• 1990 (Том 4)
  • 1989 (Том 3)
  • 1988 (Том 2)
  • 1987 (Том 1)

Том 35 №4

Содержание

  1. ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВОСПРИЯТИЯ ЭСТЕТИЧНОСТИ И ВИЗУАЛЬНОЙ СЛОЖНОСТИ ГРАФИЧЕСКИХ ИНТЕРФЕЙСОВ
  2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ЗРИТЕЛЬНОГО ВНИМАНИЯ У НЕДОНОШЕННЫХ ДЕТЕЙ
  3. ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ПРОЦЕССОВ РАССУЖДЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДВИЖЕНИЙ ГЛАЗ
  4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФОВЕАЛЬНОГО И ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМНЫХ ЗРИТЕЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ
  5. ГЕНЕРИРОВАНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОРИСТЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЛЯ АУГМЕНТАЦИИ ДАННЫХ С ЦЕЛЬЮ ТРЕНИРОВКИ АЛГОРИТМОВ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ФОВЕАЛЬНОГО И ПЕРИФЕРИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ СИСТЕМНЫХ ЗРИТЕЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ

© 2021 г. Л. Н. Подладчикова, Д. Г. Шапошников, А. И. Самарин, Д. М. Лазуренко

Научно-исследовательский технологический центр нейротехнологий Южного федерального университета 344090 Ростов-на-Дону, пр-т Стачки, 194, Россия
dgshaposhnikov@sfedu.ru

Поступила в редакцию 14.12.2020 г.

В работе проанализированы известные факты об отражении системных функций зрения, таких как дискриминация и распознавание зрительных объектов; зрительный поиск; оценка эмоционального содержания сцены и принятие решений в фовеальном и периферическом поле зрения. Рассмотрены известные гипотезы о возможных механизмах функциональных феноменов, обнаруженных в периферическом зрении человека. Описан нейроинформационный подход к решению проблем взаимодействия фовеального и периферического зрения на основе траекторий осмотра, областей интереса и возвратных фиксаций взгляда. В компьютерных экспериментах было показано, что структура модельной траектории осмотра коррелирует с количеством возвратных фиксаций “входного окна” модели. Это позволило сделать предположение, что вероятность возвратных фиксаций можно рассматривать как количественный критерий для определения типа внимания (фокальное или пространственное) и момента его переключения.

Ключевые слова: фовеальное и периферическое зрение, возвратные фиксации, нейроинформационный подход, траектория осмотра

DOI: 10.31857/S0235009221040053

Цитирование для раздела "Список литературы": Подладчикова Л. Н., Шапошников Д. Г., Самарин А. И., Лазуренко Д. М. Взаимодействие фовеального и периферического зрения при реализации системных зрительных функций. Сенсорные системы. 2021. Т. 35. № 4. С. 328–339. doi: 10.31857/S0235009221040053
Цитирование для раздела "References": Podladchikova L. N., Shaposhnikov D. G., Samarin A. I., Lazurenko D. M. Vzaimodeistvie fovealnogo i perifericheskogo zreniya pri realizatsii sistemnykh zritelnykh funktsii [Interaction of foveal and peripheral vision in the implementation of systemic visual functions]. Sensornye sistemy [Sensory systems]. 2021. V. 35(4). P. 328–339 (in Russian). doi: 10.31857/S0235009221040053

Список литературы:

