Представлен обзор результатов полувековых исследований зрительной системы как иерархической структуры – многоканальной, многослойной "пирамиды", каждый слой которой имеет различное пространственно-временное разрешение, но в совокупности обеспечивает инвариантное описание изображений для их классификации, принятия решений, организации движения глаз и поиска цели. Проведен анализ многоканальной организации зрительной системы человека как максимально эффективной и наиболее экономичной. Выделены уникальные по морфологическим и функциональным характеристикам системы "перископического и телескопического зрения", обеспечивающие перевод взора и распознавание при поиске и достижении цели. Модели пирамидальной организации зрительной системы оправдали свое существование, оказав исключительное влияние на развитие инженерных решений по конструированию распознающих систем, работающих в реальном масштабе времени, созданию искусственных нейронных сетей.
Цель данного обзора — представить результаты собственных исследований нейронных сетей, обеспечивающих обнаружение и принятие решений при распознавании «повседневных» зрительных целей: лиц, букв, текста, порядка в хаосе. Цифровые методы синтеза и обработки изображений позволили синтезировать калиброванные наборы тестовых изображений, имитирующих зрительные сцены. Данные сцены содержат цели и помехи с заданными статистическими, пространственными и временными характеристиками, избирательно активирующие или тормозящие модули крупномасштабных нейронных сетей головного мозга человека. Показано, как взаимодействуют сети, представляющие фовсолярное и макулярное зрение. В результате работы оппонентных нейронных сетей префронтальной коры происходит принятие решений при распознавании целей. Каждая из крупномасштабных нейронных сетей мозга вовлекается в различные комбинации, обеспечивающие целенаправленную деятельность человека. Рассмотрена работа механизмов локального и глобального анализа сцен при поиске целей: распознавании текста, мимики и поворота лиц, матриц элементов Габора с разной степенью упорядоченности. На основе сверточных, диффузионных и генеративных нейронных сетей построены модели этих механизмов. Показано влияние статистических свойств изображений и их внутреннего контента на принятие решений человеком и машиной. Показаны пути развития психофизиологических исследований организации и деятельности крупномасштабных нейронных сетей «зрительной» системы человека.
Индексирование
Scopus
Crossref
Higher Attestation Commission
At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation