Perception of Color Break-Up

Hintergrund. Ein farbverfälschender Bildfehler namens Color Break-Up (CBU) wurde untersucht. Störende CBU-Effekte treten auf, wenn Augenbewegungen (z.B. Folgebewegungen oder Sakkaden) während der Content-Wiedergabe über sogenannte Field-Sequential Color (FSC) Displays oder Projektoren ausgeführt werden. Die Ursache für das Auftreten des CBU-Effektes ist die sequenzielle Anzeige der Primärfarben über das FSC-System. Methoden. Ein kombiniertes Design aus empirischer Forschung und theoretischer Modellierung wurde angewendet. Mittels empirischer Studien wurde der Einfluss von hardware-, content- und betrachterbasierten Faktoren auf die CBU-Wahrnehmung der Stichprobe untersucht. Hierzu wurden zunächst Sehleistung (u. a. Farbsehen), Kurzzeitzustand (u. a. Aufmerksamkeit) und Persönlichkeitsmerkmale (u. a. Technikaffinität) der Stichprobe erfasst. Anschließend wurden die Teilnehmenden gebeten, die wahrgenommene CBU-Intensität verschiedener Videosequenzen zu bewerten. Die Sequenzen wurden mit einem FSC-Projektor wiedergegeben. Das verwendete Setup ermöglichte die Untersuchung folgender Variablen: die Größe (1.0 bis 6.0°) und Leuchtdichte (10.0 bis 157.0 cd/m2) des CBU-provozierenden Contents, das Augenbewegungsmuster des Teilnehmenden (Geschwindigkeit der Folgebewegung: 18.0 bis 54.0 °/s; Amplitude der Sakkade: 3.6 bis 28.2°), die Position der Netzhautstimulation (0.0 bis 50.0°) und die Bildrate des Projektors (30.0 bis 420.0 Hz). Korrelationen zwischen den unabhängigen Variablen und der subjektiven CBU-Wahrnehmung wurden getestet. Das ergänzend entwickelte Modell prognostiziert die CBU-Wahrnehmung eines Betrachters auf theoretische Weise. Das Modell rekonstruiert die Intensitäts- und Farbeigenschaften von CBU-Effekten zunächst grafisch. Anschließend wird die visuelle CBU-Rekonstruktion zu repräsentativen Modellindizes komprimiert, um das modellierte Szenario mit einem handhabbaren Satz von Metriken zu quantifizieren. Die Modellergebnisse wurden abschließend mit den empirischen Daten verglichen. Ergebnisse. Die hohe interindividuelle CBU-Variabilität innerhalb der Stichprobe lässt sich nicht durch die Sehleistung, den Kurzzeitzustand oder die Persönlichkeitsmerkmale eines Teilnehmenden erklären. Eindeutig verstärkende Bedingungen der CBU-Wahrnehmung sind: (1) eine foveale Position des CBU-Stimulus, (2) eine reduzierte Stimulusgröße während Sakkaden, (3) eine hohe Bewegungsgeschwindigkeit des Auges und (4) eine niedrige Bildrate des Projektors (Korrelation durch Exponentialfunktion beschreibbar, r2 > .93). Die Leuchtdichte des Stimulus wirkt sich nur geringfügig auf die CBU-Wahrnehmung aus. Generell hilft das Modell, die grundlegenden Prozesse der CBU-Genese zu verstehen, den Einfluss von CBU-Determinanten zu untersuchen und ein Klassifizierungsschema für verschiedene CBU-Varianten zu erstellen. Das Modell prognostiziert die empirischen Daten innerhalb der angegebenen Toleranzbereiche. Schlussfolgerungen. Die Studienergebnisse ermöglichen die Festlegung von Bildraten und Eigenschaften des CBU-provozierenden Content (Größe und Position), die das Überschreiten vordefinierter, störender CBU-Grenzwerte vermeiden. Die abgeleiteten Hardwareanforderungen und Content-Empfehlungen ermöglichen ein praxisnahes und evidenzbasiertes CBU-Management. Für die Vorhersage von CBU kann die Modellgenauigkeit weiter verbessert werden, indem Merkmale der menschlichen Wahrnehmung berücksichtigt werden, z.B. die exzentrizitätsabhängige Netzhautempfindlichkeit oder Änderungen der visuellen Wahrnehmung bei unterschiedlichen Arten von Augenbewegungen. Zur Modellierung dieser Merkmale können teilnehmerbezogene Daten der empirischen Forschung herangezogen werden.Background. A color-distorting artifact called Color Break-Up (CBU) has been investigated. Disturbing CBU effects occur when eye movements (e.g., pursuits or saccades) are performed during the presentation of content on Field-Sequential Color (FSC) display or projection systems where the primary colors are displayed sequentially rather than simultaneously. Methods. A mixed design of empirical research and theoretical modeling was used to address the main research questions. Conducted studies evaluated the impact of hardware-based, content-based, and viewer-based factors on the sample’s CBU perception. In a first step, visual performance parameters (e.g., color vision), short-term state (e.g., attention level), and long-term personality traits (e.g., affinity to technology) of the sample were recorded. Participants were then asked to rate the perceived CBU intensity for different video sequences presented by a FSC-based projector. The applied setup allowed the size of the CBU-provoking content (1.0 to 6.0°), its luminance level (10.0 to 157.0 cd/m2), the participant’s eye movement pattern (pursuits: 18.0 to 54.0 deg/s; saccadic amplitudes: 3.6 to 28.2°), the position of retinal stimulation (0.0 to 50.0°), and the projector’s frame rate (30.0 to 420.0 Hz) to be varied. Correlations between independent variables and subjective CBU perception were tested. In contrast, the developed model predicts a viewer’s CBU perception on an objective basis. The model graphically reconstructs the intensity and color characteristics of CBU effects. The visual CBU reconstruction is then compressed into representative model indices to quantify the modeled scenario with a manageable set of metrics. Finally, the model output was compared to the empirical data. Results. High interindividual CBU variability within the sample cannot be explained by a participant’s visual performance, short-term state or long-term personality traits. Conditions that distinctly elevate the participant’s CBU perception are (1) a foveal stimulus position on the retina, (2) a small-sized stimulus during saccades, (3) a high eye movement velocity, and (4) a low frame rate of the projector (correlation expressed by exponential function, r2 > .93). The stimulus luminance, however, only slightly affects CBU perception. In general, the model helps to understand the fundamental processes of CBU genesis, to investigate the impact of CBU determinants, and to establish a classification scheme for different CBU variants. The model adequately predicts the empirical data within the specified tolerance ranges. Conclusions. The study results allow the determination of frame rates and content characteristics (size and position) that avoid exceeding predefined annoyance thresholds for CBU perception. The derived hardware requirements and content recommendations enable practical and evidence-based CBU management. For CBU prediction, model accuracy can be further improved by considering features of human perception, e.g., eccentricity-dependent retinal sensitivity or changes in visual perception with different types of eye movements. Participant-based data from the empirical research can be used to model these features

