizaje.

Gato: Distintas profundidades. Excepto la rata todos los demás siendo pequeños (6ms)evitan moverse a zonas más profundas a pesar de los incentivos. Los niños tan pequeñostienen ya una percepción de la profundidad bien desarrollada. Este experimento

apoyarían la posición naturista (innato).

Otra investigación: El sujeto se le pone un prisma binocular en ambos ojos y el prismainvierte completamente la visión retiniana. Lo que esta arriba se proyecta arriba, y loque esta abajo se proyecta abajo. El insultado es que el individuo es incapaz de realizarningún comportamiento. A medida que transcurre el tiempo el individuo puede realizarcomportamiento complicado: Evidencia de que la experiencia perceptual es importantees importante para actuar/ percibir.

Hay datos que apoyan a ambas. Las coinciden en que la unidad manera es que elsistema visual está especializado en la detección de indicios o claves de profundidad ode distancia.

Claves oculomotoras

CONVERGENCIA ACOMODACIÓN

OCULOMOTORAS

ESTEREOPSIS

BINOCULARES

INTERPOSICIÓN TAMAÑO PERSPECTIVA

ESTÁTICAS DINÁMICAS

PICTÓRICAS(MONOCULARES)

VISUALES

CLAVES DE PROFUNDIDAD



68

• Para mantener focalizados los objetos, los ejes longitudinales de los ojosconvergen de una forma que depende de la distancia objeto-observador. Paraque se produzca convergencia, los músculos extraoculares tienen que contraersede forma apropiada. Si el sistema visual recibe información sobre el grado decontracción muscular, puede emplearla para inferir la distancia objeto-sujeto.

• Algo similar puede ocurrir en el caso de la acomodación del cristalino: losmúsculos ciliares tienen que contraerse en función de la cercanía del objeto alobservador.

Los movimientos de convergencia son movimientos que requieren… A medida que elobjeto se acerca la cantidad de rotación que yo tengo que dar a mis ojos es mayor.

Ángulo de convergencia, para enfocar el objeto es necesario que se produzcanmovimientos oculares. Especialmente el núcleo medial recto (relajarse/ contraerse) deforma adecuada. Para que se produzca el movimiento de convergencia es necesario quese produzca relajación y contracción de los músculos oculares.

También es necesario que la forma del cristalino se adapta a la distancia objeto-observador más cerca: acomodación más redonda para sanar la potencia refractiva. Esnecesario que entren en acción los músculos alrevés que están enganchados de cristalinocon las fibras zonales, lo que hace el cristalino se ambombe o no.

A medida que decrece la distancia observador-objeto el ángulo de convergenciadecrece. Distancia egocéntrica.

Por otro lado el abombamiento del cristalino.

1) Infinito visual:



69

A medida que el objeto esta más cerca del observador el cristalino se va abombandocada vez más y los músculos filiares están más tensos. Distancias egocéntricas.

¿ Hasta que punto esa información es valiosas?

Ángulo visual: Se calcula a partir del tamaño del objeto y la distancia observador-objeto.

1) Distancia observador-objeto2) Distancia entre los ojos del observador

Ángulo de convergencia: Función directa de la distancia entre los ojos..- Función indirecta entre la distancia observador-objeto.

Esta información va a ser razonablemente buena hasta los 2 metros. A partir de dosmetros el ángulo de convergencia sería inútil. Algo parecido sucede con la acomodacióndel cristalino. Distancias todavía menores de dos metros. (Distancias egocéntricascortitas). Más allá la información de estas claves es irrelevante.

• Trotter (1993, Lewis et al, 1998).El mensaje oculomotor que llega a la corteza visual primaria está relacionado con laconvergencia ocular. El mensaje podría indicar la posición de los globos en las órbitas o

bien ser una “copia” del enviado a estos músculos.• Puede realizarse una estimación de distancia basándose solamente en claves de

acomodación y convergencia?+ Sí, pero no es muy fiable (Wallach y Floor, 1971).



70

- Acomodación: Es útil sólo para objetos muy cercanos (más allá de unoscuantos metros los músculos ciliares están ya completamente relajados y su informacióndeja de ser útil).

- Convergencia: Es, potencialmente, mejor, pero también muy limitada. Elángulo de convergencia es inexistente prácticamente a una distancia de 2 metros.

• Las claves oculomotoras son poco útiles para construir la profundidad adistancias superiores a dos metros (Foley, 1991). Incluso es posible que seanirrelevantes (Logvinenko, Epelboim y Steiman, 2001)

Claves visuales binoculares: estereopsis• Los campos visuales de cada ojo están solapados en gran parte. Sin embargo, en

el caso humano, el punto de vista de cada ojo, debido a su situación frontal y suseparación (unos 5/6 cms.) es levemente diferente. Esta disparidad en lasimágenes retinianas proporciona una información valiosa para construir la

tercera dimensión, al menos cuando la distancia a la que se sitúan los objetos delobservador no es excesivamente grande (hasta 30 m.).

La distancia a la que esta el objeto va a ser fundamental para explicar el papel de estaclave. Las imágenes que se proyectan a un ojo u otro son relativamente diferentes y va adepender la distancia del objeto y la separación que tengamos entre un ojo y otro.Tenemos una visión unitaria de la escena (sistema capaz de fundir los dos estímulos enuna imagen única). Tiene que resolver el problema de la distancia entre una imagen y laotra. (Estereopsis).

Imagen izquierda ( Ojo izquierdo) Imagen derecha ( Ojo derecho).

La escena se convierte en una imagen tridimensional ( 2 imagen=1)

CUANTIFICANDO LA DISPARIDAD

Para que lo anterior sea posible (Calcular la disparidad retiniana de las imágenes):

Depende:- Distancia iterpupilar

- Distancia de fijación

A. Seale (1999). Retocado por Kaufman y Kaufman (2000). Explainingthe moon illusion. PNAS, 97, 500-505



71

η: Disparidad retinianaI : Distancia interpupilard: Distancia Fij-ObjetoD: Distancia de fijación

Dd D I Id

++=

22)tan(η

Como esta mirando el árbol la imagen se forma en la fovea de cada uno de las retinas.El guardia esta bastante cerca de la fovea en un ojo y en otro bastante lejos de la fovea(En lugares diferentes de ambas retinas).

3) Acercamos el guardia al observador pero el sujeto mira el árbol la imagen del

guardia no es fóvea. La diferencia de la imagen retiniana es más dispar ahora.Pero la imagen coincide en el mismo lugar retiniano. (A el 2º ojo izquierdo y enel derecho).Las imágenes se dice que no son dispares. Si es no ocurre se diceque las imágenes son dispares.

Calculamos el grado de disparidad:

La visión estereoscópica es posible porque somos capaces de computar la disparidadretiniana, que incrementa en función de la distancia en profundidad de los objetos ydisminuye con el cuadrado de la distancia de fijación

Un objeto puede parecer el mismo a diferente distancia.

Id =tan



72

HorópteroDicotomizado. Tengo objetos que no producen disparidad y objetos que si producendisparidad.

No producen disparidad; El objeto que está en el punto de fijación no producedisparidad.

Niños en distintos lugares de la piscina. A y C están dentro del semicírculo. Esos niñostampoco producen disparidad. Si el punto en el que se proyecta en un ojo que en otro esel mismo no produce disparidad aunque no estén en el punto de fijación. En la líneaimaginaria no se produce disparidad. Esa línea imaginaria en la que se producedisparida 0 es el horóptero. Es una línea que depende de la distancia observador-punto

de fijación y la podíamos definir como un círculo imaginario en cuyo perímetro ladisparidad es O. Pasa por el punto de fijación y por los puntos nodales (centros ópticos)de los ojos. ( Horóptero de Vizth-Müller).Los niños B, D, E, F proyectan a lugares diferentes de la retina, producen algún tipo dedisparidad ¿ Cómo podemos caracterizar esa disparidad?

DISPARIDAD CRUZADA

Como está más cerca tiene que rotar sus ojos en dirección nasal para poder mirar elmuro del rojo: incrementando el ángulo de convergencia (cruzando más los ojos) . Másacá de la línea del horóptero.

Mirar el objeto lejano: Reducir el ángulo de convergencia tiene que descruzar los ojos (disparidad no cruzada) ,. Más lejos que la línea del horóptero respecto del observador.

Los objetos anteriores o posteriores a la línea de fijación, el horóptero, proyectan susimágenes en lugares dispares de la retina. Producen disparidad cruzada.

Los objetos anteriores o posteriores

a la línea de fijación, el horóptero, proyectan susimágenes en lugares dispares de la retina. Producendisparidad cruzada los que están más cerca que el

punto de fijación (P) y no cruzada los que están máslejos. Todos los objetos situados en el horóptero, la

proyectan en puntos coincidentes, producen disparidadcero.Por tanto, la información sobre la disparidad, su gradoy tipo (cruzada o no) puede ser empleada por elsistema visual para construir la 3-D.

La disparidad disminuye con el cuadrado de la

distancia de fijación. Su utilidad es mayor a pequeñasdistancias.



73

Imágenes de objetos cercanos al horóptero pueden fusionarse y producir estereopsis(Área de Panum), el resto produce diplopía. La atención es un contribuyente importantea la eliminación de la visión doble.¿Cuál es la disparidad suficientemente pequeña como para cuantificarla? Por el área dePanum.Vierth- Millar. Horóptero teórico. Porque el ojo no es esférico. Si la geometría fueseesférica (pero no lo es). El verdadero horóptero es el empírico ya no tiene formacircular, pasa por el punto de fijación pero no al observación. Parábola de las bastanteseparadas cualquier punto que pase por el horóptero empírico produce disparidad 0.

La disparidad es suficientemente pequeña como para que el sistema pueda fusionar el

uno ojo (derecho más izquierdo) más lejos de área de Panum la disparidad es demasiadogrande para el observador, no puede identificar las imágenes no puede fundir en unasola. Fuera del área de Panum todos tenemos diplopía.¿ Por qué no vemos los objetos dobles? Quien experimenta la diplopía ve doble

• ¿Cómo se produce la estereopsis? Parece obvio que emparejando las imágenesde ambos ojos. Para emparejarlas hay que identificar elementos en la escena ydespués calcular la dirección de la disparidad. Esto es lo mismo que decir que seidentifican formas y luego se emparejan



74

• Sin embargo, hay estereopsis en ausencia de elementos identificables, comoocurre en los estereógrafas de puntos aleatorios (Julesz, 1971)

.

ESTEREOPSIS

ANÁLISISDE LA

FORMA

ANÁLISISDE LA

FORMA

OJOIZQUIERDO

OJODERECHO

OJOIZQUIERDO

OJO

DERECHO

ESTEREOPSIS FORMA



75

Si no fuésemos esterociegos veríamos un triángulo flotando bajo el fondo. Las únicasformas reconocibles son los puntos pero son todas iguales. Este tipo de estímulos nos

llevan a una experiencia totalmente diferente. Si no hay formas reconocibles es mejorasumir que 1º se funden las imágenes y después es cuando aparece la imagen del objeto.El cambiar del estímulo a determinados el cambio de teoría.

Cuando se logran fusionar se percibe una figura tridimensional.

El problema de la correspondencia (Cual es el punto de la imagen izquierda secorresponde con el de la derecha).

¿Cómo se produce la fusión binocular?

– Julesz sugiere que se produce por unacomparación punto a punto. El problema de lacorrespondencia es enorme: el número deemparejamientos posible es una función

potencial del número de puntos.

EL PROBLEMA DE LA CORRESPONDECIA• Teorías Computacionales:

– Algoritmo Cooperativo de Marr-Poggio• Compatibilidad: Puntos negros sólo se emparejan con puntos

negros.• Unicidad: Un punto negro en OD puede emparejarse sólo con

uno negro en OI.• Continuidad: La disparidad varía suavemente con la

profundidad.

– Algoritmo basado en detección de bordes:• Emparejamiento de bordes

• Escalas múltiples• Primero escalas amplias,

luego estrechas. Elmovimiento ocular esfundamental



76

Simétrico

Antisimétrico

Camporeceptivo

S A S A S A

Desplazamientodel enrejado 0 45 (90) 90 (180)

-El observador forma todas las parejas posibles. Sabiendo que el objetivo es descartarlas parejas falsas. Tiene tres clases de supuestos:

1) Compatibilidad:

Solo se emparejan puntos negros con negros y blancos con blancos. Del conjunto de parejas falsas podemos quitar blanco de uno y negro de otro.2) Unicidad: Un punto negro del ojo izquierdo sólo puede emparejar con un negro

del derecho.3) Continuidad: La disparidad varía suavemente con la profundidad.

La función de estos es descartar el de parejas falsas. Los ganadores son los quecontrolan lo que se ve. No nos sirve.

- Algoritmo basado en detección de bordes (Tampoco nos sirve).

Teorías de Filtros:

Si en un estereograma de puntos aleatorios se eliminan sólo las altas o sólo las bajasfrecuencias espaciales, se sigue percibiendo en profundidad, pero si en una mitad seeliminan las altas y en la otra mitad las bajas, no se produce la fusión, sino rivalidad

binocular. Luego, la estereopsis parece depender de la correspondencia de frecuenciasespaciales.

Parece que la información de frecuencias espaciales que se proyecta a ambos ojos escrucial y común a ambos ojos. Cuando borramos las bajas frecuencias y mantenemoslas altas frecuencias de ambos ojos son comunes. Sólo conseguimos borrar laestereopsis cuando borramos en un ojo bajas y en otro las altas.

• La idea es muy simple: la fase permite computar la disparidad(Sanger, 1988; Ohzawa, DeAngelis y Freeman, 1990, 1997).



77

La nueva teoría simplemente viene a decir:¿Qué parámetro es equivalente del desplazamiento lateral que da lugar a la estereopsis?Lo que caracteriza en término de frecuencia espacial de un ojo respecito de otro es el

desplazamiento espacial de un ojo respecto de otro es el desplazamiento de fase en lasmismas frecuencias espaciales.Si nos separamos los ojos la diferencia de fase aumenta. Cuanto mayor distancia alláentre centro y centro del ojo mayor diferencia hay entre las fases.

El sistema computa la fase de cada uno de las frecuencias espaciales presentes en elestímulo en cada uno de los ojos.

Distinta fase 0. No hay desplazamiento lateral.Mayor que fase 0. Disparidad retiniana.

El problema se reduce a cómo el sistema visual podría calcular el desfase. Para ello elsistema debe tener mecanismos que son sensibles a la fase. En la vía visual haydetectores de la fase visual.Existen esos detectores, células simples V1 y células complejas que reciben de estainformación. Son las ilustradas en la diapositiva.

1) La célula tiene una zona excitadora (central) y dos inhibidoras (laterales).Funciona la cancelación de la zona excitadora con respecto a la inhibidora y viceversa.Esa célula se denomina de campo receptivo simétrica o célula simétrica.

2) Cuatro zonas; 2 excitadoras y dos inhibidoras, de forma alternante.Si el campo receptivo esta iluminado de forma completa la inhibidora anula a laexcitadora. No altera (célula asimétrica).

¿ Cómo se computan esas 2 células la fase?Enrejado: Proyecta de la manera ilustrada.

¿Cuál va a ser la actividad de estas células?

1) El resultado es activación de la célula de campo simétrico.2) Zona excitadora en barra oscura (no hay excitación).



78

3) Zona inhibidora en barra oscura (no hay inhibición).El resultado neto es la tasa base de disparado.

(90) 180: Desplazamiento real de nuestros ojos.

1) La predicción es de esta célula simétrica si se activa será más bien poco.2) Activación de esa célula.

Un desplazamiento lateral equivalente que se produce por el desplazamiento de nuestrosojos.El una célula simétrica está más activada y en otra célula antisimétrica está menosactivada por el desplazamiento lateral.Si no hay desplazamiento lateral la activación sería igual en la célula simétrica yasimétrica.Para calcular la disparidad realmente lo que necesitamos 2 células especializadas conuna frecuencia espacial determinada.

Ventaja-Ya no tenemos problema de correspondencia.Una teoría como esta es mucho más eficiente que las teorías de tipo computacional.¿Ya tenemos como explicar la estereopsis? No porque nos consta que por encima de V1todavía hay aportaciones a la construcción de la tercera dimensión porque hay otro tipode estereopsis que es totalmente opuesto al que acabamos de ver si basa en lo que esespecífico de cada ojo, no de la diferencia entre los ojos. Estereopsis de DaVinci.

• ¿Hay datos que apoyen esteanálisis en el caso de escenasnaturales?

– Hay células complejas enla vía visual que integraninformación procedentede células simples concampos receptivosdesfasados (Ozhawa et al,1997).

• Problemas: – ¿Hay estereopsis enniveles superiores?

– Stereopsis de Da Vinci

La idea tiene dos ventajas: No hay que emparejar elementos o características, por tanto no hay problema decorrespondencia.El cómputo tiene lugar en todas las regiones de la imagen, y no sólo en los pasos decero (Marr y Poggio, 1979; Mayhew y Frisby, 1980).



79

Lo que es común a ambos ojos es evidente pero lo que es no es común también. Estasuperficie tapa para 1 de los ojos una parte del campo visual, sólo proyecta al ojoderecho. Hay una posición que es exclusiva del ojo derecho y otra que es exclusiva parael ojo izquierdo. Aquí la teoría anterior no puede ser aplicada, porque dice que para quese pueda computar la estereopsis tiene que coincidir la imagen en ambos ojos.

No todas las personas estamos capacitadas para ver la tercera dimensión mediante laestereopsis.

Estereoceguera: No son capaces de fusionar las imágenes de ambos ojos, sus percepciónde la distancia no puede estar basándose en claves que implican un solo ojo más queotras claves. La visión del espacio, tridimensional no se puede percibir de forma

binocular.

• Estereoceguera: Algunas personas (entre un 5 y un 10% de la población) sonincapaces de emparejar las imágenes estereoscópicas, son estereociegas,

probablemente debido al no desarrollo de neuronas binoculares. Uno de losagentes causales más importantes es el estrabismo, que imposibilita enfocar unmismo objeto con ambos ojos a la vez. El déficit se produce si el problema no secorrige antes de la edad escolar. (Estereoagudeza: 15’-20’= excelente)

• Rivalidad binocular: ¿Cuál es el patrón que emerge si cada figura se presenta aun ojo? Se ignora alternativamente información de un ojo o del otro.Durante la supresión, los sujetos fracasan en la visión de objetos situados en elárea suprimida

Una persona estereociega no pueda llenar una taza de café, lo derrama (no sabe si estánen el borde). La causa fundamental de la estereoceguera se corrige en la actualidad (esestrabismo). Los ejes ópticos de los ojos no están alineados.

La consecuencia de estos es que la imagen que se proyecta a un ojo es diferente de queque se proyecta a otro ojo. La imagen retiniana entre un ojo y otro es totalmentediferente. Si las imágenes no se pueden fundir la consecuencia es visión doble (no es loque realmente tienen) o que uno de las imágenes sea suprimida igual visión monocular.Lo que corresponde al ojo que está alineado peor (ojo estrábico) y puede que el ojovuelva vago tenga una agudeza visual reducida.

La corrección hace que el individuo no sea estereociego y pueda recuperar gran parte dela visión estereoptica y es posible que el otro ojo se recupere también.

Diferente capacidad refractiva entre un ojo y otro.

Anisometropía:

Por dos causas:

Podemos tener 1 ojo emétrope (potencia refractiva buena) y otro emiope (potenciarefractiva en otro mayor)



80

Hipermétrope-emétrope.

