Ein übertriebener Kontrast zwischen den Kanten der leicht unterschiedlichen Grautöne entsteht, sobald sie sich berühren.
Entlang der Grenze zwischen benachbarten Grautönen in der Mach-Streifen-Illusion bewirkt die laterale Hemmung , dass der dunklere Bereich fälschlicherweise noch dunkler und der hellere Bereich fälschlicherweise noch heller erscheint.

Machsche Streifen sind eine optische Täuschung, benannt nach dem Physiker Ernst Mach . Sie verstärkt den Kontrast zwischen Kanten leicht unterschiedlicher Graustufen, sobald diese aufeinandertreffen, indem sie die Kantenerkennung im menschlichen Sehsystem auslöst. Die Machsche Streifen-Täuschung wird manchmal auch Chevreul- Täuschung genannt. [ 1 ]

Erläuterung

Der Mach-Bänder-Effekt beruht auf der räumlichen Hochfrequenzfilterung, die das menschliche visuelle System auf den Luminanzkanal des von der Netzhaut aufgenommenen Bildes ausführt . Mach beschrieb den Effekt 1865 und vermutete, dass die Filterung in der Netzhaut selbst durch laterale Hemmung ihrer Neuronen erfolgt. [ 2 ] Diese Vermutung wird durch Beobachtungen an anderen (nicht-visuellen) Sinnen gestützt, wie Georg von Békésy hervorhob . [ 3 ] Das visuelle Muster tritt häufig auf gekrümmten Oberflächen unter einer bestimmten, natürlich vorkommenden Beleuchtung auf, sodass das Auftreten der Filterung als Ergebnis erlernter Bildstatistik erklärt werden kann. Der Filtereffekt lässt sich als Faltung einer Trapezfunktion, die die Beleuchtung beschreibt, mit einem oder mehreren Bandpassfiltern modellieren . Eine gute Näherung wird durch ein Modell mit neun geradzahlig-symmetrischen Filtern erzielt, die in Oktavintervallen skaliert sind. [ 4 ]

Der Effekt ist unabhängig von der Orientierung der Grenze.

In der Radiologie

Aufgrund einer Gradientendiskontinuität erscheint im großen Bild ein illusorisches Kreuz (×) [ 5 ].

Dieses visuelle Phänomen ist bei der Auswertung von Zahnröntgenaufnahmen zur Kariesdiagnostik zu beachten . Dabei werden Graustufenbilder von Zähnen und Knochen auf abnorme Dichteunterschiede analysiert. Eine falsch-positive radiologische Kariesdiagnose kann leicht entstehen, wenn der Behandler diese optische Täuschung nicht berücksichtigt. Mach-Bänder treten in der Nähe von Metallrestaurationen oder -apparaturen sowie an der Schmelz -Dentin -Grenze auf . [ 6 ] Aufgrund der unterschiedlichen Röntgenintensitäten von Zahn und Knochen können Mach-Bänder auch zu einer Fehldiagnose horizontaler Wurzelfrakturen führen. [ 7 ]

Der Mach-Effekt kann auch zu einer Fehldiagnose eines Pneumothorax führen , indem er eine dunkle Linie am Lungenrand erzeugt (während ein echter Pneumothorax eine weiße Pleuralinie aufweist). [ 8 ]

In der Computergrafik

Beispiel für Mach-Bänder an den Enden von Gradienten, bei denen die Ableitung der Leuchtdichte unstetig ist
  1. Tatsächliches Leuchtdichteprofil
  2. Wahrgenommenes Luminanzprofil
  3. Glattes Luminanzprofil zum Vergleich

Mach-Bänder können auch auftreten, wenn es eine Unstetigkeit in der Ableitung eines Gradienten gibt, ein visueller Effekt, der häufig bei der linearen Interpolation von Intensitäten auftritt, wie beispielsweise bei der Gouraud-Schattierung .

Computergestützte Bildverarbeitungssysteme nutzen die Kantenerkennung auf eine ähnliche Weise wie das Gehirn, indem sie beispielsweise durch Unscharfmaskierung Kanten in Fotos verdeutlichen.

Siehe auch

Referenzen

  1. Geier , János; Hudák, Mariann (13.10.2011). „Veränderung der Chevreul-Illusion durch eine Hintergrundhelligkeitsrampe: Laterale Inhibition versagt an ihrer traditionellen Hochburg – Eine psychophysische Widerlegung“ . PLOS ONE . 6 (10) e26062. Bibcode : 2011PLoSO...626062G . doi : 10.1371/journal.pone.0026062 . ISSN  1932-6203 . PMC  3192777. PMID 22022508  .
  2. ^ Ratliff, Floyd (1965). Mach-Bänder: Quantitative Studien zu neuronalen Netzwerken in der Netzhaut . Holden-Day. ISBN 978-0-8162-7045-3Die
  3. ^ von Békésy, Georg (1967-01-01). „Laterale Hemmung vom Mach-Band-Typ in verschiedenen Sinnesorganen“ . The Journal of General Physiology . 50 (3): 519–532 . doi : 10.1085/jgp.50.3.519 . ISSN 1540-7748 . PMC 2225686. PMID 11526844 .   
  4. ^ Frederick AA Kingdom (4. November 2014). „Mach-Bänder erklärt durch Antwortnormalisierung“ . Frontiers in Human Neuroscience . 8 : 843. doi : 10.3389/fnhum.2014.00843 . ISSN 1662-5161 . PMC 4219435. PMID 25408643 .   
  5. ^ Ambalathankandy, Prasoon; Ou, Yafei; Kochiyil, Jyotsna; Takamaeda, Shinya; Motomura, Masato; Asai, Tetsuya; Ikebe, Masayuki (Dezember 2019). „Verbesserung des Röntgenkontrasts: Geglätteter LHE-Filter eine praktische Lösung für digitale Röntgenaufnahmen mit Machband“ . 2019 Digital Image Computing: Techniken und Anwendungen (DICTA) (Bericht). IEEE. S.  1–8 . doi : 10.1109/DICTA47822.2019.8946114 . ISBN 978-1-7281-3857-2Die
  6. ^ Devlin, Hugh (2006). Operative Zahnheilkunde: Ein praktischer Leitfaden zu aktuellen Innovationen; mit ... 5 Tabellen . Berlin Heidelberg: Springer. S. 11. ISBN 978-3-540-29616-4Die
  7. ^ Nielsen, C. (November 2001). „Einfluss von Szenario und Erfahrung auf die Interpretation von Mach-Bändern“ . Journal of Endodontics . 27 (11): 687–691 . doi : 10.1097/00004770-200111000-00009 . PMID 11716082 . 
  8. ^ Parker, MS; Chasen, MH; Paul, N. (2009). „Radiologische Zeichen in der Thoraxbildgebung: Fallbasierte Übersicht und Selbstbewertungsmodul“. American Journal of Roentgenology . 192 (3_Supplement): S34–48. doi : 10.2214/AJR.07.7081 . PMID 19234288. S2CID 34785665 .  

Weiterführende Literatur