基于生物視覺特征的計(jì)算模型研究.pdf

1、在大腦接收的來自外部世界的感知信息中，80％以上是通過視覺系統(tǒng)進(jìn)行加工處理的。最近二十多年來，生物視覺系統(tǒng)中的信息加工機(jī)制是心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等學(xué)科研究的重大課題之一。研究視覺神經(jīng)中的信息處理方式就是研究人類大腦對(duì)外界自然刺激的響應(yīng)和處理方式。理解大腦工作方式的關(guān)鍵是要研究大腦如何對(duì)外界自然刺激的表達(dá)、編碼、加工以及大腦如何解釋世界。 本文從人類視覺系統(tǒng)中神經(jīng)細(xì)胞的感受野生理特征出發(fā)，探索人類感知外部世界的方式，建立用

2、于物體輪廓感知的計(jì)算模型，并以有效編碼假說為基礎(chǔ)，利用流形學(xué)習(xí)理論，改進(jìn)LLE算法，研究人類對(duì)外部世界的認(rèn)知方式。 首先，基于生物視覺細(xì)胞的解剖特性以及視覺細(xì)胞的感受野特性，提出了一種新的基于方向周邊抑制的物體輪廓感知模型。分析了視覺神經(jīng)細(xì)胞的感受野的朝向性以及相鄰細(xì)胞的互相影響，使用Gabor濾波器模擬簡單細(xì)胞，介紹了Gabor能量濾波器和邊緣朝向分布圖，并提出了基于DOG濾波器和方向DOG濾波器的方向周邊抑制模型。

3、其次，基于有效編碼假說，在流形學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了經(jīng)典的LLE算法，提出了自適應(yīng)鄰域的LLE算法，并將該算法用于物體認(rèn)知。首先分析了LLE算法的優(yōu)缺點(diǎn)，之后針對(duì)LLE算法中鄰域點(diǎn)數(shù)固定的問題，提出了自適應(yīng)的鄰域選取準(zhǔn)則，同時(shí)使用RBF核距離代替歐氏距離，并給出了一種簡單而有效的映射新增樣本方法。 本文將提出的方向周邊抑制模型用于物體輪廓感知，結(jié)果表明，和經(jīng)典的輪廓檢測算法相比，該算法可以取得更好的輪廓檢測效果，可以有效的區(qū)分