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猫V1区不同外周整合细胞的经典感受野属性研究

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生物化学与生物物理进展 2015年第2期42卷 182-188页

作者：陈科尹娇娇宋雪梅电子科技大学神经信息教育部重点实验室成都610054 中国科学院上海生命科学研究院上海200031

以家猫为动物模型,采用细胞外记录的方法,测试了82个初级视皮层细胞的方位和方向调谐以及感受野大小.基于细胞的面积整合特性,区分出52个外周抑制型细胞和30个外周无抑制型细胞.所有被测细胞均存在强的方位选择性,而外周无抑制型细胞比... 详细信息

以家猫为动物模型,采用细胞外记录的方法,测试了82个初级视皮层细胞的方位和方向调谐以及感受野大小.基于细胞的面积整合特性,区分出52个外周抑制型细胞和30个外周无抑制型细胞.所有被测细胞均存在强的方位选择性,而外周无抑制型细胞比抑制型细胞有更强的方位选择性.两类细胞的方向选择性没有显著性差异.外周抑制型细胞比外周无抑制型细胞有着更大的动作电位发放率.采用两种不同方法测量两类细胞的感受野范围,却产生了不同的结果:用最小反应区测量发现抑制型细胞的经典感受野更大,而用面积整合曲线测量时外周无抑制型细胞的感受野更大.

关键词：感受野外周抑制方位选择性方向选择性简单细胞复杂细胞

一种基于猫视皮层细胞机制的改进的Sobel算子

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计算机工程与应用 2007年第31期43卷 64-67,70页

作者：姚行中胡汉平鲁统伟华中科技大学图像识别与人工智能研究所

目前最常见的边缘检测算子是Sobel算子,但是它存在对非0°和非90°朝向的边缘检测时,其输出幅度不强、抗干扰和抗亮度变化弱的问题。通过仔细比较Sobel算子与猫(以及雪貂和猴)的初级视皮层的简单细胞对场景边缘检测原理的不同,提出了更... 详细信息

目前最常见的边缘检测算子是Sobel算子,但是它存在对非0°和非90°朝向的边缘检测时,其输出幅度不强、抗干扰和抗亮度变化弱的问题。通过仔细比较Sobel算子与猫(以及雪貂和猴)的初级视皮层的简单细胞对场景边缘检测原理的不同,提出了更接近于猫的初级视皮层中的简单细胞的工作机制的边缘检测算法——改进的Sobel算子。实验结果表明:改进的Sobel算子不仅保留了经典的Sobel算子的优点,而且提高了45°、135°朝向的边缘输出幅度,增强了抗干扰性和亮度适应性。

关键词： Sobel算子改进的Sobel算子初级视觉皮层简单细胞边缘幅度漏检边缘

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基于主导拮抗抑制的多尺度边缘检测

国防科技大学学报 2010年第6期32卷 53-58页

作者：孟祥林王正志国防科技大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

图像边缘检测算子的抑噪能力和定位精度是一对矛盾,从视觉神经生理学角度出发,提出一种基于主导拮抗抑制的多尺度边缘检测模型。该模型将主导拮抗抑制机制拓展到多尺度处理,通过引入侧膝体拮抗通道的强抑制机制达到自适应抑噪的效果,获... 详细信息

图像边缘检测算子的抑噪能力和定位精度是一对矛盾,从视觉神经生理学角度出发,提出一种基于主导拮抗抑制的多尺度边缘检测模型。该模型将主导拮抗抑制机制拓展到多尺度处理,通过引入侧膝体拮抗通道的强抑制机制达到自适应抑噪的效果,获得的对比度信息经过简单细胞子域的非线性整合得到锐化的边缘输出,最后将多个尺度的处理结果进行融合,获得最终的边界轮廓。理论和实验证明通过主导拮抗抑制机制和多尺度处理的结合,获得抑噪能力强、定位精度高的边缘检测模型,该模型具有生理学基础,结构简单,计算效率高。

关键词：主导拮抗抑制边缘检测简单细胞多尺度

单细胞模型微观剂量学的Monte Carlo模拟研究

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辐射研究与辐射工艺学报 2010年第6期28卷 339-344页

作者：林辉吴东升徐元英景佳许良凤合肥工业大学电子科学与应用物理学院合肥230009 合肥工业大学管理学院合肥230009 合肥工业大学计算机与信息学院合肥230009

研究电离辐射在生物体内的能量沉积及相应的生物效应时,有必要研究单个细胞或部分细胞中能量吸收的统计特性。本工作利用蒙特卡罗软件Geant4,开发了计算单细胞微观剂量学程序,依据微观剂量学理论,对α释放子211At在单细胞模型中的微剂... 详细信息

研究电离辐射在生物体内的能量沉积及相应的生物效应时,有必要研究单个细胞或部分细胞中能量吸收的统计特性。本工作利用蒙特卡罗软件Geant4,开发了计算单细胞微观剂量学程序,依据微观剂量学理论,对α释放子211At在单细胞模型中的微剂量学特征进行了研究。分析了不同大小细胞中单事件比能与存活分数的特点,并对真实细胞模型中微剂量学特征进行了分析。通过与简单数学模型结果对比,分析了细胞不同材料及形状对模拟结果的影响。本工作建立的体元单细胞模型为单细胞微剂量学研究提供了工具,同时也很易于扩展到真实组织模型。

关键词：微剂量学蒙特卡罗简单细胞人体细胞

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大脑中是否有认识细胞?

