Полосы Маха

Преувеличенный контраст между краями слегка различающихся оттенков серого появляется, как только они соприкасаются.

Полосы Маха — это оптическая иллюзия, названная в честь физика Эрнста Маха . Он усиливает контраст между краями слегка различающихся оттенков серого, как только они соприкасаются друг с другом, запуская распознавание краев в зрительной системе человека.

Объяснение

Эффект полос Маха обусловлен пространственной фильтрацией с высоким усилением , выполняемой зрительной системой человека на канале яркости изображения, захватываемого сетчаткой . Мах сообщил об этом эффекте в 1865 году, предположив, что фильтрация осуществляется в самой сетчатке за счет латерального торможения ее нейронов. ^[1] Эта гипотеза подтверждается наблюдениями за другими (незрительными) чувствами, как указал фон Бекеши. ^[2] Визуальный рисунок часто встречается на изогнутых поверхностях, подверженных определенному естественному освещению, поэтому появление фильтрации можно объяснить результатом изученной статистики изображения. Эффект фильтрации можно смоделировать как свертку между трапециевидной функцией, описывающей освещенность, и одним или несколькими полосовыми фильтрами . Точная аппроксимация получается с помощью модели, использующей 9 четно-симметричных фильтров, масштабированных с октавными интервалами. ^[3]

Эффект не зависит от ориентации границы.

В радиологии

Это визуальное явление важно иметь в виду при оценке рентгенограмм зубов на наличие признаков разрушения, на которых изображения зубов и костей в оттенках серого анализируются на предмет аномальных отклонений плотности. Ложноположительный может легко возникнуть , рентгенологический диагноз кариеса зубов если практикующий врач не примет во внимание вероятность возникновения этой иллюзии. Полосы Маха появляются рядом с металлическими реставрациями или приспособлениями. ^{[ нужна ссылка ]} и граница между эмалью и дентином . ^[5] Полосы Маха также могут привести к ошибочному диагнозу горизонтальных переломов корня из-за различной рентгенологической интенсивности зубов и костей. ^[6]

Эффект Маха также может привести к ошибочному диагнозу пневмоторакса из-за образования темной линии на периферии легкого (тогда как истинный пневмоторакс будет иметь белую плевральную линию). ^[7]

В компьютерной графике

Полосы Маха также могут появляться при разрыве производной градиента — визуальный эффект, распространенный при линейной интерполяции интенсивностей, например, при затенении по Гуро .

Компьютерные системы обработки изображений используют обнаружение краев аналогично мозгу, , используя нерезкую маскировку например для четкости краев на фотографиях.

См. также

Ссылки

^ Рэтлифф, Флойд (1965). Полосы Маха: количественные исследования нейронных сетей сетчатки . Холден-Дэй. ISBN 9780816270453 .
^ фон Бекеши, Георг (1 января 1967 г.). «Латеральное торможение типа полосы Маха в различных органах чувств» . Журнал общей физиологии . 50 (3): 519–532. дои : 10.1085/jgp.50.3.519 . ISSN 1540-7748 . ПМК 2225686 . ПМИД 11526844 .
^ Фредерик А. А. Королевство (4 ноября 2014 г.). «Полосы Маха объясняются нормализацией отклика» . Границы человеческой неврологии . 8 : 843. дои : 10.3389/fnhum.2014.00843 . ISSN 1662-5161 . ПМК 4219435 . ПМИД 25408643 .
^ Амбалатанканди, Прасун; Оу, Яфэй; Кочиил, Джьотсна; Такамаэда, Шинья; Мотомура, Масато; Асаи, Тецуя; Икебе, Масаюки (декабрь 2019 г.). «Усиление контрастности рентгенографии: сглаженный фильтр LHE - практическое решение для цифровых рентгеновских лучей в диапазоне Маха» . 2019 Вычисление цифровых изображений: методы и приложения (DICTA) (Отчет). IEEE. стр. 1–8. дои : 10.1109/DICTA47822.2019.8946114 . ISBN 978-1-7281-3857-2 .
^ Девлин, Хью (2006). Оперативная стоматология: практическое руководство по последним инновациям; с ... 5 столов . Берлин Гейдельберг: Springer. п. 11. ISBN 978-3-540-29616-4 .
^ Нильсен, К. (ноябрь 2001 г.). «Влияние сценария и опыта на интерпретацию полос Маха» . Журнал эндодонтии . 27 (11): 687–691. дои : 10.1097/00004770-200111000-00009 . ПМИД 11716082 .
^ Паркер, Миссисипи; Чейзен, Миннесота; Пол, Н. (2009). «Рентгенологические признаки при торакальной визуализации: модуль анализа конкретных случаев и самооценки». Американский журнал рентгенологии . 192 (3_Дополнение): S34–48. дои : 10.2214/AJR.07.7081 . ПМИД 19234288 . S2CID 34785665 .