Si uno es emétrope (nítida) y otro es hipermétrope (borrosa).Borramos una frecuencia en un ojo y otras en otro ojo porque la proyección retiniana enotro ojo (mayor cuanto más anomalía tenga en la potencia refractiva el ojo anormal).

La Anisometropía es por la incapacidad de fusión uno de las imágenes puede sersuprimida (la que se proyecta borrosa). Una corrección óptica es suficiente.Todo esto se puede estudiar experimentalmente.Proyectamos en un ojo y otro, imágenes totalmente diferentes.

Se percibe una cosa o la otra.

Lo que observamos es que una vez veremos la cara y va a emerger la firgura de la carasi vemos normal.Piedras: Anaglifo: Forma alternativa de producir estereopsis.



81

Claves monoculares (pictóricas) estáticas

• Prácticamente todas las superficies tienen textura (el granulado de una pared, losdibujos de la madera, ...).

• La densidad de la textura cambia con las distancia de las distintas partes del

objeto, dado que no suelen ser perpendiculares a nuestra línea de visión. Estecambio se denomina gradiente de textura

• El gradiente de textura proporciona información sobre la distancia, el tamaño ylos bordes de los objetos (Gibson, 1950; Todd y Akerstrom, 1987). Los dosfactores importantes:

– semejanza de la forma – semejanza del tamaño de los elementos de textura.

Altura. Los objetos situados lejos de la línea del horizonte, tanto por encima como pordebajo de ella se perciben más cercanos al observador que los cercanos a ella.

El tamaño proyectado sobre la retina es una función inversade la distancia. Esta clave explica también otras como laaltura relativa, el tamaño o la perspectiva lineal.



82

Tamaño. El tamaño por sí solo puede influenciar la percepción de profundidad: losobjetos más pequeños se perciben como más lejanos. Proporciona información dedistancia relativa.

Cuando el objeto es familiar, el tamaño de su imagen retiniana sirve para calcular deforma adecuada la distancia. Si el objeto, por el contrario no es familiar, entonces es

necesario compararlo con otros para poder enjuiciar adecuadamente.



83

El conocimiento previo sobre la distancia a la que está situado un objeto no essuficiente para interpretar su tamaño adecuadamente. Gruber y Dinnertein (1965).Cuadrados situados a 16 y 8 metros a lo largo de un pasillo, el primero doble que elsegundo. Cuando se suprimen las claves del pasillo, se perciben los dos cuadrados comosi estuviesen a la misma distancia y fuesen de tamaño idéntico. Casos similares deinterrelación tamaño distancia son los que proporcionan la habitación de Ames y lailusión de la luna.

Interposición u oclusión. Cuando un objeto tapa, o ensombrece, parte de otroobjeto, el primero se percibe como más cercano. Es quizá la clave más primitiva de

profundidad, por ello es una de las más simples y poderosas.No indica distancia entreobjetos. Requiere asignar los límites a regiones del espacio. Puede llegar a anular ladisparidad cuando hay conflicto, pero es incrementada si la superficie oclusiva contienefrecuencias espaciales altas (Brown y Weisstein, 1988).



84

Perspectiva lineal. Se refiere a los cambios en la imagen de los objetos

conforme retroceden respecto del observador. El efecto más aparente es la convergenciade paralelas, que produce una de las más fuertes impresiones de profundidad. También

puede contrarrestar la información proporcionada por la disparidad (Stevens y Brookes,1988).

El punto del infinito donde parecen converger las líneas se denomina punto defuga.

Perspectiva aérea.Los objetos más distantes se perciben más difuminados que los cercanos. Se debe a lainteracción de la luz con las partículas suspendidas en la atmósfera. Su valor para la

pintura fue descubierto por Leonardo. O’Shea, Blackburn y Ono (1993): la reduccióndel contraste de los objetos hace que estos aparezcan más distantes. Consecuencias

prácticas en actividades como pilotaje de aviones.



85

Sombras. Los objetos tridimensionales producen sombras, sobre todo dentro del propioobjeto, por tanto tienen gradientes de luminancia. El sistema visual parece emplearlasteniendo en cuenta:i) Sólo hay una fuente de luz,ii) La luz viene de arriba (definido retinalmente, no ambientalmente, Howard,Bergström y Masao, 1990).iii) El sesgo de convexidad es un 30% mayor que el de concavidad (Liu y Todd, 2004)

Es una clave que no se emplea para inferir distancia relativa ni relación distancia objeto,sino para la nítidamente. La clave es que los objetos tridimensionales proyectansombras sobre sí mismos. La intensidad luminosa dentro de la superficie del objetocambia debido a la propia forma del objeto. Los objetos tridimensionales hace quecambie el gradiente de intensidad luminosa: inferir tridimensionalidad.

El sistema visual parece emplearlas teniendo en cuenta.

1) Hoyo ( abajo ) montículo: Los dos son la misma, pero una está rotada en el plano vertical . En las dos apreciamos un gradiente de intensidad luminosadiferente. Percibimos esa superficie como un hundimiento del terreno. Por tanto

el campo de la intensidad luminosa es la clave. Cuando hay un gradiente de laintensidad luminosa que nos da la clave.

2) Conjunto de objetos que parecen proyectar una sombra y parece que retrocedeny el segundo están a la misma distancia aparente diferente del observador. La

proyección de la sombra hace que veamos todasal mismo nivel y otra y a distinta distancia.

El sistema visual utiliza supuestos que son 3:1) Tenemos una fuente luminosa y solo 1. Esa fuente

de luz está situada en principio arriba pero hayque matizarlo (arriba respecto de las retinas delobservador). Si el observador invierte su posición



86

en el espacio (haciendo el pino) arriba estaría en el suelo.Hay una preferencia por arriba a la izquierda, se consigue más rápida si la luz estáarriba a la izquierda. Eso es lo que tenemos percibido cuando vemos las fotografíasdel cráter (la luz está situada arriba a la izquierda).En primero había discrepancias, pero nadie percibe plano el cambio de intensidad

luminosa es prácticamente inexplicable, la primera se fue peor porque la luz estásituada a la derecha. Es más fácil si la fuente luminosa está a la izquierda.

2) Sesgo de convexidad: Preferencia del sistema de que las superficies salen haciafuera, es una preferencia de la convexidad, que de la concavidad cuando laescena es ambigua.

Hoja: Sólo tenemos cambios en la intensidad de la luz, tenemos tridimensionalidad.Tenemos un gradiente de intensidad luminosa que es explicable por una fuenteluminosa arriba a la izquierda.

Homer: Tenemos color pero es irrelevante para percibir tridimensionalidad. Eldibujante también supone lo de la fuente luminosa arriba a la izquierda.



87

Claves dinámicas. Paralaje de movimiento.• Cuando el objeto (o el observador) se desplaza se produce un cambio en la

perspectiva de ese objeto (paralaje absoluto) y en relación con los demás objetos

de la escena (paralaje relativo).

El observador se desplaza físicamente en el espacio. Considerando un solo objeto si

el sujeto se mueve la perspectiva del sujeto cambia. En ese cambio de perspectiva sele conoce como paralaje absoluto de movimiento.La relación entre los objetos (dos o más) situados en el campo visual del observadorcambia. A ese cambio de perspectiva se le denomina paralaje relativo demovimiento.

Paralaje absoluto: un objetoParalaje relativo: dos o más objetos: Cambio de perspectiva; el sujeto lo utiliza

Para inferir distancia o profundidad absolutaPero la utiliza para calcular distancia relativa.

• Flujo óptico:• Gradiente de movimiento: Cuando el observador se mueve perpendicularmente a su punto de fijación: todos los puntos por encimadel de fijación (distantes) parecen desplazarse en la dirección delmovimiento, todos los situados por debajo (cercanos) en la contraria.Cuanto más cercanos alobservador más rápido eldesplazamiento.

• Expansión óptica: ÁreaMST (Wurtz, 1998;Clifford et al, 2000)

• Las estimaciones de profundidad basadas en el paralaje de movimientoson tan exactas como las basadas en ladisparidad binocular (Graham, 1965).

El elemento fundamental para hacer las dos inferencias es la velocidadaparente de desplazamiento aparente de la retina. Es notorio que si el observadoresta mirando a una posición del espacio todos los objetos situados parecendesplazarse con el movimiento del observador. Pero el movimiento es una función

aparente de la distancia a la que está situada.



88

Ventana coche: Los quitamiedos parecen desplazarse de forma vertiginosa y lasmontañas no.Más cerca del observador: Mayor velocidad aparente. Respecto del punto de fijaciónlos objetos parecen desplazarse del modo contrario, en la dirección opuesta alobservador. Más debajo, al contrario. Más encima del punto de fijación, en la misma

dirección que nosotros.

- Expansión óptica/ Contracción:Se refiere a la apariencia de movimiento que tienen los objetos (estáticos)en el campo visual / ganar velocidad cuando el objeto se acerca.

- Carretera (adelante); Van aparentemente abriendo el campo visual yla velocidad es una función inversa a la distancia.

- Cuando más rápido vayamos nosotros más rápido se abrirán losobjetos entre nosotros y cuanto más lejos más lento.

- Cuanto miramos por la ventana de atrás (contraria a la dirección delmovimimiento). El campo visual parece que va estrechándose.Cuando más rápido va el coche, los objetos situados lateralmenteaumenta. Es la contracción de los objetos dentro del campo visual.

En todos los casos opera el desplazamiento aparente que es una función de la velocidada la que vamos y de la distancia a la que está situado el objeto.

Lo calculamos de distancia en paralaje son tan exactos como la visión binocular.

En resumen: Umbral diferencial de distancia respecto al eje del objeto. La clave más poderosa es la oclusión por orden de eficacia.Claves:

1: Oclusión.2: Tamaño relativo3: Grande densidad4: Distancia observador-objeto

La disparidad binocular cerca tiene mucha eficacia. Altura sobre el horizonte: muyeficaces entre distancias grandes (20-80 cms).

Perspectiva aérea: Cuando la distancia tiende a crecer: mayor eficiencia.Ordenación de eficacia de claves:

1. Oclusión2. Binocularidad3. Perspectiva de movimiento ( paralaje)

En conclusión, el sistema visual utiliza un conjunto de claves, algunas las utiliza como preferencia para inferir objetos cercanos mientras que otras las utiliza para inferirobjetos a mayor distancia. La única clave es la misma a la misma distancia es laoclusión.



89

Integración de la información de profundidad

¿Cómo se combinan las claves de profundidad? Tres posibilidades• Dominancia: Una clave predomina sobre el resto: Perspectiva lineal sobre

tamaño en la habitación de Ames.

• Compromiso: Bruno y Cutting (1988). Las claves se procesan separadamente yluego se combinan aditivamente. El sistema visual parece estar compuesto pormódulos dedicados a una fuente de información.

– ¿Ocurre igual cuando las claves entran en conflicto? Rogers y Collet(1989): La percepción se vuelve inestable, como ocurre en el cubo de

Necker. Unas claves predominan sobre otras (la estereopsis puede sereliminada por la oclusión)

• Interacción: No hay procesamiento separado: Estereopsis y convergenciainteractúan para inferir profundidad

- Compromiso: Es lo que más frecuentemente se dará. Lo que ocurreen un contexto natural es que las claves están de acuerdo entre si, y loque hace el sujeto es sumar la información de las diferentes claves.

No todas las claves pesan lo mismo en esa sumas las más relevantes

pesan más. Una clave que siempre pesa más es la clave de oclusión.- Interacción: Implica que la utilización de una clave depende el

procesamiento de otra clave que haya presente (estereopsis yconvergencia): Interactúan a la estereopsis depende del grado deconvergencia ocular.

- La clave de estereopsis es dependiente de la convergencia ocular- .

Dibujos copa:a) La que predomina es la clave de oclusión: La segunda es la clave de altura

respecto de la superficie que se apoyan es la otra clave.

b) Conflicto entre claves:1. Oclusión: El vaso está delante.2. Altura: El vaso está detrás.3. No sabemos como interpretar eso.

• Cómo influye la interpretación de la profundidad en la percepción? Nakayama,Shimojo y Silverman (1989) y Nakayama, He y Shimojo (1995): la percepciónde la forma depende de claves de profundidad como la oclusión o la estereopsis.



90

Relación tamaño-distancia• Un objeto puede parecer el mismo a diferentes distancias, a pesar de que su

imagen retinal cambia. Este fenómeno se conoce como constancia del tamaño.• La constancia del tamaño depende no sólo de la imagen retiniana, sino también

de la distancia percibida (Holway y Boring, 1947) o del tamaño recordado(Shiffman, 1967).

• La relación entre la distancia y el tamaño percibidos se conoce comoescalamiento distancia-tamaño. Formalizada en la ley de Emmert:Tp=k*Tr*Dp. Esta ley explica tanto la constancia del tamaño como lasilusiones de tamaño.

Un pasillo que retrocede en profundidad respecto de nosotros (los dossujetos son del mismo tamaño). Si recortamos el personaje de atrás y lo traemosadelante tenemos la impresión de que es más pequeño).

Tamaño-percibido 1 es diferente del tamaño percibido 2



91

Tamaño retiniano grande y una distancia pequeña.Tamaño retiniano pequeño y una distancia grande.

La cosa se rompe cuando el tamaño retiniano es pequeño y la distancia también es corta.

2º dibujo. Shepard: Monstruos túnel. Perspectiva lineal. Gradiente de textura. Alturasobre el horizonte.

El tamaño retiniano de ambos es el mismo pero la distancia retiniana no es la mima.

TEMA 4. PERCEPCIÓN DEL

MOVIMIENTO

• Introducción• Movimiento real

– mecanismos:• de correlación• basados en gradientes

– movimientos del observador• Movimiento aparente

– movimiento estroboscópico – movimiento inducido y postefectos de movimiento – movimiento autocinético

• Movimiento biológico• Goldstein, E.B. (op. cit.). Cap. 8 • Matlin y Foley (op. cit.). Cap. 11 • Munar, E., Rosselló, J. y Sánchez-Cabaco, A. (op. Cit.). Cap. 12• Derrington, A.M. et al (2004). Visual mechanisms of motion analysis and

motion perception. Annual Review of Psychology, 55, 181-205



92

• El estudio experimental de la percepción del movimiento comienza en el sigloXIX con Exner (1875).

– Desde el comienzo los investigadores han mantenido que se trata de una“sensación primaria” (Exner, 1875; Wertheimer, 1912), porque laintrospección sugiere que se trata de una experiencia perceptual única,muy diferente de otras experiencias.

– También se ha mantenido que incluye una etapa previa dereconocimiento de patrones, puesto que el mismo patrón aparecelocalizado en diferentes lugares (Barlow, 1979).

– Integración: distintos mecanismos de detección de movimiento:• De primer orden: basados en la luminancia• De segundo orden: basados en la textura• De tercer orden: basados en características

• Los beneficios funcionales de procesar el movimiento tienen que ver con: – la codificación de la profundidad – la segmentación de la forma y el reconocimiento de objetos – la percepción del movimiento real de los objetos, guía de la acción.

La percepción del movimiento es una sensación primaria; se puede percibir elmovimiento sin que se perciba en si el objeto, sin que se preste atención. Es cogida porlos psicólogos de la Gestalt. Ha habido una segunda explicación que viene a decir locontrario, no es una sensación primaria para el individuo debe reconocer alguna de lascaracterísticas que hay presentes en el objeto antes que el movimiento se pueda percibir( Barlow, 1979).

Mecanismo de primer orden: Es capaz de percibir movimiento simplemente a partir decambios de intensidad luminosa sobre un fondo homogéneo de intensidad ( Exner).

Mecanismo de segundo orden: Requiere que se produzca cambios en la textura de lasuperficie para percibir movimiento.

Mecanimo de tercer orden: Requiere un previo reconocimiento de características en laescena ( Barlow).

Profundidad:

Efecto de profundidad cinética

El movimiento nos puede permitir percibir objetos tridimensionales.El sistema visual puede construir representaciones 3-D empleando sólo informaciónsobre movimiento, es decir, sobre la velocidad y la dirección de los elementos. (Mather,1989).

El efecto fue descrito en primer lugar por Wallach y O'Connell (1953)



93

Objetos

Estructura a partir del movimiento: Efecto estereocinético: la rotación producedistorsión aparente de la forma, lo que lleva a la percepción de una estructura 3-D enrotación. Parece que el sistema visual asume la rigidez de la forma para interpretar los

cambios en el patrón.Cambia la forma porque estoy rotando el objeto. Cambia el cambio aparente de la forma para percibir estructuras tridimensionales.

Movimiento biológico:Puede determinarse la dirección (Cutting y Profitt, 1981) y el género del caminante(Mather & Murdoch, 1994).El movimiento permite extraer no solo formas rígidas, sino también formas articuladas.El sistema debe ser capaz de integrar información sobre los puntos a través de grandesáreas de la imagen para poder deducir la conexión entre ellos.

Segregación Figura-Fondo: Camuflaje: Los contornos de los objetos son definidos porel movimiento relativo.Aparece el contorno del objeto cuando hay movimiento. Entra el mecanismo desegundo orden, por lo que hay es un cambio en el cambio de textura.Guía de la acción

Evitar colisiones: El tiempo para la colisiónes la relación entre el tamaño de la imagenretiniana y la velocidad en cada momento

Expansión: A medida que el observador seacerca a un objeto visual cercano a el perecesepararse. Además el observador tiene unainformación de tamaño del objeto a medidaque el objeto se está cercano a él.Es posible predecir una colisión y evitarla.

• La estructuración del campo depende de la combinación de varios factores:dinamismo del objeto, de los ojos y de la cabeza. En este contexto se distinguen: – MOVIMIENTO REAL: Gregory (1998): Los objetos que se mueven de

una parte a otra del campo visual estimulan sucesivamente distintosreceptores retinianos, siempre que los ojos (o la cabeza) no realicenmovimientos de persecución del objeto (sistema imagen-retina). Cuandose producen movimientos de versión (o de cabeza) el objeto estimula elmismo (o casi) lugar retiniano (sistema ojo-cabeza).



94

– Que el observador está estático o que está en movimiento.

Es lo mismo que el observador mueva los ojos que mueva la cabeza.La diferencia es fundamental:

El observador está estático: Un objeto que se traslada físicamente en el espacio va a proyectarse en posiciones sucesivas en la retina del observador.Que este en movimiento de persecución (ojos-cabeza): Lo que intenta es mantener elobjeto en la fovea, en el mismo lugar retiniano. Di la velocidad del objeto es lenta seconsigue mantener la imagen en la misma posición de la retina.

No podemos utilizar el mismo mecanismo para explicar los 2 tipos de percepción:

Explicación 1: Mecanismo sistema imagen-retinaExplicación 2: Mecanismo de ojo-cabeza.

– MOVIMIENTO APARENTE: La percepción del movimiento se produceaunque el objeto no se mueve realmente. Que no haya objeto enmovimiento a pesar de que nosotros percibimos movimiento (percepciónde movimientos aparentes). Es una ilusión que tiene mucha importancia.Hay muchos tipos. Algunas clases son:

• MOVIMIENTO ESTROBOSCÓPICO. Ilusión de movimiento producida por estimulación de distintas zonas de la retina endiferentes momentos del tiempo. Es un movimiento ilusorio quese produce cuando se estimulan dos lugares diferentes retinianosen sucesión temporal. A poco que la distancia temporal deestimulación y la espacial sea adecuada.

• MOVIMIENTO AUTOCINÉTICO: se produce cuando elobservador mira fijamente a un punto luminoso que carece dereferentes. Cuando uno intenta enfocar un movimiento estático.

Necesita mantener movimientos oculares para enfocarlo, y

parapente comenzar a moverse de forma errática (el objeto).

• MOVIMIENTO INDUCIDO: es un caso de movimiento relativoen el que un objeto estático se ve en movimiento porque hayotros objetos del entorno que se están moviendo. Vemos enmovimiento algo que no está en movimiento y no vemosmovimiento cuando está dinámico.

• POSTEFECTOS DE MOVIMIENTO. Cuando se observa

fijamente un objeto en movimiento, y a continuación el objeto sedetiene, tiende a vérselo moviéndose en dirección opuesta a la



95

original. Cuando mira de forma persistente un objeto enmovimiento y cuando retira la visión parece que se estámoviendo en la dirección distinta en la que se movía.

Movimiento real. Sistema imagen-retina

• La imagen de un objeto en movimiento recorre posiciones sucesivas en la retina.Una explicación consistiría en postular la existencia de mecanismos detectoresdel movimiento.

• Estos modelos de detectores (de correlación) fueron propuestos formalmente porReichardt en 1969. Su estructura implica dos receptores, una unidad de demoray un integrador (correlatos).

Computan bien el movimiento cuando losestímulos se mueven en la direcciónadecuada y tienen la velocidad adecuada.Cuando el estímulo se mueve en ladirección (o con una velocidad) inadecuadalas señales alcanzan el integrador enmomentos temporales diferentes: no se

produce detección.Resultados de la selectividad direccional:

AdaptaciónPostefectos

Δt

Cor

Δt

Cor



96

Detectores de movimiento que están especializados en determinar que unaimagen se está desplazando por distintos lugares retinianos.Movimiento Reichard: Idea de correlación (multiplicación). Se basan en el producto dela información de distintos lugares retinianos.

Tres capas de células:- Capa de células de input ( entrada)- Capa de células de demora- Capa de células de correlación

Una de las células de entrada está conectada con la célula de correlación. Conecta con lade demora y luego con la de correlación.El principio fundamental es el procedimiento de correlación. Si llega la información a lacélula de salida procede de las dos células de entrada entonces se activa. Si llega enmomentos diferentes en el tiempo entonces la célula no se activa.

La célula de demora lo que hace es retener la activación de la célula de entrada eltiempo suficiente para que llegue la información al mismo tiempo (simultáneamente). Siesto se produce se activará.

(A. Kitaoka). Ilusión de movimiento producido por elmovimiento ocular

Modelos de energía

Adelson y Bergen (1985), Van Santen y Sperling (1985) y Watson y Ahumada (1985)han propuesto modelos de energía basados en el modelo de detectores de Reichardt (Luy Sperling, 1994).

Estos modelos computan el movimiento a partir de dos entradasque muestrean el campo visual en localizaciones espaciales adyacentes mediante filtros

de frecuencia espacial. El modelo introduce dos unidades de demora, una para elreceptor izquierdo y otra para el derecho. Un integrador multiplica la información



97

TF TF

Xi Xd

_

FE1 FE2

TW

Der

Capa de filtros de entrada

(Correlación) Capa decorrelación

Capa de integración

procedente del receptor correspondiente y del filtro de demora temporal. La salida decada canal es el promedio de actividad producido en una ventana temporal. Ladiferencia entre las salidas de cada canal determina el movimiento percibido. Resultadosmayores que 0 indican que el estímulo se mueve hacia la izquierda, los menores que 0indican que se mueve en sentido opuesto.

Hay dos canales olíneas de

procesamiento definidas por el filtro de entrada:

- Canal izquierdo o línea de procesamiento de laizquierda.

- Canal derecho o línea de procesamiento de la derecha.

El filtro de entrada hace dos cosas:

- Detectar el estímulo, hace un análisis de las características espacialesdel estímulo y se activa.

El detectar calcula la derivada de la función de intensidad luminosa en el espacio.Calcula la diferencia entre las intensidades adyacentes del estímulo.

Características:- Es específico a la dirección del movimiento de derecha- izquierda. El

sistema visual debería tener mecanismos para cada una de losmovimientos que somos capaces de percibir.- Este mecanismo es específico para una velocidad de desplazamiento.

Estos mecanismos son superespecializados.La existencia de estos mecanismos fue avaluada por ivestigaciones como la ilusi´ñon dela catarata. ( Postefecto de movimiento). El agua parece desplazarse hacia arriba. Eso loque confirma que hay mecanismos direccionales , introduce elementows de fatiga.

Postefecto: Se interpreta en beneficio de mecanismos detectores de movimiento, serompe el balance de los movimientos hacia arriba y hacia abajo y luego se activa elmecanismo no utilizado.

El movimiento de B y A produce siempre una salida positiva.

(Demora) Filtrostemporales



98

Son detectores de Reichard. Son simplemente detectores complejos que ensamblan dosdetectores en un mismo detector. Reduce el número de células de entrada y nos permiteque el detector sea bidireccional ( izquieda-derecha/ derecha-izquierda).

Movimiento real. Sistema ojo-cabeza

– Un problema no contemplado hasta ahora es que, a menudo, movemosnuestros ojos simultáneamente al movimiento del objeto. Unaconsecuencia posible es que las posiciones retinianas son las mismas, a

pesar de lo cual sigue produciéndose la percepción de movimiento delobjeto.

– Para que la percepción del movimiento sea correcta el sistema visualdebe considerar no sólo el movimiento del objeto, sino también el de losojos y la cabeza.

– ¿Por qué los objetos estáticos permanecen estáticos cuando movemos los

ojos o la cabeza?

Lo que nosotros hacemos es mover los ojos para percibir el objeto. Información sobre elmovimiento propio puede entenderse de dos maneras:

1) Ya realizado2) Movimiento programado (que voy a realizar).

La diferencia da igual a la teoría aferente o eferente o teoría de la descarga corolaria.Las dos teorías son parecidas porque asumen que la percepción del movimientoaparente de una estructura que se llama comparador cerebral (compara información quellega ).

- Retina- Movimiento del observador El resultado de la comparación es le

resultado perceptual.

La teoría eferente dice lo que llega a la retina respecto al movimiento ocular delobservador que indica que el músculo ha realizado un movimiento.

Teoría corolaria: Lo que llega es el programa motor que se va a realizar, que es lo que

se envía al computador y a los músculos implicados en la comparación.

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

-150

-100

-50

0

50

100

150

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

-



99

• Cuando se mueve el ojo pasivamente el mundo visual parece moverse, pero elmovimiento debería compensarse igual que si fuese voluntario, según la teoríade la retroalimentación. La imagen se desplaza por la retina, pero el sistema ojo-

cabeza no contrarresta esa información.• Exponiendo los ojos a un flash luminoso se produce una postimagen, que no puede moverse en la retina. Cuando los ojos se mueven pasivamente la postimagen no se mueve, pero si se mueven voluntariamente, la postimagen semueve con los ojos, lo que indica que lo importante es la orden de moverlos.

• En el mismo sentido, cuando se paraliza el ojo (Brindley y Merton, 1960), elmundo parece moverse cuando se intenta mover los ojos.

• El efecto autocinético proporciona más apoyo para la teoría de la descarga

corolaria (eferente): Cuando se observa fijamente un único punto luminoso en laoscuridad, aparenta moverse de forma errática. La dirección del movimientodepende de que se hayan forzado durante un tiempo corto (unos 30 s) losmúsculos extraoculares en determinada dirección, puesto que se requierencomandos anormales para mantener los ojos enfocando el punto luminoso(Gregory, 1998).

Teoría de la descarga corolaria (Teuber)

Programaciónmotora



100

Calcular la derivada:El cuadradito es una función derivada en el espacio de intensidades luminosas en cadalado.

( 5-5) ( 5-5) 1-1-1-1-1-1-1

0-0-0-0-0-0-0-

0-0-0-0-0

La derivada 2º tiene dos valores distintos de 0. El borde está en medio de ellos. Justo enel paso de 0 está el borde.

La única característica relevante en el estímulo en el cambio de intensidad.

El filtro temporal lo único que hace es demorar a entrada de la información.La célula de integración hace lo que me llega de la izquierda menos lo que me llega dela derecha. Tiene un detector positivo si el movimiento es de derecha a izquierda. Si esal contrario el movimiento se daría un resultado es negativo.Un modelo completo asume que en la vía visual V1 tenemos detectores bidireccionales,

si lo giramos para que sea un detector vertical será una dirección en positivo y otra ennegativo.(Mecanismos de Reichard complejos en la vía visual).

• El enfoque de la percepción directa:

– Cualquier objeto aparece inmerso en un contexto, formandoconjuntamente un mosaico.



101

– Cuando se mueven los ojos (y la cabeza) cambia el mosaico retinianocompleto.

• Si el gradiente de cambio es continuo a lo largo del mosaico, lainterpretación más razonable, sin necesidad de considerarinformación muscular alguna, es que no hay movimiento del

objeto, pero sí del observador. Por ejemplo, si el movimiento detoda la matriz es grande, se interpretaría que se ha producido unmovimiento sacádico y se produciría la supresión del

procesamiento.• Si el gradiente del cambio muestra discontinuidades bruscas a lo

largo del mosaico, la interpretación razonable es que haymovimiento de algún objeto de la escena.

Movimiento aparente

• La importancia del movimiento aparente queda perfectamente ilustrada cuandocaemos en la cuenta de que es la base de la industria del cine y de la televisión,de los dibujos animados y de la simulación de movimiento que se realiza en losordenadores. La percepción del movimiento se basa en dos principios: la

persistencia visual y el fenómeno phi. – Persistencia de la visión:la retina es sensible a las fluctuaciones de la

intensidad luminosa, siempre y cuando se sitúen por debajo de una tasacrítica: la frecuencia de fluctuación crítica (FFC), que es mayor a mayorintensidad luminosa y es mayor en la periferia que en el centro de laretina. Normalmente por encima de 60 Hz una luz que fluctúa se percibecomo siempre encendida.

• En el cine se proyectan 24 fotog/seg, pero cada uno de ellos esinterrumpido 3 veces por un obturador de 3 aspas, de forma quela fluctuación es de 72 encendidos por segundo (Hz). En latelevisión se presentan unos 25 fotog/seg, cada uno dos veces, loque da una tasa de 50 Hz, esto hace que a veces se perciba

parpadeante.• El parpadeo de baja frecuencia, como el de los videojuegos o el

de los estroboscopios de las discotecas, puede ser peligroso para personas que sufran de epilepsia fotosensible, pero también puede

alterar el comportamiento de personas no epilépticas,dificultándoles la percepción y produciendo náusea, vómitos, pánico, confusión e incluso pérdida de conciencia (“flickervertigo”, Rash, 2004). FFC y encefalopatía hepática mínima:umbral FFC menor en MHE (39 Hz).

Movimiento aparente: Para producirlo tenemos que estimular la retina en dos lugares yen dos momentos diferentes. Una primera variable será la distancia entre los lugares dela retina estimulados, el intervalo de tiempo que hay entre estímulos.

Otra variable es la duración, el tiempo que presentamos un estímulo y otro estímulo.



102

Lo que más tiene que ver es el intervalo entre estímulos. En función de si el intervalo esde 30 mseg o menos entonces lo que conseguimos es que el observador perciba que los2 estímulos hayan sido percibidos a la vez a partir de 30 mseg – 60 mseg sin incluir elobservador detectar el movimiento parcial: parece que los dos estímulos se mueven endirecciones distintas hacia el centro. Es una percepción de salto hacia no de un

movimiento real.Justo en 60 mseg tenemos el intervalo óptimo: Que la apariencia del movimientoestroboscópico es idéntica al movimiento real: la sensación es que el estímulo sedesplaza de una posición a otra. A partir de hay aproximadamente unos 20 mseg elsujeto tiene la impresión de desplazamiento pero va siendo sustituida por la de sucesión( no movimiento) . Primero aparece uno en una posición y luego otro en otra posición.

– Movimiento estroboscópico. El fenómeno fue descubierto por Exner

(1875) y estudiado extensivamente por Wertheimer (1912) y Korte(1915). Y más recientemente por Kolers (1972).

– La percepción de movimiento se consigue no moviendo objetos reales sino presentando distintos objetos durante un corto tiempo en lugares ymomentos temporales diferentes. Por tanto, el objeto aparece ydesaparece en un punto A y tras un tiempo (ISI) aparece y desaparece enun punto B, situado a cierta distancia (ISD) de A.

• Menos de 30 msegs: No movimiento. 30-60: movimiento parcial;

• 60: óptimo; 60-120: movimiento phi, más de 200: sucesión, nomovimiento.

Movimiento estroboscópico: Es un detector en movimiento. Los detectores demovimiento tienen células de entrada que están separadas y lo que ocurra entre los 2receptores es irrelevante llegan a las células de integración simultáneamente.

– Movimiento inducido: un objeto estacionario se percibe moviéndose en

la dirección opuesta a otro objeto adyacente que se está moviendorealmente. Típicamente, la luna se percibe moviéndose, cuando haynubes, aunque de hecho, su movimiento está por debajo del umbral.

• Reinhardt-Rutland (1988, Ehrenstein, 2003): El efecto parecedeberse a la acción de dos principios relacionados con elmovimiento relativo (es más fácil detectar objetos en movimientocuando hay objetos estáticos alrededor) y con el marco dereferencia (el objeto mayor sirve de referente).

– Un caso especial de movimiento inducido es la automoción inducida: elobservador se percibe a sí mismo en movimiento, aunque de hecho no seestá moviendo. Típicamente ocurre en las estaciones de autobuses, de

trenes, etc., situaciones en las que hay un cambio relativo en la escena, pero no contamos con información suficiente para interpretarlo. Si el



103

objeto móvil ocupa la mayor parte de la escena, nuestra experienciavisual es la misma que cuando nos estamos moviendo.

Es un movimiento ilusorio porque el objeto estacionario se percibe en movimiento yfrecuentemente el objeto que está en movimiento se percibe estático. ¿Cómo podemos

explicar esto?Luna en un claro de nubes: Tiene la impresión de que la luna está moviendo.Intervienen dos factores:

- Un factor relativo al umbral de movimiento: Se mide en relación a lavelocidad mínima que se tiene que percibir para captar elmovimiento. La velocidad puede ser menor si el objeto que se mueveestá acompañado por objetos estáticos. Nuestra capacidad paradetectar el movimiento crece cuando los objetos en movimiento estánacompañados por objetos estáticos.

- Segundo factor: dos personajes en un coche, el coche está parado y

esta moviendo el marco de referencia (los edificios). Los marcos dereferencia del mundo son estáticos y si es el que se mueve el sujeto loatribuye a los objetos que ve.

La combinación de estos factores es lo que hace que aparezca el movimiento inducido.

Relacionado con este efecto está la automoción inducida, el es el propio observador elque se percibe en movimiento. Si el observador tiene los pies en el suelo no se da esteefecto. Si esta en un coche y si el de al lado empieza a moverse el percibe que es el él elque se está moviendo. Para que esto suceda debe ocupar todo el campo visual delobservador el objeto que se está moviendo.

Movimiento biológico.

Introducido por Johansson (1972, 1975). Un conjunto de puntos luminosos sobre las principales articulaciones de una persona, por lo demás encompleta oscuridad, es interpretado como un conjunto aleatoriode puntos cuando la persona está estática, pero rápidamente se

percibe su caminar cuando se pone en marcha.Cutting et als. (1988). Es muy fácil identificar hacia quédirección camina la persona.Cutting y Proffitt (1981) y Mather y Murdoch (1994). También

es fácil identificar el sexo del caminante, quizá debido a que elcentro de gravedad es más bajo en los hombres que en lasmujeres.

La percepción del movimiento de seres vivos. Se produce no sólo cuando los seresvivos se están desplazando en la escena sino cuando están en otras situaciones.Puntos luminosos de un actor sobre fondo negro.La capacidad de distinguir el movimiento biológico es muy fácil con muy pocainformación.

Introducir dos vías de procesamiento:



104

1 vía de procesamiento de la forma de los objetos (V1): Córtex visual primario.STS. Surco temporal superior.La vía de procesamiento postula que hay mecanismos de detección

V1: OrientaciónV2, V4: Características más complejas.IT, STS, FA: Detectan patrones enteros.

Va siendo cada vez mayor conforme avanzamos en la vía hasta el detector de objetos(que cabe la persona entera).

1º vía del procesamiento del movimiento:V1/2, MT: movimiento local.MT, MST, KO: detectores con mayor camporeceptivo y que engloban varios puntos

simultáneamente (viendo).STS, FA; Detectores de movimiento global

Es absolutamente imprescindible asumir 2vías de procesamiento y conforme se vaavanzando en la vía se va abarcando más.

• Descarga corolaria y esquizofreniaFord et al (2001, Ford y Mathalon, 2005). Potencial N1 en Cz

– La descarga corolaria (que se produce cuando se habla voluntariamente)contribuye a reducir la activación del córtex auditivo en los controles,

pero no en esquizofrénicos. Este fallo en la descarga corolaria podría serel origen de las alucinaciones auditivas, del fracaso en distinguir si lo quese oye es autogenerado o simplemente escuchado.



105

TEMA 5. PERCEPCIÓN DE

FORMAS Y PATRONES• 1. La obtención de los elementos primitivos de la imagen.

– Detectores de rasgos. – Canales de frecuencia espacial

– Teorías computacionales:• Esbozo primario en bruto: Algoritmo de Marr y Hildreth. – Síntesis

• 2. La organización perceptual. – La aportación de la Gestalt – La asignación de límites: máximos y mínimos de curvatura.

• Goldstein, E.B. (op. cit). Cap. 5 • Marr, D. (1985). La visión. Madrid:Alianza.• Matlin y Foley. Cap. 5.

• Rock, I. y Palmer, S. (1991). El legado de la Psicología de la Forma.Investigación y Ciencia, 173, 50-57.



106

• Palmer, S. (1999). Les théories contemporaines de la perception de Gestalt.Intellectica, 28, 53-91.

• Kimchi, R., Behrmann, M. y Olson, C.R. (2003). Perceptual organization invision. LEA

• Objetivo: ¿Qué análisis de la imagen retiniana permite identificar la forma delos objetos?

• Situación inicial: los cambios de intensidad luminosa y composición espectralde la luz nos dan información sobre la estructura espacial de los objetos, portanto, nos informan de sus bordes.

• Mecanismo inicial: Estructura de los campos receptivos.• Sin embargo:

– los cambios de intensidad no siempre están asociados a bordes, dependentambién de:

• orientación de la superficie y reflectancia

• Curvatura de la superficie• otras: i.e.: una sombra sobre un objeto, texturas distintas – ¿Cómo interpretar la función de los campos receptivos?

Cambios en la intensidad luminosa y en la proyección espectral. El observador tiene quefijarse en las dos cosas. Nos quedamos sin los colores y lo simplificamos quitando elcolor.La información que tiene el observador es principalmente los cambios de intensidadluminosa ¿ De qué nos informan? De los bordes de los objetos y sin ellos es imposible

percibir la forma. Los bordes son imprescindibles.Los cambios de intensidad no sólo son los bordes, sino también hay una sombra que

produce en el objeto en función de la orientación del objeto respecto de la fuente

luminosa.Los cambios de la intensidad luminosa nos indica la presencia de bordes pero no solo deella. El sistema visual tiene que descartar los cambios de intensidad luminosa noimportantes, los que nos se deben a un borde.

