Variational Gesetze der visuellen Aufmerksamkeit für dynamische Szenen

Rechnerische Modelle der visuellen Aufmerksamkeit befinden sich an der Schnittstelle von Disziplinen wie kognitiver Wissenschaft, computativer Neurowissenschaft und Computer Vision. In diesem Artikel wird ein Modell für Aufmerksamkeits-Scanpaths vorgestellt, das auf dem Prinzip beruht, dass grundlegende Gesetze die Entstehung visueller Aufmerksamkeit steuern. Wir leiten variationelle Gesetze der Augenbewegungen ab, die auf einer verallgemeinerten Form des Prinzips vom kleinsten Wirkungsquantum in der Physik basieren. Die potenzielle Energie erfasst sowohl feine Details als auch periphere visuelle Merkmale, während die kinetische Energie der klassischen Interpretation in der analytischen Mechanik entspricht. Zudem enthält die Lagrange-Funktion einen Helligkeitsinvarianzterm, der die Trajektorien der Scanpaths signifikant charakterisiert. Wir leiten Differentialgleichungen der visuellen Aufmerksamkeit als stationäre Punkte der verallgemeinerten Wirkung ab und schlagen einen Algorithmus zur Schätzung der Modellparameter vor. Schließlich präsentieren wir experimentelle Ergebnisse, die die Gültigkeit des Modells bei Aufgaben der Aufmerksamkeits-Salientdetektion bestätigen.