Дальнейшее чтение

Лото РБ, Уильямс С.М., Первес Д. (1999). «Полосы Маха как эмпирически выведенные ассоциации» . Труды Национальной академии наук . 96 (9): 5245–50. Бибкод : 1999PNAS...96.5245L . дои : 10.1073/pnas.96.9.5245 . ПМК 21849 . ПМИД 10220451 .
Иглман, Д.М. (2001) «Визуальные иллюзии и нейробиология». Обзоры природы Неврология . 2 (12): 920–6.

Внешние ссылки

Демонстрация диапазона Маха проходила в НИСТ до июля 2016 года.
Фигура полосы Маха и объяснительная гипотеза, Лаборатория Дейла Первса.

[1] Рэтлифф, Флойд (1965). Полосы Маха: количественные исследования нейронных сетей сетчатки . Холден-Дэй. ISBN 9780816270453 .

[2] фон Бекеши, Георг (1 января 1967 г.). «Латеральное торможение типа полосы Маха в различных органах чувств» . Журнал общей физиологии . 50 (3): 519–532. дои : 10.1085/jgp.50.3.519 . ISSN 1540-7748 . ПМК 2225686 . ПМИД 11526844 .

[3] Фредерик А. А. Королевство (4 ноября 2014 г.). «Полосы Маха объясняются нормализацией отклика» . Границы человеческой неврологии . 8 : 843. дои : 10.3389/fnhum.2014.00843 . ISSN 1662-5161 . ПМК 4219435 . ПМИД 25408643 .

[4] Амбалатанканди, Прасун; Оу, Яфэй; Кочиил, Джьотсна; Такамаэда, Шинья; Мотомура, Масато; Асаи, Тецуя; Икебе, Масаюки (декабрь 2019 г.). «Усиление контрастности рентгенографии: сглаженный фильтр LHE - практическое решение для цифровых рентгеновских лучей в диапазоне Маха» . 2019 Вычисление цифровых изображений: методы и приложения (DICTA) (Отчет). IEEE. стр. 1–8. дои : 10.1109/DICTA47822.2019.8946114 . ISBN 978-1-7281-3857-2 .

[5] Девлин, Хью (2006). Оперативная стоматология: практическое руководство по последним инновациям; с ... 5 столов . Берлин Гейдельберг: Springer. п. 11. ISBN 978-3-540-29616-4 .

[6] Нильсен, К. (ноябрь 2001 г.). «Влияние сценария и опыта на интерпретацию полос Маха» . Журнал эндодонтии . 27 (11): 687–691. дои : 10.1097/00004770-200111000-00009 . ПМИД 11716082 .

[7] Паркер, Миссисипи; Чейзен, Миннесота; Пол, Н. (2009). «Рентгенологические признаки при торакальной визуализации: модуль анализа конкретных случаев и самооценки». Американский журнал рентгенологии . 192 (3_Дополнение): S34–48. дои : 10.2214/AJR.07.7081 . ПМИД 19234288 . S2CID 34785665 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

v т и Оптические иллюзии ( список )
Иллюзии	Остаточное изображение Амбиграмма Неоднозначный образ Комната Эймса Автостереограмма Барберпол Безольд Стена кафе Шашечная тень Чабб Кукуруза Дельбёф Эббингауз Эренштейн Задержка вспышки Спираль Фрейзера Гравитационный холм Сетка Геринг Невозможный трезубец Облучение Ястроу Охотник за сиренью Полосы Маха Маккалоу Мюллер-Лайер Куб Неккера клиент Опель Орбисон Лестница Пенроуза Треугольник Пенроуза Периферийный дрейф Поггендорф Понзо Рубин ваза Сандер Лестница Шредера Таблицы Шепарда Вращающийся танцор Щепотка Вертикально-горизонтальный Уайт Вундт Таможенник
Популярная культура	Об искусстве Обманка Спектропия (книга 1864 г.) По возрастанию и убыванию (рисунок 1960 года) Водопад (рисунок 1961 года) Платье (фотография 2015 г.)
Связанный	Случайная точка зрения Слуховые иллюзии Иллюзии Тактильные иллюзии Временная иллюзия