人眼定位的研究与实现论文

科学家发现人眼有一种可怕的能力。它可以检测“鬼影图像”，

这些图像是以随机模式编码的，以前认为只有计算机才能检测到。但在一篇发表在预印本服务器arXiv上的新论文中，苏格兰爱丁堡Heriot Watt大学和格拉斯哥大学的科学家发现，人眼本身可以完成所需的计算。

虽然大脑不能单独看到它们，但眼睛不知何故能检测出所有的模式，研究报告的合著者、赫里奥特-瓦特大学的物理学教授达尼埃勒·法乔说。[最令人惊奇的光学错觉（以及它们的工作原理]

，多个像素从一个光源（如太阳）吸收光线来创建图像。“鬼影图像基本上是相反的：它们从一个可预测的阵列中的多个光源开始，”Faccio告诉LiveScience，光是由一个单点探测器收集的，通常称为“桶”。

一个简单的方法来设想这是如何工作的，就是考虑使用单点激光扫描场景的激光雷达。探测器捕捉激光的光线如何从场景中的每个点反射回来，然后可以重建成图像。

但是有一个更快的方法来获取鬼魂图像，Faccio说。研究人员发现，他们可以将图案投射到场景上，而不是用单一光源扫描场景。然后可以测量从物体上反弹的光和图案。这种光的模式和最初投射的模式之间的差异包含了“鬼影图像”，然后计算机可以从数据中通过数学方法提取出来。这些图像看起来像原始图像的灰阶表示。

计算上来说，这种制作鬼影图像的方法涉及两个数学步骤，法乔说。第一种是将原始图案和投影到对象上后显示的图案组合起来。这是通过将原始图案与物体发出的光信号相乘和每个点的图案在数学上完成的。第二步是把整个场景中的数字加起来。[11个最漂亮的数学方程式]

“我们问自己的问题是，‘人类大脑能做到吗？’Faccio说，

研究人员决定把注意力集中在下半部分的计算上，把所有的模式相加。为了做到这一点，他们首先在著名的阿尔伯特·爱因斯坦伸出舌头的照片上投射出一种叫做阿达玛的棋盘式图案。然后，他们使用一个单像素探测器收集得到的光模式，并将其输入LED投影仪。

LED投影仪将爱因斯坦加阿达玛模式照到显示原始阿达玛模式的屏幕上，基本上将两者相乘。第一步：完成。

下一步是看人们在看这个总和时能看到什么。研究人员发现，当爱因斯坦和阿达玛模式以1秒或更长的脉冲缓慢投射时，人们只看到黑白棋盘——没有鬼影图像。但随着研究人员加快了预测速度，爱因斯坦的傻乎乎的面容出现了。研究人员还对数字和字母进行了实验，发现它们在“幽灵”版本中是可以辨认的。

“黑人和白人将“不会消失的，”法乔说它们会变成灰色，而你确实开始看到眼前出现的图像。

这有效的原因，Faccio说，是人眼刷新速度慢。这与电影工作的原因没什么不同：当图像在屏幕上的闪烁速度超过这个刷新率时，它会产生平滑运动的错觉。

“眼睛”获取信息的速度非常快，“Faccio说。”

研究人员发现，闪烁的图案在眼睛的“记忆”中停留了大约20毫秒，随着时间的推移逐渐消失。如果20毫秒的模式重叠，眼睛像电影一样总结它们，让鬼魂图像出现。

这个发现令人兴奋的部分，法乔说，鬼魂成像系统可以用来研究人类的视觉系统。研究人员的论文目前正在一份同行评议的期刊上进行评议。研究小组的下一步工作是找出人眼是否也可以进行观察鬼魂图像的第一步，也许是通过将左右眼的不同输入相乘。

是关于生命科学的原始文章。