8.3　运动视觉的机制与模型

视网膜近似地等同于一个二维的平面，在这一平面上分布有上亿个视锥细胞与视杆细胞。无论是客观物体还是光学图像，最终引起视知觉的都是它们在视网膜上所成的光学影像。与光学信息处理及计算机图像处理一样，视觉接收的基本刺激，也可归结为是位于眼前视平面上的二维光强度分布。把静态的视觉刺激记为C（x，y），其光分布只是空间坐标的函数，与时间无关。而将运动或者变化的刺激记为C（x，y，t），也写作C［x（t），y（t）］，光分布既是空间的函数，也随时间改变。从这个意义而言，真实运动和表观似动的视觉刺激在数学物理上是一致的，因此人眼可以同时对真实运动和表观似动进行感知。

我们认为，视觉系统拥有各种运动检测单元，每一检测单元均由两个检测通道组成。一个是静态通道，检测空间频率信息，时间频率上具有低通滤波特性；另一个是动态通道，时间频率上具有带通特性。当且仅当两个通道同时有响应时，人眼才能感知到运动，检测出运动的速度，见图8‐10。

图8‐10　运动检测器模型及响应曲线示意图

这一运动检测器模型正确解释了视觉对时间频率和运动速度的选择性。显然，获得良好的运动视觉的条件是，当且仅当两个通道均具有响应时，才能感知运动速度，这样的区域只能是两条响应曲线的重叠部分，即图中的阴影区。当目标变化的时间频率低于WO点时，只能引起静态通道响应，而动态通道响应为零，其结果是运动检测器输出为零，即视觉感知不到目标的变化；反映在速度上，将目标感知为静止。如时针的走动，日月的运动等。因此，W O对应于绝对速度阈限R_O。(www.daowen.com)

如果运动变化的时间频率高于WS而低于WL，只能引起动态通道的响应，而静态通道响应为零。此时视觉虽能感知到目标的运动，却无法计算速度，也不能分辨目标的结构细节。如奔驰的列车窗外高速掠过的树木，高速转动的电扇叶片等。

速度高于R_L的运动，动态通道与静态通道均无响应，说明视觉既不能计算速度，也不能感知目标在运动，甚至无法觉察到目标的存在。如一颗出膛的子弹的运动等。

只有当时间频率或运动速度处在WO（R_O）与WS（R_S）之间的运动视觉区时，才能同时引起动态通道和静态通道的良好响应，视觉也才能有效地感知到目标的运动，并计算其运动的速度。因此，人眼对运动速度的选择性，取决于视觉系统内部的运动检测器对时间频率的响应。

已经指出，在神经细胞水平，视觉对运动方向的检测是选择性的；而在宏观上，人眼对目标的运动方向的检测是各向同性的。不管物体朝哪个方向运动，我们都能很好地加以判别，这也表明，视觉系统中应存在对各个方向的运动敏感的运动检测器。其中的机制还有待进一步研究。