2、探秘人类视觉系统中的视觉显著性机制

探秘人类视觉系统中的视觉显著性机制

1. 引言

人类的注视策略会受到视觉显著性的影响。我们不禁会问，人类视觉系统是如何检测出显著的视觉子集的呢？为了探寻答案，我们可以参考最新的神经生物学和心理学研究成果。在现代神经生物学和心理学领域，有许多工具可用于探索人类视觉系统中的信息处理机制，例如单单元记录、脑电图（EEG）、脑磁图（MEG）和功能磁共振成像（fMRI）等。这些工具能够记录人类（或猴子）视觉系统各组件之间的信息传输，在某些实验中，还可用于推断特定视觉组件的可能功能。

2. 人类视觉的神经生物学机制

2.1 视网膜

视觉信息处理始于视网膜，它是眼睛后部的一层薄神经组织，能将光线转化为神经冲动。视网膜由不同的神经层组成，视觉信息在进入大脑之前会在此进行高效的预处理。信息在视网膜中的流动可概括为三个主要阶段：
1. 光感受器和水平细胞 ：光感受器（如视锥细胞和视杆细胞）能将光信号转化为神经网络中的电信号，部分信号会进一步传输到水平细胞以获取平均输出。
2. 双极细胞和无长突细胞 ：双极细胞会计算光感受器和水平细胞输出之间的差异，以获得高对比度信号；无长突细胞会对部分双极细胞的输出进行第二次局部平均。
3. 神经节细胞 ：通常位于视网膜内表面附近，接收来自双极细胞和无长突细胞的视觉信息，并通过视神经纤维将其发送到大脑的不同部位。

视网膜中存在两种预处理机制：差分和平均。通过这两种操作，视觉信息能够被有效压缩和编码。视网膜中约有1.28亿个光感受器（包括约1.2亿个视杆细胞和近800万个视锥细胞