ارائه مدل محاسباتی جهت کنترل توجه بینایی مبتنی بر ویژگی های عملکردی تالاموس
چکیده
هنگامی که ما به محیط اطراف خود نگاه می کنیم، اهمیت همه چیزهایی که در پیرامون ما وجود دارد به یک اندازه نیست. بعضی از اشیا یا چیزهای خاص نسبت به به سایر، توجه ما را بیشتر جلب می کنند و شاخص تر از اطرافشون به نظر می رسند و این عملی است که توسط سیستم کنترل توجه بینایی ما در یک رفتار پایین به بالا و ناخودآگاه انجام می شود. در منظر اول، سیستم کنترل توجه بینایی شبیه چیزی مثل یک چراغ نورافکن صحنه نمایش می مانند که بطور خیلی سریع روی موقیعت های مختلف حرکت می کند. این باعث می شود که مغز ما فقط اطلاعاتی را که چشم برروی آن تمرکز کرده و انتخاب شده با دقت بیشتری پردازش کنند، زیرا که مغز انسان قادر به پردازش کل تصویر ورودی بصورت یکجا نیست. از این رو وجود همچنین سیستمی اجتناب ناپذیر است. مدل های زیادی برای شبیه سازی این سیستم ارائه شدند که در هر یک از منظر خاصی به این سیستم نگاه شده است. بیشتر این مدل ها از ویژگی هایی چون رنگ، شدت روشنایی، جهت، حرکت و . . . به عنوان ویژگی های اصلی در محاسبات خود استفاده می کنند. شبیه سازی این سیستم کنترلی اتوماتیک می تواند در خیلی از سیستم های مهندسی از جمله بینایی ماشین، کنترل حرکات چشمی روباتیک، رانندگی اتوماتیک و ردیابی علائم راهنمایی و . . . به کار آید. در این پایان نامه پس از بررسی مکانیزم کارکردی مغز در پردازش های بینایی، به بررسی مکانیزم توجه بینایی و نظریه های و مدل هایی که ارائه شده است می پردازیم. سپس ویژگی هایی که در مدل های توجه بینایی اهمیت دارد و به کار گرفته می شود مورد کنکاش قرار می گیرند. براساس نتایج بدست آمده از این بررسی ها که هم از نظر محاسباتی و هم از نظر سایکوفیزیکی می باشند، و همچنین مطالعه مغز و شواهد موجود، مدل هایی طراحی می شوند که کارکرد این مکانیزم کنترلی را با توجه به ویژگی هایی که در بخش های مختلف سیستم بینایی خصوصاً تالاموس و قشر اولیه بینایی، شبیه سازی می کنند. مدل هایی که ارائه می شوند از سه منظر مختلف این مکانیزم را شبیه سازی می کنند: یکی از دید ویژگی های معمولی که در سایر مدل ها استفاده می شود، دیگری از دید شبکه های گرافی که ارتباط سلول های مغز را بصورت یک گراف در نظر می گیرد و نهایتاً مدلی سلسله مراتبی که بسیار سازگارتر و منطبق تر از مدل های موجود با سیستم بیولوژی مغز انسان می باشد.