人類的視覺系統(tǒng)有著極為強(qiáng)大的信息分析與認(rèn)知理解能力,是人類感知世界的重要途徑。深入研究視覺系統(tǒng)的內(nèi)在機(jī)理并對(duì)其建模,不僅有助于理解視覺感知的信息處理與傳遞方式,而且可為實(shí)現(xiàn)基于視覺感知機(jī)制的計(jì)算模型貢獻(xiàn)重要的理論基礎(chǔ)與新思路。本文首先考慮到前后級(jí)神經(jīng)元兩者朝向選擇性的密切聯(lián)系,提出朝向深度選擇模型逐層提取視覺刺激的朝向信息,并引入數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的視覺注意度量視覺信息的空間稀疏性,經(jīng)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)編碼實(shí)現(xiàn)輪廓信息增強(qiáng);然后利用初級(jí)視皮層神經(jīng)元對(duì)視覺刺激對(duì)比度變化的動(dòng)態(tài)適應(yīng),構(gòu)建對(duì)比度適應(yīng)朝向選擇的感受野模型準(zhǔn)確捕捉視覺信息的明暗變化與朝向信息,并經(jīng)由前級(jí)側(cè)抑制信息調(diào)控的非經(jīng)典感受野抑制紋理噪聲;最后基于視覺通路平行通道的尺度變化,引入顏色拮抗及高級(jí)皮層對(duì)初級(jí)視皮層的反饋控制,實(shí)現(xiàn)圖像顯著輪廓檢測(cè),并將其應(yīng)用于智慧交通場(chǎng)景中的車道線自動(dòng)檢測(cè),結(jié)果驗(yàn)證了本文方法的可行性。本文的主要研究工作和成果如下:（1）考慮主視覺通路多層級(jí)感受野對(duì)視覺刺激的朝向選擇性,以及副視覺通路的空間位置信息敏感性,提出了一種基于主副視覺通路協(xié)同作用的輪廓檢測(cè)新方法。針對(duì)輪廓線條及整體朝向的連續(xù)性,提出了朝向深度選擇模型多層級(jí)... 

【文章來源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１視覺通路信息流向圖??

而撤光－中心感受野恰好與之相反。在１９６５年，Ｒｏｄｉｅｃｋ構(gòu)建高斯差模型ＤｏＧ模擬這種同心??圓結(jié)構(gòu)拮抗式感受野的作用機(jī)制［３４］，該模型用兩個(gè)高斯分布分別模擬中心機(jī)制、抑制周圍機(jī)??制，前者具有較強(qiáng)的峰敏感度，后者面積較大且作用較弱。感受野結(jié)構(gòu)如圖２．２所示。??⑷給光－中心感受野?（ｂ）撤光－中心感受野??圖２．２視皮層下同心圓結(jié)構(gòu)的感受野示意圖??一般認(rèn)為，外膝體細(xì)胞接受神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的輸入，是視覺信息傳遞的中繼站，其生理結(jié)構(gòu)??與信息加工機(jī)制與視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞類似。然而現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)外膝體細(xì)胞與初級(jí)視皮層細(xì)胞??關(guān)系并非簡(jiǎn)單的前后關(guān)系，外膝體細(xì)胞也許擁有更復(fù)雜的功能。??２．２．２初級(jí)視皮層的經(jīng)典感受野??初級(jí)視皮層是產(chǎn)生視覺感知的關(guān)鍵組織，２０世紀(jì)５０年代末，Ｈｕｂｅｉ和Ｗｉｅｓｅｌ開始研究視??覺皮層的結(jié)構(gòu)與功能，他們發(fā)現(xiàn)大部分的初級(jí)視皮層細(xì)胞對(duì)彌散光沒有反應(yīng)，僅對(duì)特定朝向??的條形光刺激會(huì)有響應(yīng)，且會(huì)因?yàn)楣獯碳こ虻钠萍訌?qiáng)或減弱響應(yīng)，即具有朝向選擇性，??如圖２．３所示。??園羣??＜＝：、、：辦?Ｂ?—＝—??Ｉ?Ｊ?Ｉ?Ｉ??０?１２?３??（ａ）簡(jiǎn)單細(xì)胞感受野的幾種結(jié)構(gòu)?（ｂ）簡(jiǎn)單細(xì)胞有朝向選擇的響應(yīng)??圖２．３初級(jí)視皮層簡(jiǎn)單細(xì)胞及其朝向選擇性［１２］??８??

對(duì)經(jīng)典感受野的研究能夠較好地解釋初級(jí)的視覺感知機(jī)制，但是無法解釋視覺感知過程??中視覺信息的稀疏編碼和以及視覺選擇性注意機(jī)制。隨著對(duì)感受野研宄的深入，發(fā)現(xiàn)在經(jīng)典??感受野外存在一個(gè)環(huán)形區(qū)域，后續(xù)被稱為非經(jīng)典感受野［３８］，如圖２．４所示。單獨(dú)刺激非經(jīng)典??感受野不會(huì)引起神經(jīng)元響應(yīng)，但是當(dāng)同時(shí)刺激非經(jīng)典感受野與經(jīng)典感受野時(shí)，非經(jīng)典感受野??會(huì)調(diào)制神經(jīng)元的響應(yīng)。關(guān)于初級(jí)視皮層非經(jīng)典感受野調(diào)制效應(yīng)的形成眾說紛紜，其中有三種??較為合理的假說［３９］：?（１）與外膝體輸入有關(guān)；（２）與高級(jí)皮層調(diào)控有關(guān)；（３）同級(jí)輸入影響。??＇??經(jīng)典感受野??ｙ／?＾同心圓拮抗模型??Ｓ?１???大外周區(qū)??非經(jīng)典感受野??圖２．４非經(jīng)典感受野區(qū)域示意圖??２．３神經(jīng)元模型??視覺通路在逐級(jí)傳遞并不斷精煉整合視覺信息的過程中離不開神經(jīng)元的參與。事實(shí)上，??神經(jīng)元對(duì)視覺信息的高效編碼，是實(shí)現(xiàn)視覺信息傳遞過程快速性與完整性的重要基礎(chǔ)，同時(shí)??也是視覺感知機(jī)制形成的重要因素。目前，研究人員根據(jù)神經(jīng)元的電生理實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，己經(jīng)提??出眾多模擬神經(jīng)元功能的計(jì)算模型。這些模型通常描述神經(jīng)元因細(xì)胞通道膜通透性改變引起??的膜內(nèi)外電位變化，并通過微分電路模型表述動(dòng)作電位的產(chǎn)生與傳導(dǎo)。其中最為知名是奠定??神經(jīng)元計(jì)算模型理論基礎(chǔ)的Ｈｏｄｇｋｉｎ－Ｈｕｘｌｅｙ神經(jīng)元模型，該模型通過模仿動(dòng)作電位的產(chǎn)生原??理實(shí)現(xiàn)信息的非線性映射


本文編號(hào)：3357729