Därför luras ögat av optiska illusioner
Illusioner är något som de flesta människor fascineras av. Våra sinnen luras och de lagar som vi lärt oss sedan barnsben verkar plötsligt inte gälla. När det gäller optiska illusioner är det vårt synsinne som spelas ett spratt.
En vanlig typ av optiska illusioner är de bilder av geometriska figurer där till exempel raka linjer verkar luta eller vara böjda eller figurer där vi ser en oegentlig relativ rörelse mellan objekt i figuren när vi rör på bilden. Henrik Malm har i en doktorsavhandling vid Lunds tekniska högskola lagt fram en ny teori om hur dessa typer av fenomen kan uppstå. Arbetet är ett samarbete med en amerikansk forskargrupp på University of Maryland utanför Washington D.C.
I avhandlingen ”Studies in Robotic Vision, Optical Illusions and Nonlinear Diffusion Filtering” diskuteras tre olika ämnen vilka alla berör analys och behandling av bilder. Förutom optiska illusioner behandlas algoritmer för att möjliggöra ett artificiellt seende för robotar med hjälp av kameror och datorer och matematiska bildbehandlingsmetoder för att beräkna fysikaliska storheter i förbränningsförlopp, till exempel i bilmotorer.
Forskningen har skett inom den internationellt framgångsrika grupp vid matematiska institutionen vid LTH som studerar matematisk och datorbaserad analys av bilder, s k datorseende eller matematisk bildanalys.
Optiska illusioner har studerats mycket de senaste hundra åren och många olika teorier har lagts fram för att försöka förklara hur de uppstår. Oftast har dock studierna koncentrerat sig på en enstaka illusion eller en liten grupp av illusioner. Forskningen om optiska illusioner har i huvudsak förts inom perceptionsforskningen, ett delområde inom psykologin. I den aktuella avhandlingen utvecklas en beräkningsmässig teori om hur vårt synsinne behandlar den visuella information som det mottar.
Huvudidén är att brus och osäkerhet i informationen som når de olika stadierna i den visuella analysprocessen gör att det uppkommer fel i uppskattningen av till exempel en linjes lutning. I optiska illusioner är de geometriska figurerna konstruerade på ett sådant sätt att dessa fel blir förstärkta. Modeller av olika visuella estimeringsprocesser presenteras, inspirerade av fysiologisk kunskap om det mänskliga synsystemet, och med hjälp av dessa förklaras hur olika illusionsfenomen uppstår.
Den presenterade teorin ger förklaringar till en stor del av de optiska illusioner som kan illustreras i tvådimensionella bilder och är ett steg på vägen till en allomfattande teori för optiska illusioners uppkomst. Forskningen kommer att publiceras i den ansedda tidskriften Vision Research.
I avhandlingen presenteras i bild ett stort antal fascinerande optiska illusioner som kan förklaras av den aktuella teorin.
Disputationen äger rum fredagen den 12 september kl 10.15 i sal B på Matematikcentrum vid Lunds Universitet.
Kontaktinformation
För mer information, ett exemplar av avhandlingen eller bildexempel på de behandlade illusionerna, kontakta Henrik Malm på Matematik LTH, tel. 046-222 05 73 eller email: henrik@maths.lth.se Bilderna kan också beställas gratis i digital form från Mats.Nygren@kansli.lth.se med instruktioner och nödvändiga upphovsmannauppgifter.