7th EEEIC International Workshop on Environment and Electrical Engineering : Wroclaw - Cottbus, 5 - 11. May 2008

The proposed solution meets the latest trends in world power engineering and has the lowest ecological costs amongst the accessible power engineering solutions. It is also in accordance with the Polish power engineering law, which takes into account the recommendations of the European Economic Commission, the Second Sulphur Protocol and the Framework Convention of the United Nations (concerning the changes of climate)

Charging effects in niobium nanostructures

Three types of metallic nanostructures comprising niobium were investigated experimentally; in all three types, electric transport at very low temperatures was governed by Coulomb blockade effects. 1. Thin film strips of niobium could be tuned into resistor strips by an electrochemical anodisation process, using microfabricated masks and in situ resistance monitoring. These resistors showed a transition from superconducting to insulating behaviour with increasing sheet resistance, occurring at a value approximately equal to the quantum resistance for Cooper pairs, h/(4e^2). 2. Combining the anodisation technique with lateral size minimisation by shadow evaporation, devices in a single electron transistor-like configuration with two weak links and a small island between these were made. Direct evidence for the Coulomb blockade in the anodisation thinned niobium films was found when the transport characteristics could be modulated periodically by sweeping the voltage applied to a gate electrode placed on top of the structure. 3. Conventional single electron transistors with Al base electrodes, AlO_x barriers formed in situ by oxidation, and Nb top electrodes were made by angular evaporation. The output current noise of such a transistor was measured as a function of bias voltage, gate voltage, and temperature. The low frequency noise was found to be dominated by charge input noise. The dependence of the noise on the bias voltage is consistent with self-heating of the transistor activating the noise sources.Comment: PhD thesis, 177 pages, 42 figures (images downsampled

Perspectives in visual imaging for marine biology and ecology: from acquisition to understanding

Durden J, Schoening T, Althaus F, et al. Perspectives in Visual Imaging for Marine Biology and Ecology: From Acquisition to Understanding. In: Hughes RN, Hughes DJ, Smith IP, Dale AC, eds. Oceanography and Marine Biology: An Annual Review. 54. Boca Raton: CRC Press; 2016: 1-72