应用心理学 1982年第4期 22-23页

作者：酒田英夫郭可教东京都神经科学综合研究所

去年的诺贝尔奖金获得者 Hubel 和 Wiesel,在猫的视觉区发现了物体轮廓检出细胞的时候,发表了一种有魅力的神经回路模型。这是一种分层次的模型,即网膜上具有同心圆型感受野的一些中间细胞的纤维,聚合在一个简单细胞上,形成细长条状的... 详细信息

去年的诺贝尔奖金获得者 Hubel 和 Wiesel,在猫的视觉区发现了物体轮廓检出细胞的时候,发表了一种有魅力的神经回路模型。这是一种分层次的模型,即网膜上具有同心圆型感受野的一些中间细胞的纤维,聚合在一个简单细胞上,形成细长条状的感受野,一些简单细胞的纤维又聚合起来,形

关键词：简单细胞猴子分层次眼睛感受野选择性反应超复杂细胞

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同方期刊数据库

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基于细胞模型的轮廓线检测方法

数字技术与应用 2014年第11期32卷 68-70页

作者：于海洋金恩海宋哎琪黑龙江大学黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨理工大学黑龙江哈尔滨150080

基于视觉原理实现边缘检测以及特征提取的研究由来已久,其中以marr等人的零交叉理论最具权威。在图像处理应用领域其建立的简单细胞模型能够精确的检测边缘的物理位置,但是大量的心理学实验结果表明人类视觉所检测的边缘位置并非一直出... 详细信息

基于视觉原理实现边缘检测以及特征提取的研究由来已久,其中以marr等人的零交叉理论最具权威。在图像处理应用领域其建立的简单细胞模型能够精确的检测边缘的物理位置,但是大量的心理学实验结果表明人类视觉所检测的边缘位置并非一直出现在零交叉的位置。从此观点出发的众多研究的共同之处是,寻找零交叉附近对称出现的正负△2G峰值与边缘的关系,但是能够实现正负峰值检出的以生理学为基础的方法在过去的研究中还没有被找到。论文通过对简单细胞(simple cell)构造的明确化,来展示一个以生理学为基础的解决正负峰值检出问题的方法。同时论文在实现细胞模型结构设计的基础上,讨论了其在特殊视觉现象中的应用,并展示了在多重解像度下的轮廓线检出的特征。

关键词：简单细胞空间周波数轮廓线亥姆霍兹正方形错觉

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内容和运动方向感知计算模型

中国科学（C辑） 2008年第4期38卷 386-397页

作者：杨文璐张丽清麻立波上海交通大学计算机科学与工程系

对视野中的物体及运动方向进行感知是视觉感知的基本问题之一,较高级视皮层从V1区的简单细胞开始分为两个通路:"What通路"和"Where通路".前者对物体的形状、颜色、纹理等内容感知,后者对空间运动速度和方向等感知.本文利用仿脑视觉信息... 详细信息

对视野中的物体及运动方向进行感知是视觉感知的基本问题之一,较高级视皮层从V1区的简单细胞开始分为两个通路:"What通路"和"Where通路".前者对物体的形状、颜色、纹理等内容感知,后者对空间运动速度和方向等感知.本文利用仿脑视觉信息处理计算结构,研究视觉内容和运动方向上的感知计算模型、计算机理和学习算法.该计算模型是一个三层的神经网络,第一层是视觉信号输入层,用于接收外界图像刺激.第二层是神经信息内部表象层,与第一层的网络联结是通过神经元稀疏表象原理自适应形成神经元的感受野.为此,引入Kullback_Leibler散度描述神经元响应的独立性,极小化该代价函数导出网络联结权值的学习算法.从自然图像块中学习得到图像基函数,这些基函数具有局部性、朝向性和带通滤波性.这些性质与生理实验结果中的V1区简单细胞感受野特征相吻合.将这些基函数作为神经元的感受野,并在第三层对较高级视皮层的内容感知和运动感知神经元进行建模.在理想刺激中加入一定量的噪声后,该模型对内容和运动方向的感知仍有较高的准确率和较好的鲁棒性.最后给出的实验仿真结果说明模型的可行性和学习算法的简单有效性。

关键词：视觉感知运动感知计算模型视皮层感受野简单细胞复杂细胞

视觉信息处理模型的研究及其在目标识别中的应用

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视觉信息处理模型的研究及其在目标识别中的应用

作者：董立娟燕山大学

学位级别：硕士

计算机视觉研究的最终目标是使计算机能通过视觉观察和理解世界,具有自主适应环境的能力,但是,目前还无法研制出通用的计算机视觉系统来识别任意环境中的目标或自主地完成各种工作,而只能针对具体问题建立一种特殊的视觉信息处理模型,... 详细信息

