人的视觉系统在看东西时是如何做到防抖的?

为了喜迎十八大,响应党的号召,最近开始健身计划,每晚长跑1500米(貌似扯远了?)。
此问题乃跑步时所得,试想跑步时在头顶安一摄像机,甭管它的防抖技术多牛,那拍出来的影像一定晃得没法看,同样的事发生在我们身上,我们所看到的影像却要“稳”得多,像我跑步时基本感觉不到眼前的事物在晃动,很神奇!
这是如何做到的?
是眼睛本身的构造造成的,还是大脑后期“处理”图像的缘故?

推荐  (0) | 34人关注关注
19个答案
14 0

http://www.sony.jp/handycam/products/HDR-PJ760V/feature_1.html#L1_10


点一下播放出来弹窗后再点一下播放就能观看视频了。


这是索尼最新发售的一款录像机,特色就在于防抖技术。看下视频你应该能明白原理,其实人也有类似系统,人体运动但眼球位置及视线相对恒定。其次就是视觉中枢的修正功能,简单的说,你的脑补在对眼球接受的图像进行防抖软件处理。

http://video.search.yahoo.co.jp/search?p=%2FCX560V%E6%89%8B%E3%83%96%E3%83%AC%E8%A3%9C%E6%AD%A3&aq=-1&oq=&ei=UTF-8

这里是这款录像机的实际效果,一边走路上楼梯一边拍摄完全没影响,和以前的防抖功能比强出几条街。

12 1

Greeny果壳视频编辑,实验党

2012-10-28 23:43

摄像机的快门速度通常是1/50s,也就是相当于你用1/50s的快门速度去拍一张运动物体的照片——物体在这1/50s之内的位移全部被印在画面上,自然是虚的很难分辨出什么了。很多电影中为了获得清晰的运动效果,都会选择使用更高的快门速度。

而由于神经传导与感光材料成像的原理不同,并不需要很长的“曝光时间”,所以人眼的“快门速度”理论上说应该是趋近于0的(具体多少还请神经生物学大神指点),所以物象在视网膜上的成像一般不会有拖影。

另外,人眼的防抖功能其实也没有那么好。跑步时觉得不那么抖,一方面是人的视线一定程度上可以锁定某个物体(但没有鸡头稳定那么好),另一方面因为人眼相当于一个标准镜头,在一个比较宽广的画面内,相同幅度的位移会比近景画面的相对更小,给人感觉抖动更轻微(这也部分解释了为什么用长焦镜头更容易虚)。试想一边跑步一边看书,如果书的运动不能跟眼睛保持同步,那也是很难看清的。

6 3

Synge脑科学工作者

2012-10-27 09:05

想像一下读书的时候,眼睛盯着一个字,然后跳到下一个字。眼睛只有在静止时接收信息,眼跳的过程中眼睛是不接受信息的。人脑会自动对知觉进行预期,这是“预处理”,不是“后处理”。

跑步也是同理,头剧烈动的时候眼睛根本不接收信息。

3 0

CoHuBridge细胞生物学在读博士

2013-07-05 15:53
支持者: we_cry 糟糕透了 Mistel

人的运动感受器收集到的身体运动信息会经过脑的处理反馈到眼部肌肉,用于保持眼对被观察物体的跟踪
另外,人的视觉信号处理过程(包括很多动物的)不是相机那种对若干帧静态图像分别采样、调制再送到脑去解调,相反,跟眼球保持完全的相对静止的物体,我们会“视而不见”(为了解决这个问题,眼球实际上是需要不停颤动的)。人的视觉系统的每一个“像素”都是“全或无”采样的,然后再附加上跟其它临近“像素”的相关性信息,最后脑在处理视觉信号的时候还要加上“帧”之间的关联信息,最后形成我们能意识到的视觉感受,整个过程根本不是一个积分过程,不存在相机那种“在一帧内(一定快门时间内)由于抖动,将来源于不同位置的光信号被错误地积分到同一个像素点上使最终的图像模糊”的问题。
也可以这么理解(为了简单只考虑灰度图像的情况,彩色其实原理是一样的):
对于相机——CCD/CMOS上的每个像素被光(一定波长范围内皆可)照射一段时间t,产生一个总的光-电效应,这个效应经过运算得到这个像素点的亮度值(灰度值);
对于摄像机——单位时间内采集多幅静态图像,静态图像的采集原理同相机;
对于眼睛-脑——视网膜上A区域的感光细胞被光照射,其中每个特定的感光细胞产生/不产生神经冲动,经过视神经的整合和编码变成一幅静态的黑白点阵图送去脑,而后,眼球稍微移动,视网膜上B区域的感光细胞被光照射,再产生一幅静态的黑白点阵图送去脑,此时A区域的感光细胞用这段“休息”时间恢复至“备用”状态。以此类推……大脑则把一段时间内获得的多幅黑白点阵图加工成连续的灰度画面(很多信息纯属脑补……)
所以,你能想象拍一张照片的时候先用CCD/CMOS的左上部分拍一瞬间然后用右下部分拍一瞬间然后把很多个这样的瞬间图像通过“基本靠猜”的信息补充合成成一张照片么……我们的眼睛和脑袋就在这么干! 这时候抖不抖能有多大区别呢……只要别抖到眼球跟不上出了视网膜的感受范围(真的很小其实)就够了

