生物視網(wǎng)膜早期視覺機(jī)制的模擬與性能的平衡分析.pdf

1、目標(biāo)跟蹤，機(jī)器人導(dǎo)航，自動(dòng)駕駛，干線交通等領(lǐng)域?qū)?shù)字圖像處理技術(shù)的要求越來越高，促進(jìn)了實(shí)時(shí)圖像處理技術(shù)的發(fā)展。傳統(tǒng)的圖像處理方法主要是對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行空間域上處理或者通過各種變換將數(shù)字圖像變換到頻域進(jìn)行處理。這類方法通常在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，耗時(shí)長(zhǎng)效率低，其精確度與時(shí)效性遠(yuǎn)低于哺乳動(dòng)物的視覺處理，不適宜應(yīng)用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)。高等哺乳動(dòng)物的視覺處理機(jī)制精確而又復(fù)雜，它能夠?qū)崟r(shí)而充分的感知外界的環(huán)境信息，并迅速的做出判斷?，F(xiàn)在，即使最先進(jìn)的人造視覺處理系

2、統(tǒng)，其處理的能力仍然遠(yuǎn)不及人類視網(wǎng)膜的處理能力。我們已經(jīng)知道，高等哺乳動(dòng)物幾乎用相同的視覺機(jī)制進(jìn)行環(huán)境感知，這從生物進(jìn)化的適者生存角度說明這樣一套機(jī)制是適應(yīng)真實(shí)圖像信息采集與處理任務(wù)的基本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的。因此從模擬視覺神經(jīng)生理結(jié)構(gòu)和心理過程的角度研究實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺的新方法是非常有益的。對(duì)此，人們希望通過對(duì)哺乳動(dòng)物視覺生理結(jié)構(gòu)以及信息處理過程的研究得到啟示，從而推動(dòng)計(jì)算機(jī)視覺的發(fā)展，并將其應(yīng)用于機(jī)器視覺處理領(lǐng)域以更好的完成各類視覺處理任務(wù)。本文

3、提出的視網(wǎng)膜早期視覺模型應(yīng)用神經(jīng)生理學(xué)的理論基礎(chǔ)，使用計(jì)算機(jī)視覺的實(shí)現(xiàn)方式，模擬早期視覺信息處理模型，驗(yàn)證了生理視網(wǎng)膜在信息處理過程中的特性，并分析了神經(jīng)視覺在信息采集充分必要的條件下，硬件復(fù)雜度、處理時(shí)間與處理精度之間的平衡。 基于生物視網(wǎng)膜的層次細(xì)胞結(jié)構(gòu)，數(shù)字視網(wǎng)膜以層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模擬視覺信息流的傳遞。主要分為兩層結(jié)構(gòu)，光感受器細(xì)胞層與神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層。模型以真實(shí)巨量的細(xì)胞分布為原型，模擬生理視網(wǎng)膜細(xì)胞密度分布；以生理神經(jīng)節(jié)細(xì)胞感