¿ De que mecanismo tenemos para describir los cambios de intensidad luminosa? Porcualquier célula que tenga 2 zonas: simple, ganglionar.Que se cancelan entre si: son ideales para detectar los cambios de intensidad luminosa.

¿Cómo analiza el observador lo que la imagen contiene para percibir la forma de losobjetos?- En la imagen, lo que hay es una proyección bidimensional de los objetos 3D. Elobservador tiene que crear, a partir de esta información una imagen tridimensional.La situación de partida, lo que contiene la imagen (información sobre intensidadluminosa y cambios en la misma, cambios en la composición espectral de la luz). Elobservador se vale de estas dos cosas: prescindimos de la información relativa al color

puesto que podemos percibir formas en ausencia de color.La información es relativa, fundamentalmente, con los cambios en intensidad luminosa,a partir de los cuales, llega a la forma del objeto. Estos cambios nos informan de los

bordes de los objetos, sin esto, es imposible construir la forma del objeto; pero estoscambios no se producen sólo en los bordes del objeto, sin esta, es imposible construir la



107

forma del objeto; ( Ej: pueden producirse por una sombra que se proyecta sobre elobjeto, que introduce en cambio en la intensidad luminosa, en función de la orientaciónde la superficie del objeto respecto de la fuente luminosa). Por lo que, no cualquiercambio de intensidad luminosa indica un borde, por el sistema visual tiene que desecharlos cambios no significativos que no indican la presencia de un borde debido a otros

factores.

¿Qué mecanismos tenemos para descubrir los cambios en intensidad luminosa?Cualquier célula con campo receptivo con dos formas, una de la cual se opone a la otra.

- Campo célula de campo receptivo de dos zonas que se ayudan entresí, importante para detectar los cambios en intensidad luminosa.

- Cambios en intensidad luminosa

- Significativo ; producido por el borde del objeto

- Irrelevante: No contribuye a construir la forma del objeto

El sistema visual se queda con los cambios significativos en intensidad.

-

La detección de rasgos

El sistema visual dispone de células con campo perceptivo:- Una primera posibilidad es identificar que las células funcionan con detectores decambios de intensidad luminosa significativos , determinados rasgos; detectores decaracterísticas presentes en el objetos ( conjunto de células que analizan los objetos en

busca de la presencia de rasgos en el mismo que pertenezcan a bordes , para luego,ensamblar esta información).

- Células ganglionares

- Células en el Núcleo geniculado lateral, que identifican cambios- Células simples (detectores sobre segmentos simples de trozos de bordes).

- Células complejas- Células complejas de tipo II (hipercomplejas): detectan ángulos

luminosos, cambios de intensidad luminosa en ángulos.

(Este conjunto de célula, que suficiente para, el análisis del objeto)

- Todo esto es falso si tenemos en cuenta que las tareas determinan la interpretación delos resultados experimentales.

Esta teoría se realiza con patrones con estímulos artificiales, por ejemplo (diapositiva): patrón con enrejado de onda cuadrada:



108

- Los cambios en intensidad luminosa, son todos relevantes ¿En esto lo que sucede conescenas naturales?- En las escenas naturales, la estructura de los cambios en intensidad luminosa esirrelevante. Los detectores no discriminarán entre señal y ruido, si tenemos en cuentatodos los cambios como relevantes.

¿Hay algo intrínseco si a lo largo del proceso que nos obligue a admitir que si la célulase activa, es un detecto de ese tipo de barra?-No, lo que se puede interpretar, es que hay algo en el estímulo que activa al detector,

pero no que este sea el que se activa concretamente por esta intensidad.

- Propuestas alternativas:- A) Propuestas de los canales psicofísicos:- B) Computacionales ( Marr)- C) Principios de los 90 , surge alternativas a ambas:

1. análisis de texturas

2. Estructuras a partir de la forma

• Desde la fisiología (Hubel y Wiesel) se ha propugnado la existencia de células adistintos niveles de la vía visual que funcionarían como detectores decaracterísticas:

– puntos y barras luminosas: ganglionares y LGN on-off y off-on. Seasocian a inhibición lateral (o antagonismo lateral, Levine y Shefner,1991).

– córtex:• simples: barras de orientación específica• complejas: detectores de líneas en movimiento con orientación,

dirección de movimiento y longitud mínima específicos.• hipercomplejas: son sensibles a ángulos luminosos de características

específicas y a segmentos que terminan dentro del camporeceptivo (end-stopped cells)

.

• Hay acuerdo sobre la estructura de los campos receptivos, pero no sobre susignificado.

• El inconveniente más importante que tieneasumir que las células son detectores decaracterísticas:

– se trabaja con estímulos artificialesen los que los bordes de los objetosestán especificados de forma clara.

• Sin embargo, la



109

Situación es bastantediferente en imágenes

Naturales:

- Hay acuerdo sobre la estructura de los campos receptivos, pero nosobre su significado.

Enrejado: Se caracteriza en los cambios de intensidad luminosa son relevantes(significativo) ¿Eso es lo que sucede en escenas naturales? Fotos de Einstein. Muchosde ellos son irrelevantes. En casos naturales hay muchos cambios que son irrelevantes.Los detectores se activarían en cambios relevantes como irrelevantes.

No discrimina entre señal y ruido.Que tu le presentes una barra y la célula se active no siempre es que sea un detector dela barra. Muy pocos años después se propusieron otras alternativas.

• La relación entre las estructuras de las escenas y las de las imágenes es muchomás compleja de lo que la teoría de rasgos afirma.

• Interpretaciones alternativas sobre las funciones de los campos receptivos: – Canales psicofísicos – Enfoque computacional de Marr: detección de límites. – Alternativas computacionales:

• Análisis de texturas• Estructura a partir de la forma

Canales psicofísicos

• La forma de un objeto es el ensamblaje de una multiplicidad de primitivasespaciales.

• Las primitivas (los ladrillos) de la teoría de la frecuencia espacial no sonsegmentos, ni bordes, son patrones bidimensionales cuya luminancia varía según

una función seno definida en el dominio espacial: enrejados sinusoidales.• Cada primitiva es caracterizada completamente por cuatro parámetros: – Frecuencia espacial – Amplitud o contraste – Fase – Orientación



110

Se entiende por percepción de la forma al ensamblaje de un conjunto de primitivasabstractas (se describen matemáticamente): funciones cosenoidales o sinusoidales .Tienen una traducción real y esos patrones que describen las funciones cosenoidales sonenrejados sinusoidales. Para esta teoría es el ensamblaje de patrones sinusoidales que

nos permiten describir el objeto.1) Frecuencia espacial: Número de ciclos (alternancias claro / oscuro) por cm2. Esfrecuente que se emplee una medida con respecto objeto-sujeto (ciclos /gav).

2) Amplitud: Distancia entre primer máximo y primer mínimo ( En este contexto sesuele usar más bien el contraste):

C: Lmax-LminLmax+Lmin

El contraste puede tomar valores entre 0 y 1.

Contraste:

0: Intensidad homogénea.1: Máximo cambio posible entre barra clara y oscura.

Se expresa en porcentaje: 80% de contraste.El contraste determina la sensibilidad del sujeto al estímulo.

3) Fase: Distancia entre origen del estímulo y el lugar donde se alcanza el primermáximo de intensidad. Se puede expresar en grados o en radianes.

4) Orientación: La línea de la formulación sinusoidal y el eje horizontal.

Apuntes clase:

- Se apoya en entidades abstractas para explicar la percepción de laforma.

- Definición de forma: Es el ensamblaje de un conjunto de primitivas

ladrillos, estas son abstractas en el sentido en que se describematemáticamente con las funciones cosenoidales o sinusoidales (estasfunciones tienen una traducción real, describen realmente patrones deenrejaos /enrejados sinusoidales). Agregación de un conjunto de

patrones sinusoidales que nos permiten describir la forma del objeto.Estos se describen a partir de cuatro parámetros:

1) Frecuencia espacial del enrejado: (Número de ciclos / alternancias clarooscuro por mitad de amplitud).

- Se emplean ciclos por grado de ángulo visual.



111

2) Amplitud (se expresa en %).Distancia entre un máximo y un mínimo, en estecontexto, se suele hablar más bien de contraste, utilizando la expresiónmatemática de este:

- Contaste “0”: No cambio de intensidad.

- Contraste “1”: Máximo cambio posible entre la barra clara y laoscura.- El contraste es importante, puesto que, determina la sensibilidad del

observador a ese estímulo.

3) Fase: Distancia entre el origen del estimulo (izquierda) y el lugar que sealcanaza el primer máximo. Se puede expresar en grados o radianes.

4) Orientación: Ángulo que se forma entre la línea de la modulación sinusoidal.(la que describe la función sinusoidal perfecta).

¿Se puede analizar cualquier imagen así?

- Si, se puede analizar. El análisis se denomina Fourier. Se puedeutilizar para describir cualquier patrón, por complejo o simple que sea, ¿ cómo?

Canales psicofísicos: Análisis Fourier de la imagen

• Pueden estas primitivas agregarse para realizar la descripción de un patrón complejo?

– Enrejados de onda

cuadrada... – Y patrones más complejos

¿Se puede analizar cualquier estímulo en enrejados sinusoidales? Si, con elanálisis de Fourier. Se puede utilizar para describir cualquier por complejo o simple quesea.

¿Cómo se hace el análisis del primer enrejado? Sumar un número infinito de enrejadosinusoidales elementales.



112

1º) Función seno que hay que sumar:Onda fundamental que tiene la misma frecuencia que el

patrón de enrejado y la misma amplitud o contraste.2. Patrón original.

3. Se suma este, el patrón fundamental (función seno).

2º) Componente. Armónico. 1º Armónico. Tiene unafrecuencia que es múltiplo impar de la frecuenciafundamental y la amplitud es el recíproco de ese número.

F= 3f

A= A 3

2º armónico: La frecuencia es 5f y la amplitud es la amplitud partido 5:

f: 5f A: A/5

Se suma el fundamental y los armónicos se suman las energías de los armónicos entodos y cada uno de los puntos. Con el análisis Fourier es muy simple determinar loscomponentes de un enrejado. Siempre lo analizamos con funciones seno.

Apuntes de Gema:

- Para obtener el enrejado, hay que sumar un número infinito de frecuencias seno, (enrejados sinusoidales elementales).

(En la teoría). En la práctica con un número finito.

- ¿Cuáles son las funciones seno a sumar para obtener el patrón?

- Sumar la onda fundamental que tiene igual frecuencia que el patrónde enrejado de igual amplitud o contraste.

¿Se puede reconstruir la imagen original?

- Componente armónico: Es el primer armónico, caracterizado poruna frecuencia multiploimpar (1, 3, 5…) de la frecuencia

fundamental, y una amplitud recíproca de ese número. Ej: La frecuencia es “f”, el primer armónico es 3f, si es A: amplitud: A/3; elsegundo armónico f: 5f: A/ 5.

¿Cómo se mezcla el fundamental y los armónicos:



113

- La energía se suma punto a punto (siempre que hablamos de luz, laenergía se suma).

- (Suma de los armónicos y el fundamental).

Es posible, por tanto, determinar canales que son los compuestos de un patrón de

enrejado, Pero ¿Qué ocurre con patrones reales /naturales?

- Si, se puede saber cuales son las funciones sinusoidales necesarias, para construir cualquier imagen. Caracterización de este análisis.

a) Quitando frecuencias espaciales altas: imagen borrosa, para ello se aplica filtrode frecuencias espaciales denominadas de paso bajo ( pasan las frecuenciasespaciales e impiden presentar las altas= a multiplicar altas aumentan las

frecuencias por cero).b) Quitamos frecuencias espaciales bajas: Filtro de paso alto: No hay borrosidad,

sino mantenimiento de los detalles, y pérdida de contraste.c) Filtros de paso de banda: Eliminamos las altas y bajas frecuencias y se quedas

las bandas intermedias.

Lo que propone la teoría, es que el sistema visual se comporta como un analizadorFourier: la función de las células a lo largo de la vía visual, es analizar la frecuenciaespacial de estímulo.

Además, asume que la determinación de dichas frecuencias requiere que el sistemavisual contenga dos espectros:

- De amplitud( Indica la amplitud de cada una de las frecuenciasespaciales presentes)

- De fase: (fase que tiene cada una de las frecuencias espaciales).

Fase: Distancia origen y primer máximo: A partir de aquí, especificarlo. Cuandotenemos ambos aspectos, decimos que tenemos el espectro de Fourier de la imagen.(Aquí termina el análisis).

Síntesis: Invertir el análisis, es decir, juntar /sumar las frecuencias espaciales con suamplitud, fase y orientación concreta para volver a obtener la imagen. Hecho esto, secomprueba que no se pierde nada de información. Los cálculos a lo largo de la vía

visual (actúan como analizadores de Fourier), por lo menos hasta V1, se comportancomo detectores de frecuencias espaciales, cada una sensible a una frecuenciaespacial, orientación y ancho de banda determinada ( se activan también por debajo o

por encima de esta frecuencia: esto es el ancho de banda de la célula: se activa en unrango de frecuencia no es hiperespecífica).

- Hay un buen número de analizadores de este tipo que estánsolapados, por que dos analizadores se pueden activar: a la vez conla misma frecuencia.

- Por encima de V1>Pueden haber analizadores.- Estos pueden conectar con un canal de procesamiento común.



114

Canales Psicofísicos: Análisis Fourier

Imagen natural: Taza: El número de frecuencias es mayor que el enrejado. Se calcula lacorrelación en el enrejado.Sea complicada o no la escena podemos analizarla con el método de Fourier sin ningún

problema. Se puede saber cuales son las funciones sinusoidales que forman la imagen.

Foto de la Alambra: Otras a las que le ha quitado frecuencias espaciales de la imagen. (Cada vez más borrosa) . Para quitarle las frecuencias se le aplica un filtro de paso bajo.

Filtro de paso-alto: Deja pasar las frecuencias espaciales altas y filtra las bajas ( perdida

de los grandes contrastes).

Filtro de paso de banda: Elimina las altas y las bajas y se deja las intermedias.

Con eso se demuestra que quitando frecuencias espaciales a la imagen cambiadrásticamente la imagen.

• El análisis consiste en computar dos espectros: el de amplitud y el de fase.• El espectro de amplitud contiene la amplitud de cada componente con una

frecuencia espacial y orientación determinadas• El espectro de fase contiene la fase de cada componente con frecuencia espacial

y orientación determinadas.

• Cualquier imagen puede recomponersea partir de estos dos espectros. Lainvertibilidad del análisis garantizaque los espectros contienen toda lainformación sobre la imagen. No es

seguro que ocurra lo mismo con losanálisis basados en características.

El sistema visual se comporta como un analizadorFourier. Es detector de las frecuencias espaciales queestán presentes en la imagen y asume que ladeterminación de las frecuencias espaciales requiere queel sistema visual compute dos espectros:



115

- Espectro de amplitud: Nos indica la amplitud que tiene cada uno delas frecuencias espaciales presentes en la imagen

- Espectro de fase: La fase que tiene cada frecuencia espacial presenteen la imagen ( medir la distancia entre el origen y el primer máximo)

Cuando tenemos los 2 espectros decimos que tenemos el espectro Fourier de la imagen

lo siguiente es el análisis:

Síntesis: Invertir el análisis: (juntar las frecuencias espaciales con su amplitud, fase yorientación concreta para volver a obtener la imagen original): Así se demuestra que nose ha perdido nada en la imagen reconstruida.

La teoría simplemente dice que hay un buen número de analizadores que estánsolapados. Hasta V1 tendríamos esos analizadores por encima de V1 puede ocurrir.

Que haya más analizadores.que haya menos analizadores que se conectan para forma una vía común

Hasta V1 es sistema visual se dedica a obtener la amplitud, la fase y la orientación quetiene la imagen.

Canales de frecuencia espacial

• El análisis de la imagen es realizado por una multiplicidad de canales psicofísicos solapados sintonizados a diferentes frecuencias espaciales yorientaciones.

• Un canal psicofísico es un conjunto de neuronas (no especificadas) sensible a un

rango limitado de frecuencias espaciales y orientaciones. (Mechler, Reich yVictor (2002). Detection and Discrimination of Relative Spatial Phase by V1 Neurons. The Journal of Neuroscience, 22:6129-6157

A lo largo de la vía visual hay canales psicofísicos que se dedican a ampliar la presenciaen la imagen de determinadas frecuencias espaciales (amplitud, fase y orientación, y lasmismas en la imagen) los canales psicofísicos están sintonizados para la detección dedeterminados frecuencias espaciales. Los canales se activan también si en la imagen hayfrecuencias espaciales sitiales a aquellas que se están sintonizando).

La propuesta implica que los canales están solapados. Los canales pueden activarse a laves ante la misma frecuencia.



116

1) Evaluación pre-adaptación2) Adaptación a alto contraste

3) Evaluación post-adaptación

¿Qué es un canal? Conjunto de neuronas ubicado a lo largo de la vía visual (entrecélulas ganglionares retinianas, y el Córtex visual estriado y V1 por encima de V1 elanálisis se realiza en otros términos.

Evidencia sobre los canales psicofísicos

• Adaptación selectiva de los canales (Blakemore y Campbell): – 1) Determinar la función de sensibilidad al contraste para cada sujeto – 2) Presentar una frecuencia espacial durante un tiempo suficientemente

largo para intentar que el canal correspondiente se adapte. – 3) Volver a medir la función de sensibilidad al contraste.

Experimento: Un canal sensorial pierde eficacia cuando es estimulado de formacontinúa a lo largo del tiempo: adaptación este es selectiva al tipo de estímulo que se leha presentado.Partiendo de esto utiliza la función de sensibilidad al contraste, para determinar laexistencia de canales psicofísicos a la vía visual: 3 etapas:

1) Determinar la función de sensibilidad al contraste para cada sujeto.2) Aplicar los sujetos la adaptación selectiva: presentación de un determinada

frecuencia espacial/ enrejado sinusoidal con frecuencia espacial y nivel decontraste concretos. Si hay a canal psicofísico encargado de detectar esafrecuencia espacial, hay sensibilidad a la misma y a frecuencias espacialessemejantes, se reduce, (el umbral de contraste se incrementa). Si no existe canal:no hay cambio.

1) Evidencia pre-adaptación.

2) Adaptación altocontraste.

3) Evaluación post-adaptación

Reducción en t sensibilidad al contraste en las frecuencias espaciales entrenadas.



117

Adaptación al canal a cual frecuencias concretas. Observan cambios en sensibilidad afrecuencias cercanas a esta.

Tienen en cuenta la orientación del estímulo.

( 1971). Mide el umbral de contraste para estímulo de enrejados de onda cuadrada (compete por un fundamental y armónico).

- Medimos el umbral de contraste pero estimulo al enrejado sinusoidal(mínimo componente) el fundamental del primer enrejado) : amplitudy frecuencia.

- Si hay un detector a una frecuencia espacial del fundamental elumbral diferencial es igual para ambos: el umbral está determinado

por el fundamental mientras que el resto de componentes sonirrelevantes.

En V1 se ha descrito neuronas y puede comportarse como canales psicofísicosdetectores de frecuencias espaciales y tienen ancho de banda.

Evidencia sobre los canales psicofísicos

• Se produce también adaptación a la orientación (Bradley, Seitkes y De Valois,1988)

• El umbral de detección de un enrejado cuadrado no difiere del umbral de unenrejado sinusoidal con la misma frecuencia y amplitud que el fundamental del

primer patrón (Graham y Nachmias, 1971)

O’Donnel et al (2002).Los esquizofrénicos muestran un déficit de procesamiento sensorial,

especialmente en frecuencias espaciales bajas, probablemente por anomalías en zonas

del hemisferio derecho ligadas a la percepción espacial y a la atención.



