寬范圍光度適應之類視網膜取像系統

Abstract

人類視網膜的結構可提供工程師在設計電子攝影機時一個極佳的參考。眼睛可以適應 亮度範圍甚廣(10 : 1) 的影物，然而一般電子攝影機僅有(10 :1 ) 之比。不僅如 此，人類視覺在如此寬的亮度範圍內仍能保有極高的感度而不飽和，此乃任何相機所 望塵莫及的。此篇論文所提出的三層類視網膜神經網路模型可達到人類視覺適應的效 果。第一層描述視覺感受器(photoreceptors)的感度適應機制。雖然感受器的亮度感 應範圍有限，但在此層中每一個感受器皆可隨外界光度而移動其亮度感應範圍，因而 使得眼睛可見的亮度範圍增大。此機制乃因感受器中光色素的漂白以及神經網路的回 授抑制之共同影響下而造成。接著第二層中水平細胞(horizontal cells)可對感受器 的輸出作加權平均，并可回授至第一層以設定各感受器的感度適應值。在第三層中的 雙極性細胞(bipolar cells) 可作橫側抑制(lateral inhibition)而產生影像中邊緣 對比的增強效果，使清晰度增加。如此之三層類祝經網路可適應於各種的光度，使影 像保持恆定，不因外界亮度而改變。此模型經確定可充分應用於智慧型取像系統之設 計。