  • Барабанщиков В.А. Окуломоторные структуры восприятия. М.: Институт психологии РАН, 1997. 384 с.
  • Величковский Б.М. Когнитивная наука: основы психологии познания: в 2 т. М.: Академия, 2006. 405 с.
  • Иомдина Е.И., Селина О.М., Рожкова Г.И., Белокопытов А.В., Ершов Е.И. Контактная линза с имплантированным окклюдером как средство для оценки дальнего периферического зрения в естественных условиях. Сенсорные системы. 2020. Т. 34. № 2. С. 100–106. https://doi.org/10.31857/S0235009220020043
  • Подвигин Н.Ф., Макаров Ф.Н., Шелепин Ю.Е. Элементы структурно-функциональной организации зрительно-глазодвигательной системы. СПб.: Наука, 1986. 251 с.
  • Подладчикова Л.Н., Колтунова Т.И., Самарин А.И., Петрушан М.В., Шапошников Д.Г., Ломакина О.В. Современные представления о механизмах зрительного внимания. Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2017. 168 с.
  • Рожкова Г.И., Белокопытов А.В., Грачева М.А. Загадки слепой зоны и кольца повышенной плотности колбочек на крайней периферии сетчатки. Сенсорные системы. 2016. Т. 30. № 4. С. 263–281.
  • Рожкова Г.И., Белокопытов А.В., Иомдина Е.Н. Современные представления о специфике периферического зрения человека. Сенсорные системы. 2019. Т. 33. № 4. С. 306–332. https://doi.org/10.1134/S0235009219040073
  • Рожкова Г.И., Ярбус А.Л. Особенности восприятия человеком объектов в условиях работы ограниченных центральных участков сетчатки. Физиология человека. 1977. Т. 3. № 6. С. 1119–1127.
  • Самарин А.И., Подладчикова Л.Н., Петрушан М.В., Шапошников Д.Г., Гаврилей Ю.К. Алгоритмы активного пространственно-неоднородного зрения. Ростов-на-Дону: Изд-во ЮФУ, 2020. 104 с.
  • Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение. М.: Мир, 1990. 240 с.
  • Ярбус А.Л. Роль движений глаз в процессе зрения. М.: Наука, 1965. 166 с.
  • Ярбус А.Л., Рожкова Г.И. Особенности восприятия объектов на периферии поля зрения. Сенсорные системы. СПб., 1977. С. 64–73.
  • Anstis S.M. A chart demonstrating variations in acuity with retinal position. Vision Research. 1974. V. 14. № 7. P. 589–592. https://doi.org/10.1016/0042-6989(74)90049-2
  • Baddeley R.J., Tatler B.W. High frequency edges (but not contrast) predict where we fixate: A Bayesian system identification analysis. Vision research. 2006. V. 46. № 18. P. 2824–2833. https://doi.org/10.1016/j.visres.2006.02.024
  • Baveye Y., Dellandrea E., Chamaret C., & Chen L. LIRISACCEDE: A Video Database for Affective Content Analysis. IEEE Transactions on Affective Computing. 2015. V. 6. № 1. P. 43–55. https://doi.org/10.1109/TAFFC.2015.2396531
  • Burnat K. Are visual peripheries forever young? Neural Plasticity. 2015. V. 15. Art. 307929. https://doi.org/10.1155/2015/307929
  • Cajar A. Eye-movement control during scene viewing: the roles of central and peripheral vision. PhD dissertation. Universität Potsdam, Humanwissenschaftliche Fakultät, Potsdam, 2016. 145 p.
  • Cajar A., Engbert R., Laubrock J. Spatial frequency processing in the central and peripheral visual field during scene viewing. Vision Research. 2016. V. 127. P. 186–197. https://doi.org/10.1016/j.visres.2016.05.008
  • Cajar A., Schneeweiß P., Engbert R., Laubrock J. Coupling of atten-tion and saccades when viewing scenes with central and peripheral degradation. Journal of Vision. 2016. V. 16. № 2. P. 8–12. https://doi.org/10.1167/16.2.8
  • Calvo M.G., Fernandez-Martin A., Nummenmaa L. Facial expression recognition in peripheral versus central vision: role of the eyes and the mouth. Psychological research. 2014. V. 78. № 2. P. 180–195. https://doi.org/10.1007/s00426-013-0492-x
