Please use this identifier to cite or link to this item: http://doi.org/10.25358/openscience-2203
Authors: Gamer, Matthias
Title: Reliability and consistency affect the integration of visual depth cues
Online publication date: 13-Oct-2008
Language: english
Abstract: Abstract Originalsprache (englisch) Visual perception relies on a two-dimensional projection of the viewed scene on the retinas of both eyes. Thus, visual depth has to be reconstructed from a number of different cues that are subsequently integrated to obtain robust depth percepts. Existing models of sensory integration are mainly based on the reliabilities of individual cues and disregard potential cue interactions. In the current study, an extended Bayesian model is proposed that takes into account both cue reliability and consistency. Four experiments were carried out to test this model's predictions. Observers had to judge visual displays of hemi-cylinders with an elliptical cross section, which were constructed to allow for an orthogonal variation of several competing depth cues. In Experiment 1 and 2, observers estimated the cylinder's depth as defined by shading, texture, and motion gradients. The degree of consistency among these cues was systematically varied. It turned out that the extended Bayesian model provided a better fit to the empirical data compared to the traditional model which disregards covariations among cues. To circumvent the potentially problematic assessment of single-cue reliabilities, Experiment 3 used a multiple-observation task, which allowed for estimating perceptual weights from multiple-cue stimuli. Using the same multiple-observation task, the integration of stereoscopic disparity, shading, and texture gradients was examined in Experiment 4. It turned out that less reliable cues were downweighted in the combined percept. Moreover, a specific influence of cue consistency was revealed. Shading and disparity seemed to be processed interactively while other cue combinations could be well described by additive integration rules. These results suggest that cue combination in visual depth perception is highly flexible and depends on single-cue properties as well as on interrelations among cues. The extension of the traditional cue combination model is defended in terms of the necessity for robust perception in ecologically valid environments and the current findings are discussed in the light of emerging computational theories and neuroscientific approaches.
Abstract deutsch Da die visuelle Wahrnehmung auf einer zweidimensionalen, retinalen Projektion der betrachteten Szenerie beruht, muss räumliche Tiefe aus verschiedenen Tiefenhinweisen erschlossen werden. Die Kombination dieser Merkmale führt nachfolgend zu einem stabilen Perzept. Aktuelle Modelle sensorischer Integration schreiben den Reliabilitäten einzelner Tiefenmerkmale eine prominente Rolle zu, vernachlässigen dabei jedoch deren Interaktionen untereinander. In der vorliegenden Studie wurde ein erweitertes Bayesianisches Modell erarbeitet und in vier Experimenten überprüft, das sowohl Reliabilität als auch Konsistenz verschiedener Wahrnehmungskanäle berücksichtigt. Probanden schätzten die räumliche Tiefe visuell präsentierter Halbzylinder mit elliptischer Grundfläche ein. In den Experimenten 1 und 2 wurden partiell konsistente Schattierungs-, Textur- und Bewegungsinformationen verwendet. Die gewonnenen empirischen Daten ließen sich gut durch das erweiterte Integrationsmodell erklären, was die Bedeutung der Konsistenz von Tiefenkriterien unterstützt. Um auf die problematische Messung der Reliabilitäten einzelner Tiefenhinweise verzichten zu können, wurde in Experiment 3 ein neueres Verfahren erfolgreich umgesetzt, mit dem sich perzeptuelle Gewichte einzelner Merkmale in komplexen Stimuli schätzen lassen. Dieses Verfahren wurde auch in Experiment 4 angewandt, um die Integration von stereoskopischer Disparität, Schattierungs- und Texturgradienten zu untersuchen. Die Reliabilität einzelner Tiefenkriterien wirkte sich proportional auf deren Gewichtung aus. Merkmalsinteraktionen spielten jedoch nur in Bezug auf konsistente Schattierungs- und Disparitätsinformation eine entscheidende Rolle. Andere Merkmalskombinationen ließen sich gut auf Basis einer additiven Integration beschreiben. Diese Resultate wurden in der vorliegenden Studie auf der Basis von theoretischen, neurowissenschaftlichen Ansätzen und psychophysiologischen Befunden diskutiert. Sie belegen die Flexibilität visueller Tiefenwahrnehmung und unterstreichen die Bedeutsamkeit individueller Merkmalseigenschaften sowie deren Interaktionen im Rahmen intrasensorischer Integrationsprozesse.
DDC: 150 Psychologie
150 Psychology
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 02 Sozialwiss., Medien u. Sport
Place: Mainz
ROR: https://ror.org/023b0x485
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-2203
URN: urn:nbn:de:hebis:77-17428
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: In Copyright
Information on rights of use: https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:JGU-Publikationen

Files in This Item:
  File Description SizeFormat
Thumbnail
1742.pdf3.83 MBAdobe PDFView/Open