1、刺激具有最大的响应，次序编码表明神经元放电的先后次序就已经对输入刺激的信息进行了编码，可以利用神经元放电的先后次序对输入刺激进行处理，侧向抑制是指同区域的神经元在放电时会产生相互抑制的情况。序号兴奋强度万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文第章基于点阵神经元响应时空信息的边缘检测技术及应用正如绪论中所述，目前利用视觉机制进行边缘检测的研究更多是对视觉神经系统进行了黑箱模拟，并没有考虑视觉感受野方向选择性以及侧抑制特性等视觉机制在轮廓提取中的重要作用，例如视觉感受野特性可以弱化图像背景纹理对目标边缘的干扰，方向选择特性有利于实现对特定朝向弱边缘的检测，而侧抑制特性通过相邻神经元竞争可有效增强图像弱边缘与背景的对比度，所以本文提出种基于点阵神经元响应时空信息的图像边缘检测方法，通过记。
2、感受野窗口中更新前后的非中心元素。将感受野窗口依次滑过方差矩阵对每个方差元素进行同样处理，重叠部分的元素会被不断更新，这样依次处理就可得到相应的边缘矩阵，。根据式将边缘矩阵数据逆映射到的范围，然后再将其显示为图像即为包含图像强弱边缘信息的检测结果。其中和分别为边缘矩阵，中的最小值和最大值表示图像强弱边缘的检测结果。−−相应的图像边缘检测流程如图所示表示原始的输入图像为经过滤波器以角度为滤波后的结果，表示使用的点阵神经元，表示经过点阵神经元模型后记录首次放电万方数据硕士学位论文题目基于视觉编码机制的图像弱边缘检测技术及其应用研究研究生廖进文专业模式识别与智能系统指导教师范影乐教授完成日期年月万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文基于视觉编码机制的图像弱边缘检测技术及其应用研究研究生。
3、征包含丰富的边缘细节，因此提出种基于视皮层突触机制的边缘检测方法，结合颜色编码机制对图像边缘进行检测。实验结果表明，本文方法获得的边缘细节更加丰富，更符合人的视觉认知规律。针对突触机制模型计算效率较低，以及原始图像中其它包含边缘信息的特征未被充分利用的情况，本文提出了种基于抑制性突触多层神经元群放电编码的边缘检测方法。采用抑制性突触为神经元之间进行信息交互，同时利用选择注意机制获取视觉受关注区域作为主要的边缘检测目标，继而通过构建的多层神经元群对图像边缘进行检测。实验结果表明，本文方法能够获得优于传统边缘检测的结果，经及信息熵定量指标评价，本文方法在边缘检测的完整性及丰富性上具有更明显的效果。关键词视觉机制，边缘检测，滤波器，抑制性突触，指标万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文。
4、以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印缩印或其它复制手段保存论文。保密论文在解密后遵守此规定论文作者签名日期年月日指导教师签名日期年月日万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文摘要图像边缘包含了图像丰富的细节信息，这对于后续的特征提取目标识别等关键任务具有重要意义。而传统的边缘检测方法对于细节较为丰富的图像会丢失较多的边缘信息，考虑到视觉系统对于图像边缘具有良好的处理效果，本文尝试采用视觉编码机制的方法对图像边缘进行检测。目前虽然已有许多研究人员从视觉机制的角度出发对边缘检测进行探索与实验，但多数是对视觉机制的黑箱模拟，并未真正实现内部的视觉编码特性。因此本文首先针对视觉感受野方向选择等视觉编码特性进行研究，同时构建点阵神经元群网络，并结合上述视觉编码特性，以具有丰富边缘细节。
5、功能，它们对于外部输入信号具有相同的发放响应，但是相互之间处于竞争状态，当个神经元产生兴奋时会抑制该区域内其它神经元的兴奋，这种现象称为神经元的侧向抑制，。本文考虑了这种侧向抑制作用，如图所示。其中图表示当感受野中心的神经元兴奋时会抑制其它神经元的兴奋而本文对图所描述的侧抑制方式进行了改进，考虑了神经元放电的先后顺序，采取如图所示的神经元侧向抑制方式，当感受野中心点的神经元比其它神经元早兴奋，就会对相应神经元产生抑制作用，反之中心点的神经元则会被抑制图为图中各神经元兴奋性示意图，横轴表示感受野内神经元的编号，纵轴表示神经元兴奋强度，条形柱越高表示对应的神经元兴奋性越强，越容易兴奋，那么其放电次序就越靠前，如果其兴奋性强度大于中心点那么就会对中心点的放电活动产生抑制作用。万方数据。
6、进文指导教师范影乐教授年月万方数据，万方数据杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。论文作者签名日期年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文学校可。