1 0
支持者: 小园听风

我觉得是大脑综合内耳对运动的感受处理抖动,不然无法解释同样的的影像怎么亲身看没事录下来看就晃得看不了

1 0
支持者: 水月神舞

我觉得这是相对运动问题,没那么复杂,你眼珠子视网膜跟你整个身体一起晃动,频率幅度十分一致,所以感觉不到,摄像机作为外来物不会跟你的动作步调十分一致,所以就抖了。同样的道理,你如果让手臂在眼前快速晃动,眼睛也处理不了抖动,你会看到抖动!

0 0

君子不言百科知识爱好者 电气工程本科生

2012-10-27 00:43

眼球会随着头的运动而微调,盯着手看,手不动晃头,和手动头不动看到的完全不一样。

0 0

Anakin机械工程硕士生

2012-10-27 06:12

Virginia Tech有实验室做视频除颤,逐帧的s算出相机的位置,然后做平滑处理,再更新图像。现在youtube上已经可以在线除颤了。

0 0

射眼镜不专业照相者

2012-10-27 10:23

另外说一句,坦克的炮塔就是模仿人眼球的功能保持目标锁定

0 0

除开短时间的视觉暂留原理不考虑,人眼本来就有其固有的一些运动机制,即使当你的头无偏移时,你的眼球也在运动,可分为颤动,滑动等模式,这些都是人眼能更好的从周围环境中获取信息的有效方式,因为中央凹的面积是很小的,所以必须用眼球的运动机制来弥补这一缺陷,更好的获取信息,有没有发觉自己和朋友对座时眼神大部分时候会在对方周围游离?特别是男生。。
所以,我认为这是人脑对视觉的一种处理方式,当幅度在一定范围内时,可以帮助我们更好的获取周围的环境信息,固比较稳,但当你剧烈运动时,超出了大脑处理的范围,看到的影像也会是剧烈颤动和模糊的。~

0 0

恩,人体可以坐在晃动的木马上清楚的看旁边的文字画板,相比之下,人静止的坐在木马上,晃动画板则会造成人看不清楚其上的字,这是我曾经在某一个电视节目里看到的一个实验,所以这个实验就说明,人的大脑可以自动调节接受到的图像,而事实上这个部位就在大脑接近耳朵旁边的额一个地方!

0 0

friskitCSer、代码控

2012-10-29 11:39

所以以匀速原地转圈的时候不觉得晕。。等大脑适应了这种匀速运动,然后突然停下来就会运了?
是这个道理不?

0 0

we_cry空间信息与数字技术专业

2013-03-08 19:55

防抖神马的难道不是脑补出来的么。。。

欢迎加入 眼与视觉 小组
0 0

看NASA怎么用5块钱解决1亿元的问题一文中,火箭产生的剧烈振动,导致宇航员们根本无法看清楚操作台显示屏上的数字,解决方法是将显示器的画面频闪频率调到与振动频率相同,。
仅仅在0.5倍重力加速度的振动下,人眼已经完全无法看清显示屏上的内容,而在调节屏幕频闪频率之后,世界马上清晰了。

0 1

人的大脑性能很好,所以软件防抖了。鸡的大脑性能差多了,所以硬件防抖。

大脑会自动修正画面,除了防抖,还会知道略过视网膜血管呢(类似坏点的区域)。

还有激光伤害到眼睛的人士,刚开始影响很大,习惯了就好像没受过伤。

2 5

xqy321高分子材料大四

2012-10-26 23:04
支持者: 博物学者 大阿哥

因为人眼是每秒50帧以上以 抖慢了是感觉不到的

查看更多

添加回答

登录 后回答问题,你也可以用以下帐号直接登录

相关问答

关于我们 加入果壳 媒体报道 帮助中心 果壳活动 家长监控 免责声明 联系我们 移动版 移动应用

©果壳网    京ICP证100430号    京网文[2015] 0609-239号    新出发京零字东150005号     京公网安备11010502007133号

违法和不良信息举报邮箱:jubao@guokr.com    举报电话:18612934101    网上有害信息举报专区    儿童色情信息举报专区