12、视觉系统中的V1机制与小波模型研究

视觉系统中的V1机制与小波模型研究

1. V1创建自下而上显著性图的假设验证

在视觉研究领域，新兴现象对大量数据进行了出色的总结和描述，而V1机制则为其中部分数据提供了解释。心理学文献中的数据，尤其是关于视觉分组的大量数据，可通过V1显著性假设反过来预测V1的生理和解剖结构，这为通过生理/解剖实验进一步验证该假设提供了机会。

例如，已知颜色 - 方向联合搜索较为困难（如在红色水平和蓝色垂直干扰项中寻找红色垂直目标），而颜色 - 方向双特征具有优势，由此可预测在V1中，皮质内（双突触）抑制性连接应将联合细胞与偏好相同颜色和/或相同方向的其他细胞相连。Hegde和Felleman的数据与这一预测相符，但仍需更直接和系统的测试。

V1的自下而上显著性机制对自上而下的注意力机制也有影响：
- 若V1为视觉选择创建了自下而上的显著性图，那么接收V1输入的后续皮质区域应会呈现出自下而上和自上而下的选择及注意因素之间的大量交互。
- 根据V1显著性假设，最活跃的V1细胞会自动将注意力吸引到其感受野位置。该细胞可能针对一个或几个特征维度进行了调谐，其响应无法提供未调谐特征维度的信息。因此，这种自下而上的选择无法将同一位置的不同特征绑定在一起，可能需要自上而下的注意力随后进行特征绑定。同时，V1中的联合细胞默认会将同一位置的两个（或更多）特征绑定到单个细胞中（可能准确也可能不准确）。这表明需要自上而下的注意力机制，根据联合细胞和非联合细胞的响应，不仅确定两个特征的相对强度，还需判断两个特征是否属于同一对象，或者是否需要将它们解绑。

相关的心理物理实验验证并证实了初级视觉皮质创建自下而上显著性图这一理论假设的预测。后续研究进一步确定了V1在视觉显著性行为中的特