Qualitätstaxonomie für skalierbare Algorithmen von Free Viewpoint Video Objekten

Diese Dissertation beabsichtigt einen Beitrag zur Qualitätsbeurteilung von Algorithmen für Bildanalyse und Bildsynthese im Anwendungskontext Videokommunikationssysteme zu leisten. In der vorliegenden Arbeit werden Möglichkeiten und Hindernisse der nutzerzentrierten Definition von subjektiver Qualitätswahrnehmung in diesem speziellen Anwendungsfall untersucht. Qualitätsbeurteilung von aufkommender Visualisierungs-Technologie und neuen Verfahren zur Erzeugung einer dreidimensionalen Repräsentation unter der Nutzung von Bildinformation zweier Kameras für Videokommunikationssysteme wurde bisher noch nicht umfangreich behandelt und passende Ansätze dazu fehlen. Die Herausforderungen sind es qualitätsbeeinflussende Faktoren zu definieren, passende Maße zu formulieren, sowie die Qualitätsevaluierung mit den Erstellungsalgorithmen, welche noch in Entwicklung sind, zu verbinden. Der Vorteil der Verlinkung von Qualitätswahrnehmung und Servicequalität ist die Unterstützung der technischen Realisierungsprozesse hinsichtlich ihrer Anpassungsfähigkeit (z.B. an das vom Nutzer verwendete System) und Skalierbarkeit (z.B. Beachtung eines Aufwands- oder Ressourcenlimits) unter Berücksichtigung des Endnutzers und dessen Qualitätsanforderungen. Die vorliegende Arbeit beschreibt den theoretischen Hintergrund und einen Vorschlag für eine Qualitätstaxonomie als verlinkendes Modell. Diese Arbeit beinhaltet eine Beschreibung des Projektes Skalalgo3d, welches den Rahmen der Anwendung darstellt. Präsentierte Ergebnisse bestehen aus einer systematischen Definition von qualitätsbeeinflussenden Faktoren inklusive eines Forschungsrahmens und Evaluierungsaktivitäten die mehr als 350 Testteilnehmer inkludieren, sowie daraus heraus definierte Qualitätsmerkmale der evaluierten Qualität der visuellen Repräsentation für Videokommunikationsanwendungen. Ein darauf basierendes Modell um diese Ergebnisse mit den technischen Erstellungsschritten zu verlinken wird zum Schluss anhand eines formalisierten Qualitätsmaßes präsentiert. Ein Flussdiagramm und ein Richtungsfeld zur grafischen Annäherung an eine differenzierbare Funktion möglicher Zusammenhänge werden daraufhin für weitere Untersuchungen vorgeschlagen.The thesis intends to make a contribution to the quality assessment of free viewpoint video objects within the context of video communication systems. The current work analyzes opportunities and obstacles, focusing on users' subjective quality of experience in this special case. Quality estimation of emerging free viewpoint video object technology in video communication has not yet been assessed and adequate approaches are missing. The challenges are to define factors that influence quality, to formulate an adequate measure of quality, and to link the quality of experience to the technical realization within an undefined and ever-changing technical realization process. There are two advantages of interlinking the quality of experience with the quality of service: First, it can benefit the technical realization process, in order to allow adaptability (e.g., based on systems used by the end users). Second, it provides an opportunity to support scalability in a user-centered way, e.g., based on a cost or resources limitation. The thesis outlines the theoretical background and introduces a user-centered quality taxonomy in the form of an interlinking model. A description of the related project Skalalgo3d is included, which offered a framework for application. The outlined results consist of a systematic definition of factors that influence quality, including a research framework, and evaluation activities involving more than 350 participants. The thesis includes the presentation of quality features, defined by evaluations of free viewpoint video object quality, for video communication application. Based on these quality features, a model that links these results with the technical creation process, including a formalized quality measure, is presented. Based on this, a flow chart and slope field are proposed. These intend the visualization of these potential relationships and may work as a starting point for further investigations thereon and to differentiate relations in form of functions

Change blindness: eradication of gestalt strategies

Arrays of eight, texture-defined rectangles were used as stimuli in a one-shot change blindness (CB) task where there was a 50% chance that one rectangle would change orientation between two successive presentations separated by an interval. CB was eliminated by cueing the target rectangle in the first stimulus, reduced by cueing in the interval and unaffected by cueing in the second presentation. This supports the idea that a representation was formed that persisted through the interval before being 'overwritten' by the second presentation (Landman et al, 2003 Vision Research 43149–164]. Another possibility is that participants used some kind of grouping or Gestalt strategy. To test this we changed the spatial position of the rectangles in the second presentation by shifting them along imaginary spokes (by ±1 degree) emanating from the central fixation point. There was no significant difference seen in performance between this and the standard task [F(1,4)=2.565, p=0.185]. This may suggest two things: (i) Gestalt grouping is not used as a strategy in these tasks, and (ii) it gives further weight to the argument that objects may be stored and retrieved from a pre-attentional store during this task

Earth resources technology satellite. Volume 14 - Ground data handling system design

NASA Ground Data Handling system design for ERT