118

Teorías computacionales: La aproximación de Marr

Apuntes Gema:

Marr divide el proceso visual en cuatro etapas (cada una realiza una serie deoperaciones con cada entra que recibe y ofrece a la siguiente, una salida: etapas

jerarquizadas:

1: Obtención del esbozo primario bruto, cuyo objetivo es detectar las primitivasde la imagen a partir de las cuales se obtiene las representaciones de la imagen de los

objetos – segmentos de borde, manchas y terminaciones de barras.2: Esbozo primario completo: Los elementos primarios se agrupan entre síconstituyendo unidades de mayor tamaño y detectando la textura de la superficie.

3: Representación 2 ½ D: Representación tridimensional del objeto centrada enel observador (coordenadas de las distintas partes del objeto están referidas alobservador: representación subjetiva).

4: Representación tridimensional: Los distintos elementos que componen elobjeto, están referidos al propio objeto.

Marr supone que la representación 3D, es la única en explicar cómo somoscapaces de reconocer objetos.

• Esbozo primario en bruto: detección de las primitivas: segmentos de borde,terminaciones, manchas y barras (velocidad y dirección de movimiento,contraste del color).

• Esbozo primario completo: agregación de elementos primitivos (caracterizaciónde la textura).

• Representación 2 ½ -D: representación con coordenadas centradas en elobservador.

• Representación 3-D: representación con coordenadas centradas en el objeto.



119

2 5 4 6 9 6 4 5 29 6 4 2 0 2 4 6 92 5 4 6 9 6 4 5 2

Marr divide el proceso visual en 4 etapas (cada una realiza una seria deoperaciones y ofrece a la siguiente una salida: etapas jerarquizadas:

1º) Obtención del esbozo primario en bruto cuyo objetivo es detectar otras primitivas de la imagen, a partir de las cuales se obtiene la representación de la imagen

de los objetos, segmentos de borde, manchas, terminaciones o barras.

2º) Esbozo primario completo: Los elementos primarios se agregan entre síconstituyendo unidades de mayor tamaño y detectando textura de la superficie.

3º) Representación 2 ½ D: Representación tridimensional del objeto. Entrada enel observador (coordenadas de las distintas partes del objeto está referidas alobservador: representación subjetiva.

4º) Representación tridimensional: Los distintos elementos que componen elobjetivo están referidos al propio objeto.

Marr supone que se representa en 3D es el único en explicar como somoscapaces de reconocer objetos.

El esbozo primario en bruto

• El esbozo primario tiene que especificar en qué lugares de la imagen se producen cambios significativos en su intensidad.

• Este objetivo se alcanza aplicando algún conjunto de algoritmos de detección ala imagen.

• La imagen debe entenderse como una matriz de niveles de gris, que se obtiene

midiendo la intensidad luminosa en cada punto de la imagen (en cada píxel).



120

2 4 5 4 24 9 12 9 45 12 15 12 54 9 12 9 42 4 5 4 2

Tiene que indicar donde hay cambios significativos en intensidad luminosa en laimagen.

Imagen: Es una matriz bidimensional que contiene información a cerca de laintensidad luminosa de cada uno de los puntos de la imagen (nivel de gris que contiene

la imagen).(Conjunto organizado de puntos. En filas y columnas). Cada fotorreceptorrepresenta un punto de la imagen).

- Cualquier imagen no es nítida: (no está representada en “nítido”).- Cualquier sistema neural también tiene ruido intrínseco.

(Imagen contiene cambios en intensidades detectados a otros factores –irrelevantes-.El sistema visual las suprime suavizando la imagen. Sustituyendo los valores originalesde intensidades por nuevos valores teniendo en cuenta los antiguos.

Para suavizar hay que tener en cuenta:

- Distancia – anchura del punto a considera.- Todos los pixels dentro de esta anchura. Valor=?- Si valen igual el suavizado es la media del entorno.- Si no valen igual ¿Cuál es la contribución de cada uno de los pixeles

del entorno?

Decimos en entorno y la función de pesos para relizar el suavizado:(Centrado en el punto que nos interesa y va reduciendo valor con forme más lejos seencuentra de ella el resto de puntos)

Función de pesos: Centrada en el punto que nos interesa y va reduciendo valoresconforme más lejanos se encuentran el resto de puntos. Asumimos la gausiana/ normal.

La imagen es bidimensional, por lo que la función gausiana también tiene que serlo.Filtrado de la imagen: Multiplicación de pesos por los valores de intensidad de los

puntos (por suavizar la imagen).

• Esta idea de la imagen como una matriz de niveles de gris, descarta lainformación referente al color.

• Cualquier imagen necesita ser suavizada debido a las fluctuaciones deintensidad, que no constituyen bordes o límites reales del objeto (ruido).• La suavización se realiza sustituyendo cada pixel por el promedio ponderado de

su entorno. Uno de los operadores de suavizado más interesantes es el gaussiano bidimensional (Fisher, Perkins, Walker y Wolfart, 1996). Por ejemplo, un filtrocorrespondiente a una gaussiana de 1.4 sería:



121

Imagen: El centro del filtro es 15, lo ponemos encima del 4 (verde). Lo que hacemos es poner los pesos en el punto de la matriz donde esos pesos van a operar.2x6= producto. Sumamos esos productos y dividimos por la suma de los valores delfiltro. El resultado es que tenemos incrementado su intensidad luminosa.

Consiste en poner el filtro sobre todos y cada uno de los puntos de la imagen y hacer lamultiplicación. Reducimos el tamaño en 1x1.El suavizado: convolución entre la imagen y el filtro del matemático.La anchura de la gausiana pude ser una decisión fundamental para el suavizado de laimagen.

Apuntes Gema:

¿ Cómo se hace el suavizado?

Imagen: Matriz de intensidades luminosas (valores de gris)

Suavizado

Imagen

Filtro

ImagenFiltrada



122

Filtro: (función de filtros)

- Cogemos el filtro y lo ponemos encima de la matriz haciendo que elcentro del filtro coincida con lo que queremos suavizar.

- Filtro 15. Imagen 4. Ponemos los pesos en el punto de la matriz

donde van a operar.

Multiplicamos la matriz por cada uno de los pesos correspondientes, sumamos los productos y dividimos por la suma de los valores del filtro.

- Resultado del suavizado: Incremento de intensidad luminosa.

El suavizado, matemáticamente, es la convolución entre la imagen y el filtro de la función de pesos. La anchura de la gausina puede ser importante a la hora de suavizar.Efecto de aplicar diferentes suavizados a una misma imagen (Ej.: diapositiva deEinstein).

- Imagen suavizada con cuatro funciones de pesos que difieren en laanchura).

- Negro: peso= 0; incremento de intensidad luminosa (el entorno eslimitado) más peso.

- En el centro de la función de pesos, el peso es mayor y decrececonforme nos alejamos.

- Cuanto mayor es el área blanca/ gris, más anchura tiene la funciónde pesos.

¿Qué ocurre cuando se aplica la función de pesos ancha a la imagen original?

- Parte de la imagen no se modifica (cuanto más se acerca a “0” másinformación se pierde).

- El resto, suavizado (reducción de diferencias en intensidadluminosa): efecto de aplicar un filtro de este tamaño en el suavizadoconsiste en eliminar los detalles de la imagen (reducir el contraste:cambia en intensidad se magnifican los grandes rasgos de la cara.

- Filtro ¼ del original: aparecen detalles finos.

- Filtro estrecho: Se magnifican los detalles de la imagen (no eliminanlos detalles, sino que los realzan: deshace los grandes cambios enintensidad luminosa).

- Los filtros anchos resaltan los grandes contrastes.

Si los suavizados producen efectos tan diferentes en la imagen ¿Cuál puede ser el nivelde suavizado usado por el sistema visual?

Ningún nivel de suavizado por sí sólo es adecuado, puesto que en cada uno perdemosinformación de algún tipo. (Filtrar imagen supone perder información).

Si hacemos la imagen promedio, esta es notablemente igual a la imagen original, encuanto a la información que contenida en la imagen, el sistema visual ha de utilizar



123

varios niveles porque el sistema le interesa usar los detalles pequeños (filtrosestrechos) y grandes contrastes (filtros anchos) y un filtro intermedio.

- La función de pesos, será la mezcla de la gausiana con otra función denominada filtrode Gabor, es una mezcla de una gaussiana bidimensional con una función cosenoidal.

Efecto de diferentes suavizados

¿Qué tamaño tiene que tener el entorno de suavizado? Imagen filtrada por cuatro filtrosgaussianos de diferente anchura, cada uno difiere del siguiente en un factor de 2 (losfiltros aparecen asociados a la imagen). El filtro ancho destaca los grandes contrastes deintensidad de la imagen, mientras encubre los detalles, lo contrario sucede con un filtroestrecho. Arriba a la derecha, la imagen promedio de las 4 filtradas es notablemente

similar a la original: el análisis preserva la información

En el centro de la función de pesos tenemos el peso mayor. Cuadrito (función de pesos).Función de pesos ancha: Parte de la imagen no semodifica y depende de lo ancho que sea el filtro.

- Apreciamos el suavizado de laimagen (reducir las diferencias enlas intensidades luminosas). Elefecto fundamental consiste eneliminar los detalles de la imagen;reduce la resolución de la imagen.Los grandes cambios de intensidadse magnifican y se pierden losdetalles pequeños.

- Cuarta parte del original:Aparecen los detalles finos

(penúltimo).- Filtro muy estrecho: Los detalles finos se magnifican. La imagen

tiene un gris bastante homogéneo. Deshace los cambios grandes deintensidad luminosa.

Los filtros anchos resaltan los grandes contrastes y los finos resaltan los detalles yhomogenizan la imagen.

¿Cuál es el grado de suavización apropiado?

– En las imágenes naturales, donde puede haber escalas muy diferentes decambios de intensidad luminosa: Un sistema adaptativo trabaja con



124

grados de suavizado o filtrado muy diferentes. También es importanteque el sistema sea capaz de integrar la información procedente de estosdiferentes filtros.

– Marr y Hildreth: La suavización de la imagen a diferentes escalas se produce empleando una gausiana (o un filtro de Gabor) de diferente

anchura (desviación típica).

Filtrar la imagen significa perder información de la imagen. La medida de los cuatroimágenes anteriores es notablemente igual que la original.

- Deberías responder que para tener una mejor imagen debe utilizarvarios niveles de suavizados.

- Para los detalles (estrechos).- Para los grandes cambios (anchos).- Por los menos tres tipos de filtros diferentes. También un filtro

intermedio.De esa manera el sistema tendrá toda la información necesaria.

La función de pesos podría ser una solamente una gausiana sino de esta con otra.

Filtro de Gabor: Es una mezcal de una gausiana y una función cosenoidal. En el centrodel filtro hay un peso grande. La función de Gabor parece que es la función que lascéluas simples de V1 implementan. La gausiana y la función de Gabor nos llevarían a

una imagen muy semejante.

• ¿Cómo se detectan los bordes de la imagen?

Apuntes Gema:

Primitivas preceptúale (segmentos de borde, barras, terminaciones o manchas). Antesde obtenerlas hay que determinar en qué zonas de la imagen retiniana hay bordes (

cambios de intensidad luminosa significativos).



125

Valor: 0Valor: 0

- Función de intensidad en el espacio: Indica como cambia la intensidad luminosacuando me desplazo a lo largo del eje “x” e “y” (relaciona la intensidad con la

posición de un punto de la imagen en el espacio).

En la imagen: Matriz que contiene las intensidades.

Derivada: (aplicada a funciones continuas) pero la función de intensidad en el espacioes discreta.

- Hay que aplicar el análogo de la derivada en funciones concretas :es la resta ( cálculo de la diferencia en las funciones espaciales.

- La función alcanza un máximo justo donde cambia la intensidadluminosa: indica el borde.

Primera derivada.

Problema: Hay que buscar a lo largo de toda la imagen, cuales son losmáximos. El sistema sería muy lento. (Problema d tiempo de cómputo).

¿ Qué es un máximo? Máximos locales: Máximos globales: Se desconoce cual utilizar.

Segunda derivada: Diferencia de la diferencia de la derivada primera.

- Si hay un borde, la derivada segunda toma un valor “0” entre el pico+ y el “-“.- Cálculo de la derivada segunda, y buscamos en qué lugares hay un

peso por “0”.

Utilizando los paso por “0”, identificamos los bordes del objeto.

Valor= 4



126

– La detección de los cambios de intensidad en cada nivel de suavizado serealiza mediante diferenciación: el algoritmo de Marr y Hildreth usa laderivada segunda de la función que relaciona espacio e intensidad. Estaoperación se realiza de forma simultánea con la suavización, mediante eloperador Laplaciano de la Gausiana: ∇2G = (∂2I/∂x2 + ∂2I/∂y2)G,

– La derivada primera proporciona la tasa de cambio del gradiente deintensidad; la segunda adopta un valor cero en el punto de máxima pendiente del gradiente, es decir justo en un borde de la imagen.

Función de intensidad en el espacio: Una función que me dice el cambio que sufre laintensidad en el eje horizontal y vertical (posición de la imagen en el espacio).

Normalmente lo llamamos imágenes: es la función de intensidad en el espacio.

Si la función de intensidad en el espacio es la imagen ¿Es continua o discreta? Esdiscreta, así que la derivada no se aplica en ella, sino el análogo de la discreta, la recta(diferencia entre dos posiciones espaciales).

Imagen: Suavizada: Calcule la diferencia entre las intensidades (dos puntos adyacentesen toda la imagen). Coger un punto y restarle el anterior.

La función siempre alcanza un máximo justo donde cambia la intensidad luminosa(borde).



127

La derivada primera, hay que buscar a lo largo de toda la imagen cuales son losmáximos y hay que realizar mucho computo y el proceso sería muy lento y nuestra

percepción no sería inminente y tiene otro problema ¿Qué es un máximo? En imágenesnormales pueden ser máximos globales y locales.

Segunda derivada: Es la diferencia segunda, la diferencia de la diferencia. Nos dice que justamente encontramos un pico positivo antes del borde y un punto negativo despuésdel borde. Si hay un borde entonces la derivada toma un valor 0 antes del borde ydespués del borde. Se buscan en que lugares pasa el fundón por 0 donde está el pico

positivo y el punto negativo.

• ¿Cómo se combina la información procedente de diferentes filtros?

Apuntes Gema:

El sistema ha de integrar las tres representaciones correspondientes a cada uno de los

niveles de analizado:Cualquiera que sea el filtro, el paso por “0” representa un borde.

PRIMERADERIVADA

SEGUNDADERIVADA

1 1 1 5 5 51 1 1 5 5 51 1 1 5 5 51 1 1 5 5 51 1 1 5 5 51 1 1 5 5 5

... 0 0 4 0 0… 0 0 4 0 0… 0 0 4 0 0… 0 0 4 0 0… 0 0 4 0 0… 0 0 4 0 0

… 0 4 -4 0… 0 4 -4 0… 0 4 -4 0… 0 4 -4 0… 0 4 -4 0… 0 4 -4 0

-1 +1

-1 +1

Primeradiferencia

Segunda

diferencia:diferencia deuna diferencia

En un solo paso:

1 -2 1



128

Tenemos que decidir si este es un borde real (pertenece a un objeto) o es un borde deotros factores (Ej.: sombras, que se proyectan al objeto).Supuesto de coincidencia espacial: Si un borde es rea, tiene que esta presente por lomenos en dos niveles de suavizado presentes ( uno de ancho y otro más estrecho) sitenemos un paso por “0” en un borde ancho pero no en uno estrecho, este borde se

debe, a una difracción ( no real – bordes ruido-).

- Debemos considerar que en la derivada primera, el máximo alazaraun mínimo determinado.

– 1) Los pasos de cero representan cambios de intensidad: bordes potenciales.

– 2) Supuesto de coincidencia espacial: Los cambios de intensidad

significativos darán lugar a pasos de cero en al menos dos filtros dedistinta anchura.

• 2.1.) Un paso de cero en un filtro estrecho que no se produzcatambién con un filtro ancho es posible que represente ruido.

• 2.2.) Un paso de cero en un filtro ancho que no se produzca enuno estrecho será significativo, pero se deberá a la difracción, yno tendrá importancia en una escena natural

• 2.3) Sólo los pasos de cero cuyo pico de la primera derivada esté por encima de un umbral son significativos.

• ¿Cual es el resultado de la combinación de salidas de distintos filtros? El esbozo primario:

– Segmentos de borde allí donde se emparejen los segmentos de paso de

cero de los filtros de similar anchura. – Manchas (blobs): bucles cerrados delos segmentos de borde.

– Barras son segmentos de borde de unfiltro ancho que encierran otros de unfiltro más estrecho.

– Terminaciones: extremos de las barras.

Apuntes Gema:



129

Segmentos de Borde: Son trozos de borde: coincidencia espacial: En ambas imágenes:En esa región de la imagen, hay un segmento de borde: segmentos de paso cero

presentes en ambos filtros (estrecho y ancho): tiene que coincidir la orientación.

Machas (blobs): Bucles cerrados de segmento de borde. Recorremos los filtros enbusca de segmentos de paso cero, se cierran completamente, a los cales se ledenominan, manchas.

Barras: Segmentos de borde de un filtro ancho que encierran segmentos de borde en un filtro estrecho.- Construimos tres mapas:c) Segmentos de borde

d) Manchase) barras

Mapa 4; es un mapa de terminaciones

- Es esbozo primario, es la construcción de 4 mapas donde quedanlocalizadas las primitivas y orientación de las mismas en al imagen.Estas hay que agruparlas hasta construir la forma del objeto.

Teorías computacionales( continuación)

• Análisis de texturas: – Textura: Propiedad de la imagen definible estadísticamente. Una región

texturada uniformemente puede definirse como “predominantementevertical”, “predominantemente pequeña en escala”, “ondulada”,“granulada”, etc. (Landy y Graham, 2004).

– El sistema visual utiliza las propiedades estadísticas de la estructuraespacial para segregar regiones en la imagen, para lo cual computa tantola orientación como el tamaño y la escala espacial. (Battelli et al (1997).

AB no tiene problemas con objetos definidos por el contorno, pero sícuando la forma viene definida por la textura.)• Estructura a partir del sombreado. La forma puede recuperarse a partir del

sombreado. Pentland (1989) ha demostrado que un conjunto de filtros de Gabor puede ser suficiente para construir una representación tridimensional a partir dela imagen.



130

Hasta V1, comoanalizadores Fourier

Apuntes Gema: Dos teorías

a) El sistema visual tiene analizadores de textura de las superficiesb) El sistema visual tiene analizadores de sombreado.

A) Análisis de textura. La textura hace referencia a la frecuencia con la cual, ciertas características de laimagen, como el sombreado.El sistema visual utiliza información sobre la orientación de los segmentos de borde

para construir la forma del objeto.

Paciente AB: problemas a la hora de percibir la forma, que en este caso, dependede la superficie (pero no de los contornos).

Textura: importante en la percepción de la forma: este papel se debe a la presenciade analizadores de textura.

B)

Análisis de sombreado:

El sistema visual utiliza información sobre el gradiente de intensidad luminosa de laimagen para la construcción 3D: Tiene analizadores sobre el gradiente de intensidadluminosa.Utiliza las mismas neuronas que tienen un circuito similar al del sistema de filtros deGabor para la construcción de la forma del objeto.