  • Carrasco M. Visual attention: the past 25 years. Vision Research. 2011. V. 51. P. 1484–1525. https://doi.org/10.1016/j.visres.2011.04.012
  • Chambers C.D., Allen C.P.G., Maizey L., & Williams M.-A. (2013). Is delayed foveal feedback critical for extra-foveal perception? Cortex. 2013. V. 49. № 1. P. 327–335. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2012.03.007
  • Cornelissen F.W., Bruin K.J., Kooijman C. Eye movements during search with artificial scotomas. Optometry and Vision Science. 2005. V. 82 №1. P. 27–35.
  • De Weerd P. Perceptual filling-in: more than the eye can see. Progress in Brain Research. 2006. V. 154. P. 227–245. https://doi.org/10.1016/s0079-6123(06)54012-9
  • Foulsham T., Kingstone A. Modelling the influence of central and peripheral information on saccade biases in gaze-contingent scene viewing. Visual Cognition. 2012. V. 20. № 4–5. P. 546–579. https://doi.org/10.1080/13506285.2012.680934
  • Germeys F., Graef P., Eccelpoel C., & Verfaillie K. The visual analog: Evidence for a preattentive representation across saccades. Journal of Vision. 2010. V. 10. № 10: 9. P. 1–28. https://doi.org/10.1167/10.10.9
  • Gloriani A.H., & Schütz A.C. Humans trust central vision more than peripheral vision even in the dark. Current Biology. 2019. V. 29. № 7. P. 1206–1210.e4. https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.02.023
  • Hennig M., Wörgötter F. Eye micro-movements improve stimulus detection beyond the Nyquist limit in the peripheral retina. Advances in neural information processing systems. 2003. V. 16. P. 1475–1482.
  • Higgins E., & Rayner, K. Transsaccadic processing: stability, integration, and the potential role of remapping. Attention, Perception, & Psychophysics. 2014. V. 77. № 1. P. 3–27. https://doi.org/10.3758/s13414-014-0751-y
  • Hughes A.E., Southwell R.V., Gilchrist I.D., Tolhurst D.J. Quantifying peripheral and foveal perceived differences in natural image patches to predict visual search performance. Journal of vision. 2016. V. 16. № 10. P. 18–19. https://doi.org/10.1167/16.10.18
  • Irwin D., Zacks J., & Brown J. Visual memory and the perception of a stable visual environment. Perception & Psychophysics. 1990. V. 47. № 1. P. 35–46. https://doi.org/10.3758/BF03208162
  • Kragic D., Bjorkman M. Strategies for object manipulation using foveal and peripheral vision. Fourth IEEE Intern. Conf. Comp. Vision Systems. 2006. P. 50–52.
  • Kuraguchi K., Ashida H. Beauty and cuteness in peripheral vision. Frontiers in psychology. 2015. V. 6. P. 566–569. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2015.00566
  • Larson A.M., Loschky L.C. The contributions of central versus peripheral vision to scene gist recognition. Journal of Vision. 2009. V. 9. № 10. P. 1–16. https://doi.org/10.1167/9.10.6
  • Laubrock J., Cajar A., Engbert R. Control of fixation duration during scene viewing by interaction of foveal and peripheral processing. Journal of Vision. 2013. V. 13. № 12. P. 11–15. https://doi.org/10.1167/13.12.11
  • Lomakina O., Podladchikova L., Shaposhnikov D., Koltunova T. Spatial and temporal parameters of eye movements during viewing of affective images. Advances in Intelligent Systems and Computing. 2016. V. 449. P. 127–133. https://doi.org/10.1007/978-3-319-32554-5_17
