37、深度、视觉线索与人类感知的统计关系

深度、视觉线索与人类感知的统计关系

在研究人类如何感知深度时，我们往往会关注各种视觉线索，其中轮廓的凸度与深度感知之间的关系是一个有趣的研究方向。本文将深入探讨这一关系，通过实验和建模来揭示其背后的原理。

1. 凸度与距离分离的统计关系

在自然场景中，轮廓的凸度与距离分离之间存在着一定的统计规律。通过对大量图像的分析，我们得到了以下几个方面的统计结果：
- 凸度与距离分离的联合统计 ：当参考区域较近（“图形”）时，分离为正；当参考区域较远（“背景”）时，分离为负。由于每个弯曲轮廓一侧是凸区域，另一侧是凹区域，所以凸和凹参考区域的出现频率曲线呈镜像关系。
- 不同条件下的联合统计 ：在0 - 2米范围内，与心理物理实验中相似凸度的情况下，凸、凹和直轮廓区域的凸度 - 距离分离联合统计显示，凸区域的大距离分离更有可能出现。而且，除了某些分离情况外，数据可以很好地用幂律拟合，凸和凹幂律指数的差异约为0.4。
- 其他因素的影响 ：最小对比度、凸度一致的空间尺度数量以及凸度区间的狭窄程度等因素都会对相关统计量产生影响。随着最小对比度增加、凸度一致的空间尺度数量增加以及凸度区间变窄，相关统计量单调增加。

2. 凸度与深度的心理物理实验

为了进一步探究凸度对深度感知的影响，我们进行了两项心理物理实验。
- 实验设置
- 观察者 ：第一项实验有两名经验丰富且视觉正常的观察者参与，第二项实验有七名。所有观察者对实验假设均不知情。