1) Análisis centro-periferia.2) Análisis en término de frecuencia espacial

3)

De bordes.4)

Analizadores de textura y sombreado5) Analizadores de curvatura6) Analizadores de movimiento ( detectores de Reichard)7) Estereopsis.

¿ Cómo se agregan las primitivas para construir la forma?

Problema de la organización perceptual: Determinar los mecanismos que usa elsistema visual para agrupar las primitivas en unidades más complejas.

Psicólogos de la Gestalt: Aportación importante desde el punto de vista descriptivo.



131

. Para construir la forma del objeto, hay que segregar este del resto de la imagen(segregación figura-fondo); para que esto sea posible, los límites / borde han de serasignados a una región u otra de la escena (se trata de un problema de asignación debordes).

FIGURAS AMBIGUAS:(Para que algo pueda construirse como figura, los bordes han de asignarse a cadaregión u otra).¿Por qué se interpretan como tres círculos? Asignación de segmento de borde a ambasimágenes? Asignamos el límite a una región u otra, para que la escena se pueda

percibir de una manera u otra.

Dos principios / ideas fundamentales:

Pregnacia: Si tenemos elementos semejantes en la escena (en forma,tamaño,…). Estos elementos semejantes se agrupan entre ellos, puesto que es lo mássencillo de realizar (Vs. No agrupación). Considerar cada elemento como un elementocomo un elemento aislado).

: Basada en la semejanza de cualquier naturaleza.

Minimización: De algo que pueda reducir la energía que tiene que invertir pararesolver el problema. El sistema agrupa los elementos presentes, minimizando la

energía necesaria para agruparlos.



132

ORGANIZACIÓN PERCEPTUAL• ¿Cómo se produce la agregación de las primitivas preceptúales en trozos de

mayor tamaño? ¿Qué elementos de la escena van juntos, constituyendo unobjeto?

• Sin duda las aportaciones más importantes y pioneras en este campo fueronrealizadas por los Psicólogos de la Gestalt.

• Consideremos primero su aportación y después los últimos avances.

FIGURAS AMBIGUAS¿Cuáles son los límites de los objetos?

Teorías computacionales: síntesis

Analizadores centro-periferia

Analizadores locales defrecuencia espacial

Analizadoresde bordes

Analizadoresde curvatura

Analizadoresde textura

Analizadoresde

movimiento

Estereopsis



133

Los elementos cercanos se agrupan.

ESCHER (1989). JASTROW (1900)

Circle Limit IV ¿Pato o conejo?

PRINCIPIOS DE ORGANIZACIÓN• La idea básica: Pregnancia. Los elementos similares (en forma, color, tamaño,

etc.) se agrupan juntos porque ésta es la organización más simple de todas las posibles alternativas, en especial, respecto de percibirlos como elementosindependientes no organizados. Principios:

– Proximidad – Semejanza – Destino Común – Buena Continuación – Clausura – Tamaño relativo, orientación y simetría.

• Principio de minimización. – Usado para resolver problemas visuales indeterminados (más

organizaciones posibles que datos) – Cuando varias organizaciones son posibles con los datos actuales, el

sistema visual selecciona la que minimiza alguna función concreta (porejemplo, costes o energía

PROXIMIDAD



134

SEMEJANZA

Los elementos similares se agrupan

DESTINO COMÚN

Las cosas que parecen moverse juntas, en la misma dirección y con la misma velocidad, parecen agruparse juntas.

BUENA CONTINUACIÓNLos elementos se agrupan para formar rectas o curvas suaves

CLAUSURA



135

Ambos patrones tienden a verse como un hexágono, a pesar de que sólo uno tiene sus propiedades: de todas las organizaciones geométricas posibles se selecciona siempre laque proporciona una figura cerrada: un hexágono, en lugar de líneas que se entrecruzan

TAMAÑO RELATIVO, ENVOLVIMIENTO, ORIENTACIÓN

Tamaño región negra < región blanca: (el principio del tamaño relativo). Se constituyencomo figuras, las relaciones de menor tamaño, y como fondo, las de mayor tamaño. Es

la interpretación más frecuente.

Figura segura: región negra: Las regiones envueltastienden a considerarse como figuras y las queenvuelven, como fondo.

SIMETRIA: Las regiones simétricas tienden a preferirse como figuras con preferenciasde las regiones asimétricas.

Las áreas simétricas tienden a ser percibidas comofiguras contra el fondo asimétrico.



136

PREGNANCIADe todas las organizaciones geométricas posibles, la que ocurre es siempre la que poseela forma mejor, la más estable y la más simple.

Los gestaltistas no niegan la familiaridad (el principio fundamental de organización deHelmholtz), pero rechazan una explicación en sólo esos términos.

Aplicamos el principio de pregnacia: Ocurre porque es lo más simple.Otros: El problema es la familiaridad de los cuadrados / triángulos.

El principio de pregnacia se pude relacionar con el de familaridad,elementos semejantes han sido percibidos antes , con mayorfrecuencia.

PRINCIPIOS APORTADOS RECIENTEMENTE

• Región común o inclusión: se agrupan los elementos de lo que se percibe comouna misma región. Parecido al principio de envolvimiento.

• Cohesión: toda región uniforme y conectada se percibe como una sola unidad.

¿Por qué funcionan las leyes?

• Los principios de agrupamiento captan el hecho de que las regiones de la imagenque covarían de cierta manera tienden a emerger de superficies comunes,objetos, regiones y colecciones de objetos en el mundo.

• Marr (1982). Las leyes funcionan porque constituyen un conjunto de supuestosrazonables sobre los objetos físicos y biológicos:

– Las diferentes regiones de un objeto reflejarán la luz de manera similar. – La materia es cohesiva, luego regiones adyacentes es probable que

formen parte del mismo objeto y se muevan simultáneamente en lamisma dirección.

– Muchos objetos naturales son simétricos. – Los objetos son pequeños en relación con el fondo



137

La asignación de los límites: mínimos y máximos

• Singh y Hoffman (1998). Principio de generalidad: el sistema visual rechaza

interpretaciones inestables del estímulo. Unainterpretación inestable es aquella en la queun cambio mínimo, p.e. de posición, lleva acambios cualitativos.

Hoffman y Richards (1984). La regla del mínimo:Los mínimos de curvatura (concavidades) son límites en el contorno de las siluetas.Cuando dos cuerpos convexos intersecan, ocurren concavidades en los puntos deintersección. La localización de concavidades puede ser una señal de los límites entrecomponentes

Sigh y Hoffman: Principio de Generalidad. Es un principio sencillo.

Figuras geométricas: Nos encontraríamos que le observador diría que inicialmente lafigura de la derecha es bidimensional y la de la izquierda es tridimensional. Si ledejamos más tiempo cambia de opinión. A penas que el observador cambia de posicióno el objeto cambia se aproxima al de la izquierda. Si interpretamos la figuratridimensionalmente un leve cambio del punto de fijación cambiaría su opiniónradicalmente, en la izquierda no.

El principio de Generalidad. El sistema visual prefiere interpretaciones estables que si pretende interpretaciones inestables.

La figura derecha es inestables si se interpreta tridimensional (cubo) si cambialevemente el punto de vista cambia la interpretación radicalmente. Se va a interpretar

preferentemente como una figura bidimensional porque es estable, y la de la izquierdatridimensional porque es estable tridimensionalmente.

Asignación de límites: regla del mínimo:



138

Si las figuras intersecan en el punto donde intersecan se produce una concavidad y daigual que las figuras sean planas como tridimensionales (concavidad: mínimo decurvatura).La regla de mínimo: Si eso ocurre cuando dos cuerpos intersecan eso significa que elsistema visual decide segregar en dos regiones porque hay un mínimo de curvatura.

Se basa en una regla: Siempre que intersecan 2 partes de un objeto: mínimo decurvatura que el cerebro utiliza para segmentar el espacio.

Barenholtz et al (2003)

Las concavidades tienen ventaja perceptiva sobre las convexidades:-Se detectan mejor

- Determinan más el número de regiones percibidasEl sistema trabaja mejor con concavidades que con convexidades.

Partiendo de una concavidad la eliminan y partiendo de una convexidad la elimina.Lo que miden los aciertos que cometen los sujetos al decir si se ha eliminado /introducido una concavidad o convexidad.Barra gris clara: concavidadesBarra gris oscura: convexidades

La capacidad que tienen los sujetos de discriminar la manipulación de la concavidad el

índice d´es hasta 6 veces mayos cuando se hace referencia a la convexidad hay unadiferencia enorme.



139

Dividir el polígono en regiones: los resultados indican que el número de pares que elsujeto divide esa figura es una función del número de concavidades (mínimos decurvatura).

Driver y Baylis (1995): Los límites se asignan obligatoriamente a una parte del campo.La asignación de límites a una región u otra depende de la curvatura. Cuando la figuraes biestable (copa de Rubin, Cubo de Necker,…), la asignación se produce de arriba aabajo. En los demás casos es automática (de abajo a arriba).

Meng, M y Tong, F. (2004). J. of Vision.(1) Mire al cubo pasivamente(2) Intente percibir el cubo como visto desde arriba tanto tiempo como pueda.

(3) Intente percibir el cubo como visto desde abajo tanto tiempo como puesta.

Cuando la figura es ambigua

inestable entonces la atenciónes un determinante fundamental de la percepción de la forma que va a tener elobservador.Cubo de Necker. Puede ser percibido de varias formas.

Meng M y Tong. Experimento de sobre la atención en la interpretación de las figuras.

(Centrar la atención en la cara posterior o anterior):

1.- Pasiva2:- Intente percibir el cubo visto desde arriba tanto como pueda

3.- Intente percibir el cubo visto desde abajo tanto tiempo como pueda.



140

También utiliza una cruz como punto de fijación. Luego miden el tiempo que dicen quelo están viendo desde una perspectiva o desde otra.Cuando abajo tiende a ver el cubo pretende desde abajo y viceversa.

Apuntes Gema :

Principio de mínimo:

Ej: En el punto donde intersecan las dos figuras, se produce una concavidad ( mínimode curvatura) independiente de que sea planas o en 3D.El sistema visual utiliza los mínimos de curvatura para segmentar/ dividir el espacioen secciones.

Experimento ( Barenholtz et. Al 2003).- Utiliza la teoría de detección de señales para demostrar que el

sistema visual trabaja mejor con concavidades que con

convexidades.Forma básica: Polígono irregular con mínimos y máximos de curvatura

.- Introducimos una concavidad- Introducimos una convexidad

Introducir y eliminar - Modificamos un ladominimos y maximos

- Partiendo de una concavidad, la eliminamos (= unaconvexidad).

- Mide los aciertos del sujeto en cuanto a que sea introducido o

eliminado.- Ruido (no se ha hecho).- Falsa alarma (el sujeto dice que se ha hecho, pero no se ha hecho).

INDICE D prima.

- La capacidad de discriminar cuando ha habido manipulación de la concavidad. Índice d´ es 6 veces mayor que el caso de convexidad, por lo que los cambios enconcavidad se detectan mejor.

- Pide al sujeto, que trace líneas dividendo la figura en partes /regiones posibles.



141

El número de regiones en que el sujeto divide esta figura, es más función del número deconcavidades de la misma, no de convexidades.

Todo esto ocurre con independencia de la atención que presta el observador al objeto,si la figura no es ambigua, pero en el caso de que esta sí lo sea (figura inestable) , la

atención es un determinante fundamental en la percepción de la forma ( participa en lasegregación del espacio si el input – estímulo- es interpretable de varias formasdiferentes.

Ej: Cubo de Necker. (Puede ser percibido de varias formas). Introducimos una concavidad

TEMA 6. RECONOCIMIENTO DE

OBJETOS Y CARAS

• ¿Qué es el reconocimiento?

• Mecanismos de reconocimiento – Comparación de plantillas



142

– Análisis de características: Pandemonium – Teoría de Marr y Nishihara – Biederman: Reconocimiento por componentes – Hummel: Modelo dual

• Reconocimiento de caras

Bibliografía• Goldstein (op. cit.; cap. 5)• Matlin y Foley. (op.cit. cap 5)• Fuentes, L.J. (1992). Reconocimiento de patrones. En Fernández-Trespalacios y

Tudela (Eds.). Atención y Percepción. Madrid: Alhambra.• Hummel (2000). Where view-based theories break down: The role of structure

in shape perception and object recognition. En E. Dietrich and A. Markman

(Eds.). Cognitive Dynamics: Conceptual Change in Humans and Machines (pp.157 - 185). Hillsdale, NJ: Erlbaum.

• Tarr, M. J., y Vuong, Q. C. (2002). Visual Object Recognition. In H. Pashler(Series Ed.) and S. Yantis (Ed.), Stevens' Handbook of ExperimentalPsychology: Vol. 1. Sensation and Perception (3rd ed., Vol. 1, pp.287-314).

New York, NY: John Wiley & Sons, Inc

¿Qué es el reconocimiento?

• El R es una actividad perceptual fundamental para la adaptación. Los objetos,las palabras, las caras,..., son identificados fácilmente por adultos, pero también

por niños. Los animales también muestran gran capacidad de R. • No se ha conseguido un sistema artificial que sea capaz de reconocer con esa

facilidad. ¿Por qué?• El enorme avance en el conocimiento de las etapas tempranas del procesamiento

visual no ha sido suficiente. Quizá el problema sea ya de tipo conceptual.

El reconocimiento es una actividad perceptual aparentemente sencilla. Los seres biológicos muestran alta capacidad de reconocer objetos, es capacidad adaptativa por lotanto, lo que se tiene. No hay máquinas que sean capaces de reconocer.

Apuntes Gema:

El reconocimiento es la etapa final del procesamiento perceptual:Es difícil de explicar, puesto que la mayoría de los intentos de construir máquinas quesean capaces de reconocer, implica la representación de la forma a partir de la cual ,se llega a la representación del objeto.

Gran variedad de claves más (no sólo la forma, por ejemplo, textura, de superficie,

localización relativa de otros objetos, movimiento relativo…)I



143

¿Qué es reconocer /identificar el objeto?- Esto es, clasificarlo / categorizarlo de alguna forma que esté definida

por los objetos que uno tiene o el contexto en que está (no esexclusivamente denominar el objeto).

- Con la clasificación, el objeto se le atribuyen cualidades que no son

características de la forma.

¿Por qué es complicado explicar que es reconocer?- Reconocimiento: Igualación entre la forma del objeto y lo que hay

en nuestra memoria.- Problema: explosión combinatoria: solución: en memoria sólo hay

almacenada una forma por objeto.El reconocimiento se produce cuando hay semejanza entre la forma visual y lasalmacenadas en memoria.

- Problema de explosión combinatoria: La mayoría de los modelos han

hablado de que tenemos una memoria sobre cada objeto y por lotanto, sólo una memoria almacenada.

• Varias razones (Ullman, 1996):

– Hay varias vías visuales que llevan al R• Forma visual: una cara familiar• Color y/o textura: un árbol por el patrón de ramas y color.

una jirafa, una cebra,..• Localización relativa a otros objetos: un picaporte de puerta.• Movimiento relativo: una mancha volando - una mosca.

– Pero también no visuales:• Conocimiento previo, expectativas: un objeto blanco sobre un

escritorio - un teléfono.

• Estudiaremos sólo reconocimiento por la forma.

- Forma visual: primero constituye una representación de la forma a partir de ella intenta reconocer el objeto uno de las claves parareconocer y lo segundo del objeto es su forma. Peor no la única,aunque si la más importe.

- Textura de la superficie: ( orientación de la rayas en el dibujo)- Color del objeto.- Posición del objeto en el ambiente determinado- Movimiento

Hay una variedad de claves visuales muy graves que las personas utilizamos para

reconocer los objetos.



144

Reconocimiento previo o expectativas de lo que nos vamos a encontrar en ciertoslugares. Pero también no visuales.

• Reconocer es clasificar un objeto en el nivel apropiado. Lo que es apropiadodepende de las circunstancias y del contexto.• La etapa final del R no es la nominación del objeto, sino recuperar información

sobre él que no está presente en la imagen misma.• ¿Por qué el reconocimiento es difícil?

– RECONOCER => determinar si una imagen corresponde con algúnobjeto que hayamos visto en el pasado

* ¿todo reside en almacenar en memoria suficiente número de diferentes puntosde vista del objeto?

* ¿Qué tamaño tendría que tener ese almacén?* ¿Cuál será el grado de similitud suficiente para “reconocer” el objeto?

Lo que es apropiado depende de las circunstancias y del contexto.Está definida por los objetivos: Lo que se nos pide es si lo conocemos o no. Depende loque tengamos como objetivo asi podemos reconocer un objeto en una determinadaclasificación: mueble/mesa.¿ Por qué el reconocimiento es difícil?La teoría intuitiva es cierta. El reconocimiento se produce porque hay una igualación delobjeto visual y lo que tenemos almacenado en la memoria.

¿Cuánto soy capaz de reconocer? ¿Desde cuantos puntos de vista? Mueble, mesa… Numero de objetos por número de formas: explosión combinatoria. (Capacidad delalmacén que se requiere para eso es enorme.

Otro problema. Veo que compara el objeto con el almacén ¿Cuánto tiempo tardo enrecorrer el almacén? ¿ En cuanto tiempo decido que ese el objeto?

En memoria sólo hay almacenado una forma por objeto. Esa es la esencia de todos losmodelos de reconocimiento hasta hace 10 años.

Forma Memoria

???



145

• Gran parte de la investigación se ha realizado en el contexto de reconocimientode caracteres, lo que ha producido ciertos modelos de reconocimiento que sonútiles sobre todo como introducción al problema.

Comparación de plantillas

Apuntes Gema: Data de los años 50: el reconocimiento de objetos se reproduce porque la forma visualdel objeto, activa la representación de ese objeto almacenada en memoria: elreconocimiento se produce porque hay detectores de objetos (tantos, como objetos

somos capaces de reconocer – conjunto de neuronas que se activan cuando la formadel objeto las activa, puesto que su representación está presente).Tiene como primera aplicación, la detección de códigos en cheques bancarios.Es un modelo deficitario: ¿Por qué?Ej: “A”: Tendríamos un detector para cada una de las modalidades de esta letra, encada uno de los tamaños, orientaciones… Problema de la explosión combinatoria.

Este modelo, es descartable a la hora de categorizar objetos, letras. No tanto si lo retomamos de la siguiente manera podemos seguir manteniendo estaidea, si antes de que actúe el detector, introducimos algunas operaciones sobre la

figura del objeto: Puede ser cualquier conjunto de operaciones que tengan el sentido final de ajustar la forma de entrada a las características de la plantilla.

Ej: Respecto al tamaño: operación de cambio de tamaño para que se corresponda conel de la plantilla.El sistema es capaz de corregir la posición espacial de la entrada con el de la plantilla:ajustar la orientación, con las letras de la plantilla.

El sistema, realiza procesos de normalización / estandarización de la forma de entrada:cambiar la orientación y el tamaño, para ajustar al modelo de la plantilla, si se activael detector, corresponde con la plantilla.

Ej: Siendo el patrón de entrada ambiguo, la teoría de plantillas, diría que tendría queactivarse el mismo detector.

• El reconocimiento se produce porque la imagen del objeto acaba activando larepresentación central de éste: Hay detectores de objetos.



146

• Sin embargo, cualquier cambio en la imagen debido a su orientación, tamaño,contexto, etc. dificultaría o impediría su R ¿Tendríamos que tener unarepresentación para cada una de las variaciones posibles?

A A A: Un modelo de este tipo postularía que tenemos detectores diferentesdetectores para distintas A (tamaño, orientación): No eliminamos el problema de laexplosión combinatoria. : Modelo descartable.

- Es posible que tengamos una plantilla para cada variación, pero podrían ser demasiadas las necesarias.

- Más fácil, suponer que en una fase previa se realizan procesos deestandarización de la imagen, por ejemplo, en cuanto a orientación ytamaño ( Budensen et als, 1981).

Si el tamaño es demasiado grande respecto de la platilla se reduce y si es muy grande se

incremente.Si la letra se me presenta girada asumir que cambia de orientación para ajustarla a la delas plantillas.

Procesos de normalización o estandarización de la forma de entrada.- Orientación- Tamaño

Una vez que se han hecho esas operaciones si se activa la plantilla de la ( A) seidentifica como una A.Este modelo es más rico en cuanto a capacidad de explicativa.

• Es posible que tengamos una plantilla para cada variación, pero podrían serdemasiadas las necesarias.

• Más fácil: suponer que en una fase previa se realizan procesos deestandarización de la imagen, por ejemplo, en cuanto a orientación y tamaño(Bundesen et als., 1981).

eje orientación tamaño plantilla



147

UESO

• El mecanismo de igualación de plantillas funcionaría siempre que tras lanormalización el patrón no sea ambiguo. Pero esto no siempre es posible:

Siendo el patrón de entrada ambiguo (aislado) la teoría de platilla diría que se tendríaque activar el mismo detector. Lo que no consigue aplicar es el contexto es uncomponente importante para detectar el estímulo. Nos permite solucionar laambigüedad.

Análisis de Características

Apuntes Gema

A



148

- Se puede considerar como un desarrollo del modelo procedente, esespecífico para el reconocimiento de caracteres, (letras y números).

- ¿Qué es lo que diferencia a unas letras de otras?

El modelo que tiene que construir, sitúa en la vía visual, detectores de rasgo de los

objetos.

• ¿Qué diferencia a R de P? ¿Y a O de Q? Presencia de un rasgo oblicuo en la Rque no esta presente en la P. (unas tienen características que otras no tienen).

Solamente un rasgo, una característica. La forma precisa de los elementos no es crucial:

• El R requiere sólo un conjunto de detectores encargados de captar la presenciade características distintivas en las imágenes. En general son necesarios

detectores de líneas, de ángulos, de curvas, ..

Este modelo se considera un desarrollo del modelo precedente y además es específicocomo el anterior para el reconocimiento de caracteres.El primer modelo de rasgos es el Modelo de Pandemonium de Selfridge . Losdemonios es la metáfora de concepto de detector. La esencia es que es un modelo dedetectores jerárquico y secuencial.

- Demonios de líneas: sintonizados a la presencia de líneascomponentes de la imagen (verticales/ horizontales/ oblicuas/ curvas).

- Demonios de ángulos: Sintonizados a la presencia de determinadosángulos en el estimulo.

- Es un modelo serial: Los detectores es etapa es enviada a la siguienteetapa ( depende de la activación de la cantidad de input de la etapa

precedente).- Demonios de patrones: ( letras)- Demonio de decisiones: lo que hace es comparar la activación de los

detectores de objetos y selecciona como respuesta aquel demonio queestá activado.

La E y la R también estarán activas pero no tanto como la B por sus característicascomunes.Metemos una superesturcturura que decide y recopila toda la información.

• El modelo más influyente fue el Pandemonium de Selfridge (1959). Neisser(1967) y Lindsay y Norman (1972, 1977) lo popularizaron.



149

Los detectores en las diferentesetapas se activan y según la cantidad de activación , se activaran las etapas precedentes:es un modelo serial:

Ej.: detector más activo: B: E: R: (mejor respuesta en B)

Postulamos la presencia en la vía visual, de detectores de objetos, solo cambiamos elmodo en que estos se activan. (Solucionamos el problema del tamaño y el de la variedaden los tipos)

Problema:Vía visual: Detectores de rasgos: de frecuencia espacial… la interpretación no es única.

Si la célula simple, dispara a su tasa máxima , es porque se han presentado en el campovisual las características a las que es sensible, sin embargo , si esta no dispara a su tasamáxima , desconocemos la causa, puesto que cuando esto no ocurre, es debido a que lacaracterística presentada , no es la adecuada.

- Si la tasa de disparo, está por debajo la salida de la célula simple, ladesconocemos.

Para se pueda identificar el estímulo, debemos tener en cuenta también, las relacionesestructurales entre las características que lo componen (estas relaciones , no seincorporan en el modulo).



150

.- Las propiedades de las células del cortex visual ¿ Son un apoyo a la existencia de

estos mecanismos?

• Sin embargo: – Es posible interpretar de otro modo la actividad de la células de la vía

visual (v.gr. Marr, 1982, Malik y Perona, 1990, etc.)

– Si lo fueran su respuesta sería ambigua: una célula simple varía surespuesta a un borde según su contraste y su posición. Una tasa baja:• borde de bajo contraste en posición adecuada• borde de contraste alto en orientación inadecuada.

– ¿Cuáles son las relaciones estructurales entre las características?

Modelo de Marr y Nishihara

Apuntes Gema:Muy influyente en psicología contemporánea e ingeniería.

Modelo de Marr: Representación 2 ½: (problema está en coordenadas subjetivas: elobservador tiene representada la orientación y distancia de cada uno de los puntos delobjeto respecto de él).Consecuencia: Si el observador o el objeto se mueve, cambia el totalmente lareprestación.

Importante, porque si se asume que no se puede explicar el reconocimiento desde unarepresentación 2 ½ D, hay que pasar una representación 3D, para lo cual, hay quelocalizar los ejes del objeto¿Cómo encuentro los ejes en los cuales centrarme para determinar las coordenadas dela superficie del objeto?

Se asume que lo que el sujeto tiene almacenado en su memoria, es un catálogo deobjetos, constituidos de forma jerárquica, que contiene a su vez, submodelos:Objeto visual: “catálogo de objetos “.

¿Cómo construimos un modelo de la figura humana?

Utilizamos un elemento constructor – el cilindro:

Definimos un eje: Definimos una sección tridimiensional del cilindro: Desplazamos el círculo a lo largo del eje vertical. El elemento constructor, es un conogeneralizado / cilindro.

Ventaja: Para construirlo, sólo es necesario conocer el eje a lo largo del cual movemos

la sección transversal.



151

Especificamos parte de la figura humana, utilizando el mismo constructor.Cono generalizado que representa el tronco a partir del cual se representa el resto deconos generalizados.

- Suficiente para distinguir la figura humana, de cualquier otro tipo de figura : reconocimiento.

- En ocasiones , esto no es suficiente , necesidad de construcción desubmodelos. Ej: Construcción submodelo de brazo.

¿Cómo se llega de la imagen al modelo del objeto?

- Modelo con coordenadas objetivas vs. Imagen: coordenadassubjetivas.

- Figuras chinescas: No

- Textura- Color

- Elementos de contorno dentro delObjeto: inf sobre la silueta

El sistema visual , utiliza los contornos del objeto para construir las representación 3Ddel mismo . Para ello, adopta 3 supuestos fundamentales:

a) Cualquier punto de la silueta del objeto, es generado por algún punto de lasuperficie del objeto. Conjunto de puntos que dan lugar a la silueta: generadorde contorno del objeto.

b) Si dos puntos están cercanos en la silueta, también lo están en el generador decontornos del objeto.

c) Todos los puntos de los generados de contornos, se encuentran en el mismo plano, excepto cuando existe curvatura en el mismo.

El sistema visual localiza los puntos donde hay mínimos de curvatura: utilizando para dividir el objeto en partes.

- Se identifica el eje correspondiente al cono generalizado.- Movemos el círculo a lo largo del eje para crear el cilindro.- A esto, se le añade información sobre textura, movimiento,

estereopsis, para la representación completa del objeto.

• ¿Cómo encontrar las coordenadas del objeto, en situaciones naturales, paracualquier objeto?

• Una solución posible fue la aportada por Marr y Nishihara (1978; Marr, 1982).La representación 21/2-D es un conjunto de valores correspondientes a cada

parte de la superficie del objeto que representan su orientación y profundidadrespecto del observador. Si el observador (o el objeto) se mueve, la



152

representación cambia. Por tanto, esta representación no es la adecuada para elR.

• Utilizar una representación 3-D implica localizar los ejes del objeto.

Los distintos parches que el observador tiene representado es la orientación de los

distintos puntos del espectro de él y a qué distancia están los distintos puntos delespectro de él. Esa es la esencia de la representación 2 ½ D.Marr no puede explicar el reconocimiento si la representación del objeto cambia de unmomento a otro. Si no se asume lo que asume Marr. El modelo de reconocimiento estotalmente distinto. Solución. Desde la representación 2 ½ D hay que pasar a unarepresentación 3- D (lo que implica buscar un sistema de coordenadas centrado en elobjeto).¿Cómo encuentro los ejes del objeto en los cuales centrar para determinar las cualidadesdel objeto?

El problema es que hay que localizar los ejes del objeto. El problema es como

localizarlos. Se asume que lo que el sujeto tiene almacenado en su memoria es uncatálogo de l modelo de forma jerárquica.Tanto el objeto visual como el catálogo tienen el mismo modelo de representación.

¿Cómo localizar los ejes del objeto?

• Marr y Nishihara proponen que se considere una organización jerárquica demodelos que representarían partes diferentes y significativas del objeto. Cadamodelo tendría su propio sistema de coordenadas. Consideremos la figurahumana:

– A nivel global se podría considerar un eje centrado en el tronco. Este eje permite especificar la posición, la orientación, etc., del resto de modelos: brazos, etc.

– Los modelos subordinados se especificarían ahora de forma semejante.• De esta forma se podría construir un catálogo de modelos con distintos niveles

de especificación.

Un esquema posible empleando conos generalizados simples, conseguidos desplazandouna sección transversal a lo largo de un eje longitudinal.El cilindro tiene un eje bien definido, puede construirse de una forma muy simple,

desplazamos un círculo a lo largo de un eje.Eso es un cono generalizado (elemento constructor) la ventaja de su uso, paraconstruirlo es necesario conocer el eje a lo largo del cual movemos la seccióntransversal.

Hay un cono generalizado que representa el tronco y a partir de ese podemos ubicar losdemás conos generalizados.Es suficiente para distinguirlo de un chimpancé, es suficiente para que se produzca elreconocimiento.Podemos dividirlo en más partes, (brazo-antebrazo-mano). El modelo almacenado en elcatálogo es un modelo jerárquico. Si empezamos por un modelo muy grueso y podemos

ir degradándolo.



153

• Cómo puede obtenerse la descripción del modelo a partir de la imagen, antes

de acceder al catálogo?

• Marr sugiere una solución a partir de los contornos oclusivos del objeto (lasilueta), basándose en tres supuestos:

– Cada punto de la silueta tiene un punto correspondiente en la superficiedel objeto (estos puntos constituyen el generador de contorno de lasilueta).

– Los puntos cercanos en la imagen están también cercanos en elgenerador de contorno.

– Todos los puntos de un generador de contorno se encuentran en el mismo plano.

Objeto y generador Silueta Contorno

Marr a partir de figuras chinescas (sombras) (carece de color y textura) le

basta con el contorno exterior del objeto. El sistema visual utiliza básicamente los

Organización jerárquica de modelos asociados a la figurahumana.

Un esquema posible empleando conos generalizados simples,conseguidos desplazando una sección transversal a lo largo de uneje longitudinal.



154

contornos del objeto para construir la representación tridimensional para eso el sistemavisual adopta tres supuestos fundamentales:

- Cualquier punto de la silueta del objeto es generado por algún puntode la superficie del objeto ( lo que hay en la silueta procede de un

punto de la silueta) . El conjunto de puntos que eran iguales a lasilueta es lo que se conoce como generador de contorno de la silueta.- Si dos puntos están cercanos en la silueta entonces también está n en

el generador de contorno.- Todos los puntos del generador de contorno se encuentran en el

mismo plano (Si la pongo de forma convexa la ano no están en elmismo plano). Se viola siempre que sea cóncavo o convexo el objeto.

• El último supuesto puede plantear problemas de interpretación.

Pero si la forma es un cono generalizado puede obtenerse a partir de contornosoclusivos. Luego también los ejes, que están centrados en el observador.

Si presenta una concavidad o convexidad el error de interpretación puede aparecer

(muchos objetos tienen superficies que no son planas). Si salvamos eso a partir delcontorno es posible reconocer el contorno del objeto.

Borrico (usamos esa representación para reconocer los objetos)1º) Localizar los puntos dónde hay mínimos de curvatura.2º) Segrega el contorno a partir de los mínimos de curvatura que ha localizado. SEutiliza para dividir el objeto en partes.3º) Se generan los ejes correspondientes a las partes.4º) Mover el circulo a lo largo del eje para crear un cilindro.A esto ahora se había que añadir información: textura, movimiento, esteropsis, (integrar

el resto de información que el sujeto poseesobre el objeto y tendríamos unarepresentación completa). Es la esencia delmodelo todo esto.Marr asume que el reconocimiento tiene querealizarse por una representación objetiva delobjeto.



155

linealidad-curvaturacoterminación-no coterminación

paralelismo-no paralelismo simetría - asimetría

• La transformación de las coordenadas de los ejes a coordenadas espaciales serealizará teniendo en cuenta la estereopsis, la textura, el sombreado, etc., perotambién puede ser necesario comparar el modelo derivado con los almacenados.Esta comparación podría facilitar los procesos de análisis de la imagen.

• A partir de estas ideas varios autores han desarrollado posteriormente teorías de

reconocimiento que tratan de refinar la idea de los conos generalizados y lasformas componentes. Quizá la más influyente haya sido presentada porBiederman a partir de (1987, 1991, 1992, 1993).

Biederman: Reconocimiento por componentes

• El modelo recoge la idea del reconocimiento por componentes más elementales.• Los elementos están constituidos por un conjunto de formas básicas: cilindros,

pirámides truncadas, cubos, etc. que Biederman llama “geones”.

• Los geones están definidos según características no accidentales: colinealidad-curvatura, simetría, paralelismo y coterminación.

Es el modelo más importante de los estructurales.

Asume que las representaciones del objeto se producen a partir de conos generalizados. No asume que la representación sean objetiva del objeto, sino subjetiva, (lo que noimplica que la representación no sea dependiente del punto de vista – si cambia elreconocimiento se siegue produciendo igual de bien-).

Geones: Son los elementos que utiliza para la representación del modelo como para elcatálogo.

No cualquier figura geométrica es un geón, sólo las que están construidas concaracterísticas no accidentales (infrecuentes).-

• Es extremadamente raro que las propiedades no accidentales sean consecuenciade un punto de vista concreto. Si el punto de vista cambia, la propiedad, engeneral, no cambia. Excepciones una curva como recta.

- Linealidad- curvatura: Es una característica no accidental para prácticamente es imposible confundirla, sólo hay un punto de vista

que permite la confusión.



156

Extracción de bordes

Detección de propiedades noaccidentales

Describir las regionesde concavidad

Activación de geonesy relaciones

Activación de modelosde objetos

Identificaciónde objetos

- Coterminación. No coterminación.

- Paralelismo- no paralelismo

- Simetría- No simetría.

Podemos construir modelos de objetos utilizando esas características.Cilindro y prisma son geones son literalmente confundibles entre si dado que sonconstruidos a partir de características no accidentales.

La descripción del objeto consta de la composición de los geones y de la localizaciónrelativa de los geones que la componen.

Propiedades no accidentales que diferencian un ladrillo de un cilindro.



157

Original Cambio Cambios métricos del originalgeón

• La representación de un objeto es un modelo estructural de suscomponentes, sus tamaños relativos, orientación, lugar de ensamblaje, etc.

• La ventaja de los geones es que están definidos por propiedades invariantesrespecto del punto de vista del observador, lo que permitiría el R de objetos a partir de su representación 2D.

• Biederman y Cooper (1991) han obtenido datos en favor de esta hipótesis: el priming de repetición es mayor cuando entre prime y probe (repitiendo objetos)se repiten geones, pero no cuando son complementarios de uno a otra.Biederman y Cooper (1992): el priming no cambia si se manipula el tamaño,localización, punto de vista.

Objetos ( construidos) a base de geones como objetivo

presentan otro estimulo parecido pero con un cambio degeón. Lo que miden la velocidad con la que identificanel objetivo y el número de aciertos . Los sujetos tardanmás en reconocer el objeto cuando hay un cambio detamaño y eso que son menos parecidas. El parecido físicono es lo relevante , lo relevante son los geonescomponentes.

• Estos efectos se obtienen también con fotografías de objetos originales (Fiser yBiederman, 2002).



158

Apuntes Gema:

Biderman, reconocimiento por componentes

- Asume que la representación del objeto, se realiza a base de conos

generalizados.- - Diferencias con el modelo de Marr: No asume que larepresentación sea objetiva, si no subjetiva, : esto implica que elreconocimiento sea dependiente del punto de vista, si cambia este, elreconocimiento se sigue produciendo igual de bien, el punto de vistaes irrelevante , puesto que la representación del objeto se producemediante formas geométricas , conos generalizados , particularesdenominados: geones ( los utiliza el sistema para construir tanto elcatálogo del objetos en memoria , como la representación visual).

No cualquier figura geométrica es un geón, sólo aquellas construidas por

características no accidentales (son cuatro): A) linealidad- curvatura: (imposible confundir una línea recta con una curva).

C) Coterminación – no coterminación: dos líneas intersecan, dos líneas nointersecan.

D) Paralelismo –no paralelismoE) Simetría – asimetría.

La descripción del objeto, consta de los geones que la componen la localizaciónrelativa de los geones respecto de los demás.

Modelo:

Tarea del sistema: Localización de los bordes del objeto (podemos usar la derivadasegunda)

Dos procesos que actúan en paralelo:

Características no accidentales: Localizan los mínimos de curvatura. Segregación deregiones, puesto que cada una está vinculada a un geón particular.

Activación de geones y de las relaciones espaciales que hay entre ellos. Donde está

cada geón respecto de los demás. Activación de los modelos de objetos que contienen los geones y las relacionesespaciales.

Se identifica el objeto más activo.

Este modelo, es capaz de explicar resultados obtenidos por Biederman y Cooper. La tarea de Primming. Resultado: El objeto tarda más en reconocer el objeto cuandohay un cambio de geón que cuando hay un cambio en el parecido físico (Ej.: tamaño).

Cuando presentamos el estimulo previo, se han activado los geones y relacionesespaciales del mismo. El sujeto, está facilitado en su respuesta cuando hay, por



159

ejemplo, dos de los tres geones que son comunes (retraso por el cambio, en el ejemplode la botella).Variar métricamente un geón, no repercute negativamente en la velocidad dereconocimiento del objeto, pero sí, variar el geón.

Reconocimiento basado en el punto de vista

• Almacenamos una multiplicidad de puntos de vista sobre los objetos• Las coordenadas están centradas en el observador.• Puntos de vista diferentes producen patrones diferentes de activación neuronal.• El reconocimiento se produce cuando el patrón de activación de un objeto iguala

algún patrón de activación almacenado

Los observadores reconocen mejor los objetos cuando se le presentan desde cierta perspectiva que de otra según estos autores.

En esta aproximación se olvida del problema de la explosión combinatoria.

1) La presentación de un objeto en el campo visual del observador produce un patrón de activación que es diferente al de otro objeto.