计算机视觉研究的最终目标是使计算机能通过视觉观察和理解世界,具有自主适应环境的能力,但是,目前还无法研制出通用的计算机视觉系统来识别任意环境中的目标或自主地完成各种工作,而只能针对具体问题建立一种特殊的视觉信息处理模型,以某种程度的智能完成特定的任务。本文在现有视觉信息处理模型的基础上,进行了深入研究。主要内容如下:(1)分析了视觉系统的有关生理特性,着重介绍了与该文相关的一些视觉生理特性,并阐述了它们的数学模型。(2)从视觉简单细胞的多方向多尺度选择特性入手,基于双树复数小波的多尺度多方向选择属性、低冗余度以及近似的平移不变性,本文提出了改进的视觉信息处理模型。同时,基于可调滤波器金字塔算法的平移不变性、旋转不变性以及多方向多尺度选择特性,提出了基于可调滤波器金字塔算法的改进模型。(3)为了更好地实现多视角目标识别问题,本文采用带隐层的BP神经网络对多视角图像进行处理。通过训练修正网络权值,最后通过测试集考察该网络在多视角目标识别中的效率。(4)提出了结合注意机制和视觉信息处理模型的算法,在提取焦点区域的基础上,设置权值并对输入图像进行预处理。将研究对象有选择地集中在某个或某些景物上进行针对性的视觉信息处理,降低了计算量,同时降低了对复杂背景的敏感度,提高了分类能力。(5)各种改进视觉信息处理模型在Dcfaces和ORL图像库上进行了试验分析。

关键词：视觉信息处理简单细胞目标识别注意机制计算机视觉

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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基于初级视觉系统的弯角信息提取机制

基于初级视觉系统的弯角信息提取机制

作者：沈纪黑龙江大学

学位级别：硕士

弯角是轮廓特征中重要的支配点,利用弯角及其所相邻的边缘信息来描述轮廓,能够在最大限度保留图像特征的同时,有效的减少了数据量。弯角识别是(模式识别)领域重要的基础之一。传统工业的图像弯角识别算法,以数学方法为基础,通过角点及... 详细信息

弯角是轮廓特征中重要的支配点,利用弯角及其所相邻的边缘信息来描述轮廓,能够在最大限度保留图像特征的同时,有效的减少了数据量。弯角识别是(模式识别)领域重要的基础之一。传统工业的图像弯角识别算法,以数学方法为基础,通过角点及角点附近区域的像素点上各类数值的异同,识别角点。但却存在一定的局限性,例如现有的无人驾驶技术还无法在有限的空间内实现高效、快速且准确的识别复杂的路况、车况信息。随着时代的发展,人们对图像的识别技术需求日渐增加。在要求识别准确的同时,还要求快速且低能耗。在各国开启脑研究的浪潮后,基于人体视觉系统的图像识别技术成为了新的研究方向。人体视觉系统具有识别迅速、准确、低能耗、低空间需求等特点,符合人工智能领域的各项需求。同时,大脑作为人类最精密复杂的器官,人类对其的研究还极为浅显。揭示人类大脑的运行机制,在医学、生理学等领域均具有重要的意义。基于人体视觉系统的弯角信息提取机制,首先要明确弯角的概念。目前,对于弯角的思考主要有两种观点,一种是以图像相邻边缘位置信息为依据推测角顶点的位置。这种学说对角附近的区域信息并没有充分利用,同时计算出的角顶点的位置与心理学实验结果不吻合。而另一种则是认为弯角是线的端点或是弯曲的极端情况,论文据此观点提出一种基于初级视觉系统的弯角信息提取机制,能够在不依据图像边缘位置信息的条件下通过计算获得角顶点位置。由简单细胞的感受野模型搭建的微分细胞感受野算子,以二维的离散分布方式收集弯角附近区域的微分细胞反应值,并通过集群计算确定角顶点位置及其他相关信息。通过实验发现,以此方法计算出的角顶点位置会向角开口方向偏移。并且偏移量不仅与角的度数存在关联。而且与解像度所对应的细胞感受野尺寸呈现正比的关系。实验数据与Müller-Lyre错视觉图形的生理学实验结果相对比,在采用不同的解像度条件下此方法与心理学实验结果相吻合。此方法突破了传统方法对边缘信息利用的局限,利用复杂细胞感受野算子实现了对弯角周边区域信息的提取。并依据所提取信息的有效部分计算出符合心理学实验结果的角顶点位置。明示了在不借助简单细胞边缘信息的条件下,单独利用微分细胞模型检测角顶点位置的方法,并且通过实验对Müller-Lyre错视觉现象做出了解释。进一步,提出了在弯角信息提取问题上,视觉系统解像度选取的方案,并通过实验证实了方案的有效性。

关键词：感受野人类视觉系统角检测简单细胞空间周波数