  • Levi D.M. Crowding–An essential bottleneck for object recognition: A mini-review. Vision research. 2008. V. 48. № 5. P. 635–654. https://doi.org/10.1016/j.visres.2007.12.009
  • Loschky L.C., Nuthmann A., Fortenbaugh F.C., Levi D.M. Scene perception from central to peripheral vision. Journal of vision. 2017. V. 17. № 1. P. 6–8. https://doi.org/10.1167/17.1.6
  • Loschky L.C., Szaffarczyk S., Beugnet C., Young M.E., Boucart M. The contributions of central and peripheral vision to scene-gist recognition with a 180° visual field. Journal of Vision. 2019. V. 15. № 12. P. 1–21. https://doi.org/10.1167/19.5.15
  • Ludwig C.J.H., Davies J.R., Eckstein M.P. Foveal analysis and peripheral selection during active visual sampling. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2014. V. 111. № 2. P. E291–E299. https://doi.org/10.1073/pnas.1313553111
  • McCamy M.B., Otero-Millan J., Macknik S.L., Yang Y., Troncoso X.G., Baer S.M., Crook S.M., MartinezConde S. Microsaccadic efficacy and contribution to foveal and peripheral vision. J. Neurosci. 2012. V. 32. № 27. P. 9194–9204. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0515-12.2012
  • Parkhurst D.J., Niebur E. Variable-resolution displays: A theoretical, practical, and behavioral evaluation. Human Factors. 2002. V. 44. № 4. P. 611–615.
  • Podladchikova L., Shaposhnikov D., Koltunova T., Lazurenko D., Kiroy V. Spatial and temporal properties of gaze return fixations while viewing affective images. Advances in Applied Physiology. 2020. V. 5. № 2. P. 42–47. https://doi.org/10.11648/j.aap.20200502.16
  • Podladchikova L.N., Shaposhnikov D.G., Kozubenko E.A. Towards neuroinformatic approach for second-person neuroscience. Stud.Computat. Intelligence. 2021a. V. 925. P. 143–148. https://doi.org/10.1007/978-3-030-60577-3_16
  • Shaposhnikov D., Podladchikova L., Lazurenko D., Kiroy V., Search for guantitative prameters of scan path of image viewing by biologically motivated model. Advances in Applied Physiology. 2021b. V. 6. № 1. P. 9–13. https://doi.org/10.11648/j.aap.20210601.12
  • Podladchikova L.N., Shaposhnikov D.G., Koltunova T.I. Spatial and temporal properties of gaze return fixations while viewing affective images. Russian Journal of Physiology. 2018. V. 104. № 2. P. 245–254 (in Russian). https://rusjphysiol.org/index.php/rusjphysiol/article/view/242/44
  • Podladchikova L.N., Shaposhnikov D.G., Tikidgji-Hamburyan A.V., Koltunova T.I., Tikidgji-Hamburyan R.A., Gusakova V.I., Golovan A.V. Model-based approach to sudy of mechanisms of complex image viewing. Optical Memory and Neural Networks. 2009. V. 18. № 2. P. 114–121. https://doi.org/10.3103/S1060992X09020088
  • Pointer J., Hess R. The contrast sensitivity gradient across the human visual field: with emphasis on the low spatial frequency range. Vision Research. 1989. V. 29. № 9. P. 1133–1151. https://doi.org/10.1016/0042-6989(89)90061-8
  • Privitera C.M., Stark L.W. Scanpath theory, attention, and image processing algorithms for predicting human eye fixations. Neurobiol. Attention. 2005. P. 296–299.
  • Reingold E.M., Reichle E.D., Glaholt M.G., Sheridan H. Direct lexical control of eye movements in reading: Evidence from a survival analysis of fixation durations. Cognitive psychology. 2012. V. 65. № 2. P. 177–206. https://doi.org/10.1016/j.cogpsych.2012.03.001
  • Ringer R.V., Throneburg Z., Johnson A.P., Kramer A.F., Loschky L.C. Impairing the useful field of view in natural scenes: Tunnel vision versus general interference. Journal of Vision. 2016. V. 16. № 2. P. 7–9. https://doi.org/10.1167/16.2.7
