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Gestalt Laws of Perceptual Organiza6on CS 559 – March 30 th Nadia Payet

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Gestalt  Laws  of  Perceptual  Organiza6on  

CS  559  –  March  30th  Nadia  Payet  

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How  do  we  perceive  objects?  

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Gestalt  Psychology  

•  The  Gestalt  laws  prescribe  for  us  what  we  are  to  recognize  ‘as  one  thing’  (Köhler,  1920)  – Gestalt  means  “shape”  or  “form”  in  German.  

•  How  smaller  objects  are  grouped  to  form  larger  ones  

•  Rules  of  the  organiza6on  of  perceptual  scenes  Heuris6cs  

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Problem  statement  

•  Given  a  set  of  disconnected  edges  – Find  a  subset  of  these  edges  that  form  perceptually  salient  groups  

– Use  Gestalt  principles  to  iden6fy  these  groups  

•  Reconnect  objects  that  appear  disconnected  in  the  image  (occlusion,  illumina6on,  …)  

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Gestalt  Laws  

•  Proximity  •  Collinearity  •  Co-­‐circularity  •  Con6nuity  •  Parallelism  •  Symmetry  •  Closure  •  Convexity  •  …  

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Perceptual  Organiza6on  

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Perceptual  Organiza6on  

Symmetry  

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Perceptual  Organiza6on  

Symmetry  

Similarity  

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Perceptual  Organiza6on  

Symmetry  

Similarity  

Proximity  

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Perceptual  Organiza6on  

Symmetry  

Similarity  

Proximity  

Closure  

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Proximity  

Lowe,  AIJ  1987  

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Collinearity  

Lowe,  AIJ  1987  

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Collinearity  

Zhu,  PAMI  1999  

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Co-­‐circularity  

Zhu,  PAMI  1999  

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Con6nuity  

•  Curvilinear  con6nuity  is  measured  by  angle  θ.  

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Parallelism  

Lowe,  AIJ  1987  

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Parallelism  

Zhu,  PAMI  1999  

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Symmetry  

Zhu,  PAMI  1999  

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Symmetry  

•  αi is  the  angle  between  line  (p1,p2)  and  normal  vectors  at  pi  

•  p1  and  p2  are  symmetric  if  α1  = α2  = α  

Stark,  ICCV  2009  

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Symmetry  

•  Represent  axis  of  symmetry  with  a  B-­‐spline  – Parameters  form  a  descriptor  vector  

•  Record  length  profile  of  the  symmetry  lines  – PCA  reduc6on  to  obtain  a  compact  descriptor  

Stark,  ICCV  2009  

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Closure  L2  measure  of  gaps  is  shown  to  be  most  consistent  with  human  percep6on  

Elder  and  Zucker,  A  Measure  of  Closure,  1994