7、感受野窗口内点阵神经元的首次放电时间，给出次序编码思路，并结合神经元侧抑制的空间特性来提取图像的边缘信息。并以菌落图像处理为例，检测结果表明获得的边缘比较清晰并且较为完整，能够包含较多的边缘细节。而且可将边缘的强弱信息表现出来，因此具有更好的图像边缘检测效果。基于点阵神经元响应时空信息的边缘检测技术概述本文考虑到整体计算的效率，对神经元网络进行了简化，采取点阵的形式来对神经元进行排列，通过侧抑制特性来反映神经元之间的突触连接，同时结合点阵神经元响应的时空信息对图像边缘进行检测。首先利用视野内图像的多方向滤波结果，重构图像的边缘信息接着将重构结果作为点阵神经元的输入记录各个神经元首次发放动作电位的时间，形成时间矩阵然后构造感受野窗口在时间矩阵上滑动，根据各时间元素的时序计算改进后。
8、的方差，并赋值给窗口中心点，从而获得包含神经元响应时间和空间信息的方差矩阵之后将前述感受野窗口继续在方差矩阵上滑动，实现神经元在空间上的侧向抑制特性，获得边缘矩阵最后将边缘矩阵逆映射为结果图像。实验表明，本文方法不仅能够检测出图像边缘，而且能够有效反映出边缘的强弱关系。图像边缘检测算法本文采用滤波器先对图像进行预处理，之后引入神经元首次放电时间以及感受野内各神经元首次放电次序同时考虑到图像边缘的跳变特性，提出了与各神经元放电首次放电时刻相对应的方差矩阵并结合神经系统侧向抑制的生理特性得到最终的边缘图像。具体检测算法如下所述对于原始的图像通过滤波器进行预处理，获取角度为的个方向结果，记为。然后利用式重构图像的边缘信息，构造点阵神经元每个点阵神经元的模型如式万方数据杭州电子科技大学。
9、带宽。次序编码传统的观点认为，神经编码信息隐含在神经元放电序列中，分析过程实际上是种点处理操作。但由于神经元放电过程涉及离子通道的闭合以及恢复，因此其具有定的时间尺度，而这很难满足神经系统在视觉轮廓感知中的快速性需求。目前有研究表明在神经元群或网络中，各个神经元在接受激励后的首次放电先后次序，可能就已经能有效地对输入进行快速编码和处理，。因此本文尝试采取次序编码的方式，对感受野中神经元的响应进行处理，根据响应时刻的先后设置相应的权值，以此来表示先产生的响应对后续处理步骤产生较大的影响。在编码过程中，综合考虑到神经元模型的神经生理特性以及神经元模型的计算效率，本文选择神经元模型作为神经元群结构基础。该神经元模型的数学表达式如所示。侧向抑制在大脑皮层中，处于同区域的神经元具有相似的。
10、州电子科技大学硕士学位论文传统的侧向抑制方法改进后的侧向抑制方法图所描述的神经元兴奋性示意图图神经元侧向抑制示意图小结本章主要介绍了神经元模型及重要的神经编码特性。其中神经元模型主要介绍神经元模型，神经元模型以及神经元模型。神经元模型精确地描述了神经元的放电活动，但是由于数学计算的复杂性而难以大规模应用，神经元模型尽管丢失了许多神经元特性，但是简单的数学表达式赋予了神经元模型良好的计算性能，使其得到了广泛应用，神经元模型在两者之间进行了折中，使其既具有定的生物合理性又具有定的数学计算性。随后介绍了重要的神经编码特性，主要有视觉感受野，方向选择，次序编码，侧向抑制。视觉感受野是功能相同或相似的神经元集合，但受到刺激时会改变相应神经元的放电活动，方向选择是指神经元对于特定方向的输入。
11、菌落图为应用对象，解释视觉编码特性在边缘检测中的作用之后考虑突触机制以及颜色编码特性，充分发挥视觉编码机制对边缘检测的作用最后本文采用抑制性突触作为突触的数学模型以改善计算性能，同时引入选择注意机制的作用对边缘进行检测，经及信息熵指标评价，本文方法获得了优于传统边缘检测的结果。本文主要工作及研究成果如下提出了种基于点阵神经元响应时空信息的边缘检测方法。研究了视觉感受野方向选择次序编码等视觉编码机制对边缘检测的作用，给出了实现步骤，同时利用滤波器模拟视皮层的方向选择特性，通过构建的点阵神经元群实现了对图像边缘的检测。实验结果表明，本文方法对图像边缘进行了有效检测并能对边缘强弱进行表示。考虑到突触对于神经元群网络的信息处理具有重要作用，本文研究了突触的机制，同时由于原始图像的颜色特。
12、士学位论文所示。将步骤中的重构结果，输入到对应的点阵神经元，进行处理，其中每个神经元的输入刺激分别对应重构结果，。记录下每个点阵神经元，的首次放电时间，从而获得个时间矩阵，。构造个的感受野窗口与时间矩阵，的局部区域对应，对感受野窗口中对应的时间元素进行升序排序，记为。然后对该感受野窗口的时间元素计算改进后的方差，如式所示。−−是感受野窗口中各个时间元素的平均值。是包含了首次放电排序信息的改进方差，将其赋值给感受野窗口的中心点。将感受野窗口依次滑过时间矩阵对每个时间元素进行同样的处理就得到方差矩阵，。利用步骤构造的感受野窗口，使其与方差矩阵，的局部区域对应，在感受野窗口中根据式实现神经元的侧向抑制机制。，分别为感受野窗口中更新前后的−−中心元素分别为。
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