2) ¿Cómo se produce el reconocimiento del objeto? Cuando se encuentraalmacenado en la memoria del sujeto un patrón de activación semejante al quetiene el sujeto en la memoria.

La esencia pasamos de la explosión combinatoria y asumimos que lo que caracteriza aun objeto es el patrón de activación que produce.

3) Se almacenan las representaciones de los puntos de vista más naturales /comunes.

Hay un punto de vista que es más fácil de reconocer que los demás ( el punto de vistacanónico) : que ofrece mayor cantidad de superficie del objeto al observador ( 3/5 partesde la superficie del coche es visible para el observador).

Bulhoff: Las formas complejas ( poco familiares) : trozos de alambre soldados : son mal

reconocidas al principio y sin embargo a lo largo del entrenamiento van incrementandosu capacidad del reconocimiento pero hay puntos de vista más fáciles de reconocer deesos objetos .

Watson: Manipulación de semejanza del punto de vista entre el estimulo previo y elestímulo objetivo. Lo que encuentran que la respuesta al objetivo es proporcional a lasemejanza de los puntos de vista.



160

Apuntes Gema:

El reconocimiento no se realiza con independencia del punto de vista. A partir de esto,asumen que el reconocimiento no se realiza igual de fácil en cuanto a tiempo y

precisión, cuando los objetos son presentados desde perspectivas óptimas. No se almacena representación para cada objeto, por lo que, para cada objetoconocido almacenamos tantos puntos de vista diferentes como puntos de vistaexperimentados sobre ese objeto. Por lo que, en principio, las representaciones delobjeto están en coordenadas subjetivas; están referidas al observador (se olvida el

problema de la explosión combinatoria).- La presentación de un objeto en el campo visual del observador, produce un patrón deactivación diferente a cualquier otro objeto.SI dos objetos producen igual patrón de activación, se trata del mismo objeto, o elobservador lo percibe como tal.

Lo que tenemos almacenado en memoria, son activadores producidos en el pasado con

objetos que conocemos: hacemos una comparación con lo que tenemos en memoria y lo presente.

- Activación actual: Activación en memoria :- Menos diferencia: creamos un nuevo patrón de activación para una

nueva representación.Palmer ( 1981)

Experimentos: Presentan a sujetos , objetos rotándolos.Tiempo que los observadores tardan en reconocer y la precisión de los mismos.Punto de vista canónico: Ofrece al observador mayor cantidad de superficie del objeto.Para la mayoría de los sujetos, es una perspectiva que ofrece información sobre la

parte alta lateral y frontal , del objeto. Importante, porque para los modelos de independencia del punto de vista, esto no sería( la existencia de este punto de vista armónico, rechaza las ideas de los modelosanteriores).

Edelman y BülthoffPresentan formas complejas y poco familiares: Son cual reconocidas al principio; a lolargo del entrenamiento se incrementa la capacidad de reconocimiento. Hay puntos devista sobre estas , más fáciles de reconocer que otros.

Lawson, Humphreys y Watson . Priming: Semejanza de puntos de vista entre el estímulo previo y el objeto. La respuesta a este último, es dependiente de la semejanza de los puntos de vista.

• Se almacenan las representaciones de los puntos de vista más

naturales/comunes.



161

Castillo (2004)

• Palmer, Rosch y Chase (1981): no todos los puntos de vista son igualmentefáciles de reconocer. El punto de vista canónico es siempre más fácil.

• Edelman y Bülthoff (1992): las formas complejas poco familiares producengraves problemas de R.

• Lawson, Humphreys y Watson (1994), Lawson y Humphreys (1996): los efectos

de priming dependen de la semejanza de puntos de vista de las presentacionessucesivas.

El modelo dual (Hummel, 2000, 2002)

Prueba

• Distinción entre objetos atendidos e ignorados.• Atendidos: Reconocidos mediante descripciones estructurales como en el

modelo de Biederman.• Ignorados: Reconocidos holísticamente y dependiendo del punto de vista. Un

cambio en el punto de vista elimina el priming de repetición.

Implica que va a asumir que hay dos formas de que el reconocimiento se produzca:1) Independiente del punto de vista ( se realizará segmentando el objeto en geones :

atendido).2) Dependiente del punto de vista (Ignorados).

El factor crítico que hace que se active una u otra vía es la atención.

Holística: Se considera el objeto entero.

• Sin embargo, la tarea a realizar sobre el objeto atendido determina el nivel de procesamiento alcanzado por el objeto ignorado, no que sea ignorado.



162

Prueba: categorizar el estímulo en rojo.

Resultados: Cuando repetimos el estímulo ignorado en la prueba, tenemos un primingnegativo, si la tarea es semántica (categorización). Si se trata de buscar características

físicas tenemos un priming positivo.

Esto demuestra que puede que no sea tanto el que el estimulo sea atendido o ignorado,sino lo que hay que hacer con el estímulo aprendido, lo que determina el procesamientocon el estímulo ignorado.El nivel que se alcanza, no depende tanto de la atención, sino de la tarea

Experimento de priming:

- Estimulo previo: Cama / cabra: ( 2 objetos solapados)- Target: cabra/ líneas aleatorias ( 1 sólo objeto.- Se le pide al observador que categorize al objeto sobre el animal o no

animal (target).

Sobre el estimulo previo se le dice que diga lo que es lo de líneas rojas (el estímulo enverde es ignorado)Es un priming negativo (El estimulo ignorado en uno es atendido en 2)

Condición 2:

1) Localiza una característica física ( borde discontinuo)2) Categorize el estimulo en rojo.

Si la tare es semántica hay priming negativo. Se obtiene si en el prime es categórica, yno e obtiene si en la prime es la búsqueda de una característica física.Lo que determina el procesamiento del estímulo es lo que hay que hacer con el estímuloatendido para procesar el estímulo ignorado que la atención según el experimento. Portanto el modelo de Hummer se puede mantener pero hay que tener en cuenta que hayque matizarlo en ese sentido.

Modelo que resume lo que hemos visto hasta aquí.



163

Riesenhuber y Poggio ( 2000)

En el Córtex inferotemporal postula la existencia de 2 capas de redes neuronales :V1, V2----Vn : Neuronas ( unidades sintonizadas al punto de vista ) Que esas neuronascuando al campo receptivo se proyecta un objeto con un punto de vista concreto.

- Todas esas neuronas que representan la mesa baja todos esos puntosde vista conectan dentro de la Córtex inferotemporal. Comoconectando al objeto. (independientemente del punto de vista).

IT/ PFC::: En la corteza inferotemporal y prefrontal hay neuronas que contienen laidentidad del objeto que nos permiten categorizar el objeto. Están conectadas con las

anteriores.Conclusión:

El reconocimiento es dependiente e independiente del punto de vista

Postula la existencia en el córtex inferotemporal de un conjunto de neuronasdenominadas, unidades sintonizadas al punto de vista: estas se activan cuando en sucampo receptivo se proyecta un objeto con un punto de vista determinado.

Hay tantas neuronas en la corteza, como puntos de vista sobre los diferentes objetos,

las cuales, conectan con una neurona sintonizada al objeto: se activa cuandocualquiera de las neuronas conectadas con ellas, se activan.



164

En la corteza inferotemporal y prefrontal, nos encontramos neuronas que contienen laidentidad del objeto, que permiten reconocerlo y clasificarlo (conectadas a la capaanterior).

Reconocimiento de caras

Apuntes Gema:En este tipo de tareas , se requiere de gran atención.

Investigación neuroimagen.Principio de los 80, literatura psicológica: datos que apuntan que reconocer caras, es

una tarea que el sistema visual realiza de una forma especial ¿ Tiene este tipo de tareaalgo especial que la diferencie del resto?

Bruce et al . ( 1992)1) Experimento en el que utilizan caras de personajes conocidos por los

observadors que se presentan como dibujos lineales extraídos por unalgoritmo de extracción de bordes similar al de Marr. ( Algoritmo dePearson y Robinson). Miden el reconocimiento hayado , el cual , resultaser muy pobre).

Operación de mibralización: rellenar de negro las zonas oscuras en la cara original:mejora el reconocimiento de caras, esto indica que:

La importancia de los bordes, es cuestionada porque el reconocimiento es pobre. No considera que el color es una mala idea, puesto que introduciendo color, mejora elreconocimiento.

II, Experimento (1994): Reconocer objetos cuando invertimos el color de la imagen, esmuy difícil. El reconocimiento en el negativo de las fotos (por ejemplo) se deterioramucho, sobre todo en el caso del reconocimiento de caras. Experimento 1994: Primingde repetición: presentación del mismo estímulo en la prime que en la prueba.

- Presentan en la prime, a cada dibujo lineal de la cara.- Prueba: dibujo de la cara, pero en foto.

Presentado esquema y foto, el reconocimiento se deteriora. Si hacemos modificacionesen el esquema, introduciendo elementos de textura y color, el prime mejora.Son elementos esenciales en el reconocimiento. Esto no ocurre en el reconocimiento deobjetos.

Experimento de Hellawary (1987)- Presentan a los sujetos como estímulos, caras: estos han de

determinar si los elementos de las diferentes caras se perciben igual.- El procesamiento de cualquiera de los elementos, depende del resto

de elementos presentes en la cara.

- Conclusión: el procesamiento de los elementos, depende del contextode cara, en el que estos se presentan.



165

Tamak y Farah ( 1993)

Investigan el reconocimiento de elementos de la cara ( ej: nariz, ojos..) encontrandoque el reconocimiento de estas es superior cuando los elementos se han presentado enel contexto de una cara estándar donde los elementos están situados en su lugar, que si

se presentan elementos aislados o de manera desorganizada.

Pone de manifiesto que este procesamiento es especial para los humanos. Hay circunstancias en las que esto no ocurre. Ej: . Foto Margaret Tacher. Pocasdiferencias, aunque en realidad , si hay alguna diferencia importante, son carasinvertidas, ( al situarlas en su posición , se pueden ver las diferencias).

- Caras invertidas:- Procesamiento diferente

- Puede considerarse un procesamiento analítico (por partes, por ello, descubrir los elementos cambiarlos, es más difícil).

- Caras no invertidas: procesamiento holístico.- Conclusión: procesamiento espacial en un sentido concreto. Posición

estándar. Procesamiento holístico.

Experimento: ¿Son especiales las caras?Tarea de reconocimiento de los elementos de la cara.

Diseño: 3 condiciones experimentales:1) Cara completa o parte de la misma (todas las frecuencias espaciales están

presentes: cara de espectro completo.2) Igual caras/ partes; manipuladas en cuanto a frecuencia espacial, eliminan las

altas frecuencias espaciales, que transmiten información de detalle y permanecen las bajas frecuencias espaciales, que contienen información de losrasgos de la imagen.

3) Cara/Partes: Se aplica un filtro pero eliminan bajas frecuencias espaciales ynos quedamos con las altas frecuencias: resalta de los detalles y eliminamos losgrades contrastes.

Resultados.

1) Reconocimiento del elemento, es superior si el elemento se presenta en el

contexto de la cara, que si se presenta aislado.2)

El reconocimiento es mejor cuando los elementos se presentan aislados.3) El efecto de superioridad de la cara es mayor con frecuencias espaciales bajas.

Efecto de superioridad de la cara, es literalmente la mitad que en frecuenciasespaciales bajas.

El efecto se puede manipular / incrementar si eliminado información sobre los detallesde la cara (eliminando altas frecuencias espaciales) tenemos información sobre lascaracterísticas globales de la cara.

Esto indica que el reconocimiento se hace a través de dos vías:



166

Vía rápida: Vinculada a un análisis realizado en la periferia de la vía visual: V1 ( sólo) . Recupera las frecuencias bajas presentes en la imagen y que se envía hacia lacorteza inferotemporal y la corteza prefrontal, produciéndose en ambas, elreconocimiento, basándose en la forma global.Es más rápida, 80 mseg, identificación amayor velocidad de la cara.

2) Vía vinculada a las frecuencias altas: córtex estriado.

• La identidad del individuo se expresa en gran medida a través de la cara. ¿Cómoestán representadas?

• Bruce et als. (1992): las caras famosas eran bastante difíciles de reconocer si se

presentaban esquematizadas mediante un algoritmo como el de Pearson yRobinson (1985). El relleno en negro de zonas que eran oscuras en el originalhace que el reconocimiento sea igual al que se produce con las fotografíasoriginales.

• Los negativos fotográficos sirven poco para reconocer rostros. El factor crítico parece ser el brillo relativo de las áreas pigmentadas como el pelo y la piel(Bruce y Langton, 1994).

¿Es el reconocimiento especialmente diferente del reconocimiento de cualquier otro tipode objeto ¿

Pearson: Rellenar de negro las zonas oscuras de la cara mejora el reconocimiento.Utilizando los bordes el reconocimiento es posible.

Cuando invertimos el brillo de la imagen es bastante difícil. El reconocimiento delobjetivo en general en el negativo se deteriora mucho y en el caso de la cara muchomás.Demuestran que le factor crítico es el brillo, invertir el color es lo que dificulta elreconocimiento de la cara.

• Bruce et als. (1994): el priming de repetición es menor cuando se utiliza

esquema y fotografía que si emplea sólo fotografía. Lo que cambia entre



167

condiciones es el nivel de detalle de la textura de gris. Según Biederman yCooper (1991) esto no es importante en objetos.

• Parece que las propiedades superficiales de piel y las áreas texturadas como el pelo desempeñan un papel muy importante.

• Las caras se procesan holísticamente. Young, Hellawell y Hay (1987): es

imposible codificar una parte de la cara sin que las más distantes influyan esacodificación.

El primming de repetición es menor. Es un dibujo lineal de la cara y l la prueba presentan la cara pero en fotografía. Presentando esto se deteriora tanto en velocidad, precisión y aciertos con respecto en el caso que presentamos fotografía a fotografía.

El reconocimiento de caras es difícil en objetos porque en las caras los elementos detextura y color (pelo, cara) resultan ser esenciales en el reconocimiento.

• Tanaka y Farah (1993): las partes no están explicitadas en la descripción que

media el R de las caras. El R de una parte como la nariz es superior si se ha presentado previamente en el contexto organizado de la cara que en aislamientoo en un contexto de cara desorganizada.

• En las caras invertidas, estos efectos no se producen, lo que sugiere un análisis por partes

Hay circunstancias en las cuales los elementos de la cara se reconocen igual si estándesorganizadas. ( Margaret Tacher) Cuando las caras se procesan invertidas parece quese procesan invertidas es diferente de cuando son canónicas. Parece un procesamiento

por partes (en invertidas) y si es canónico el procesamiento es holístico.

¿Son especiales las caras? Si, cuando las caras se presentan de forma estándar el procesamiento es holístico.

Condiciones experimentales:1) Todas las frecuencias espaciales que componen la cara están presentes (

espectro completo).2) Frecuencias espaciales manipuladas (eliminadas las altas frecuencias – detalles

de la imagen- y sólo quedan las bajas – grandes rasgos de la imagen.3) Filtro para eliminar las bajas frecuencias espaciales (resalta de los detalles):

Reducimos mucho su contraste global.

Lo que tienen que hacer los sujetos es reconocer los ojos (elementos de los ojos).



168

Estándar:

1) Efecto de superioridad de la cara, lo importante es el tamaño de la cara, ladiferencia es que el efecto de superioridad de la cara es mayor cuando el de lafoto esta con todas las frecuencias espaciales.

2) Hay un efecto de superioridad de la cara.

El efecto se puede manipular si eliminamos información que llevan altas frecuenciasespaciales que tenemos es una cara en lo que los detalles han desaparecido.

Lo que esto indica es que el reconocimiento de caras se procesa por dos vías:

- Vía rápida: Análisis realizado en la periferia de la vía visual.Recupera la frecuencia espaciales bajas presentes en la imagen: y seenvía hacia la corteza prefrontal y inferotemporal y hay se produce elreconocimiento basándose en la forma global de la cara.

- Vía del que: Córtex ventral: vinculadas a las frecuencias espacialesaltas.

La vía de las vías de las frecuencias espaciales bajas es muy rápida.

¿Son realmente especiales las caras?

Tarr y Cheng (2003)

Apuntes Gema:

Tienen un sitio específico en el CIT: en el área fusiforme (de las caras. Esto ha sido unacorriente de gran fuerza, pero puede ser cuestionable por una razón<. Las caras sonespeciales porque nuestra experiencia perceptual comienza en el momento quenacemos.Uno de los tipos de objetos de contraste más importantes utilizado detecta el lugar deactivación cerebral: reconocimiento de coches.

Áreas que se activan más al discriminar caras que coches: (estos sujetos son expertosen el reconocimiento de caras, pero no de coches).Si ideamos un conjunto de objetos que nadie ha visto jamás y dedicamos un tiempo alentrenamiento con los sujetos, convertimos a los mismos en expertos para la

discriminación de estos objetos. Comparamos ahora la activación general para elreconocimiento de caras y des estos objetos: resultados:

Caras: Activación de área fusiforme.Objetos: activación del área fusiforme.Solución: área que se activa en el reconocimiento de objetos de los cuales somosexpertos.

Las caras son especiales porque somos expertos en el reconocimiento de las mismas(por ello se han utilizado resonancia magnética).



169

Se activa la corteza inferotemporal ¿Por qué? Para todos somos auténticosexpertos en el reconocimiento de caras. Las caras son especiales porque cuandoestudiamos el reconocimiento de recaras son individuos de estudio que son súperespecialistas. Pueden ser especiales porque podemos estar haciendo estudios sobre lasdiferencias entre reconocimientos en los que no tenemos ninguna especialización, peroen las caras sí.

Lo que podemos hacer es coger y estudiar expertos en coches. Ahora sí podemoscomparar los sujetos reconociendo caras (expertos) y reconociendo otras cosa que seanexpertos (coches, greebles,) se activa la misma área: Especializada en la detección decosas en los cuales somos expertos. Son especiales porque somos expertos en elreconocimiento de caras.

Son realmente

especiales las caras?

Hay un componente en el EEG que aparece unos milisegundos después de la presentación del estímulo y que es de voltaje negativo (N170). El N170 es un indicadordel procesamiento del sujeto de la cara.

Lo que se observa que el voltaje es mayor cuando se presentan caras que cuando se

presentan coches.



Las caras son todas con la misma orientación y tamaño y los coches no. Lavariabilidad de tamaño y orientación de una cara es tan baja que cuando sumamos 100caras seguimos viendo una cara.El tamaño N170 es una función de la coherencia del estímulo.

Los coches no son coherentes: N170 pequeño

Las caras son coherentes: N170 grande

Cuando las caras son coherentes y los coches no el N170 es mayor con coches soncoherentes, pero cuando es al revés N170 es mayor para los coches. Cuando ambas soncoherentes N170 es mayor en caras.

Cuando se controla la coherencia parece que la especialidad de las caras desaparece.

Experimento de Thiery et al.Utiliza medidas de actividad cerebral medidas con EEG. Hay un componente /potencialevocado que aparece en el EEG unos 170 mseg después de la presentación del estímulo

y que es de voltaje negativo, se le denomina N 170. Este potencial es un indicador del procesamiento de la cara, que ha realizado el sujeto.

- El procedimiento es el mismo que el experimento anterior. Laamplitud en voltaje de N170, es mayor cuando se presentan carasque coches.

- En estos experimentos, son siempre fotografías de caras hechas dediferente y que tiene aproximadamente el mismo tamaño de cara.

Documents

Percepción y Atención Apuntes