  • Rosenholtz R. Capabilities and limitations of peripheral vision. Annual Review of Vision Science. 2016. V. 2. P. 437–457. https://doi.org/10.1146/annurev-vision-082114- 035733
  • Ryu D., Abernethy B., Mann D.L., Poolton J.M., Gorman A.D. The role of central and peripheral vision in expert decision making. Perception. 2013. V. 42. P. 591–607. https://doi.org/10.1068/p7487
  • Samarin A., Koltunova T., Osinov V., Shaposhnikov D., Podladchikova L. Scanpaths of complex image viewing: insights from experimental and modeling studies. Perception. 2015. V. 44. № 8–9. P. 1064–1076. https://doi.org/10.1177/0301006615596872
  • Samarin A.I., Podladchikova L.N., Petrushan M.V., Shaposhnikov D.G. Active vision: from theory to application. Optical Memory and Neural Networks. 2019. V. 28. № 3. P. 185–191. https://doi.org/10.3103/S1060992X19030068
  • Samarin A., Koltunova T., Osinov V., Shaposhnikov D., Podladchikova L. Scanpaths of complex image viewing: insights from experimental and modeling studies. Perception. 2015. V. 44. № 8–9. P. 1064–1076. https://doi.org/10.1177/0301006615596872
  • Shaposhnikov D.G., Gizatdinova Yu.F., Podladchikova L.N. The peculiarities of the visual perception in the peripheral vision field. Pattern Recognition and Image Analysis. 2001. V. 11. № 2. P. 376–378.
  • Stephenson C.M., Knapp A.J., Braddick O.J. Discrimination of spatial phase shows a qualitative difference between foveal and peripheral processing. Vision Research. 1991. V. 31. № 7–8. P. 1315–1326. https://doi.org/10.1016/0042-6989(91)90053-8
  • Stewart E.E.M., Valsecchi M., Schütz A.C. A review of interactions between peripheral and foveal vision. Journal of Vision. 2020. V. 20. № 12: 2. P. 1–35. https://doi.org/10.1167/jov.20.12.2
  • Strasburger H., Rentschler I., Jüttner M. Peripheral vision and pattern recognition: A review. Journal of Vision. 2011. V. 11. № 5. P. 13. https://doi.org/10.1167/11.5.13
  • Tanrıkulu O.D., Chetverikov A., Kristjansson A. Encoding perceptual ensembles during visual search in peripheral vision. J. Vision. 2020. V. 20. № 8. P. 20–22. https://doi.org/10.1167/jov.20.8.20
  • To M.P.S., Gilchrist I.D., Troscianko T., Tolhurst D.J. Discrimination of natural scenes in central and peripheral vision. Vision Research. 2011. V. 51. № 14. P. 1686–1698. https://doi.org/10.1016/j.visres.2011.05.010
  • Torralba A., Oliva A., Castelhano M.S., Henderson J.M. Contextual guidance of eye movements and attention in realworld scenes: the role of global features in object search. Psychological review. 2006. V. 113. № 4. P. 766–769. https://doi.org/10.1037/0033-295X.113.4.766
  • Trukenbrod H.A., & Engbert R. ICAT: A computational model for the adaptive control of fixation durations. Psychonomic bulletin & review. 2014. V. 21. № 4. P. 907–934. https://doi.org/10.3758/s13423-013-0575-0
  • Van Diepen P., d'Ydewalle G. Early peripheral and foveal processing in fixations during scene perception. Visual Cognition. 2003. V. 10. № 1. P. 79–100. https://doi.org/10.1080/713756668
  • Wiecek E.W., Pasquale L.R., Fiser J., Dakin S., Bex P.J. Effects of peripheral visual field loss on eye movements during visual search. Frontiers in Psychology. 2012. V. 3. P. 472–475. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2012.00472
  • Yu Q., Shim W.M. Modulating foveal representation can influence visual discrimination in the periphery. J.Vision. 2016. V. 16. № 3. P. 15–19. https://doi.org/10.1167/16.3.15