生物側抑制機制及應用研究.pdf

1、側抑制是神經(jīng)系統(tǒng)信息處理的基本原則之一。從鱟這樣原始的節(jié)肢動物到人，從外圍神經(jīng)系統(tǒng)直至中樞的各級水平，從觸覺到視覺的各種感覺系統(tǒng)中都存在側抑制作用。側抑制在圖像處理、模式識別、人工智能、成像制導等領域都具有廣闊的應用前景。本文對側抑制機制的前沿神經(jīng)科學理論進行探索，并著重對側抑制機制的應用進行深入研究。 首先，在圖像處理方面，將常見的數(shù)字式非循環(huán)側抑制網(wǎng)絡、雙峰高斯分布的非循環(huán)側抑制網(wǎng)絡應用于圖像增強，處理后的圖像“勾邊”效果明

2、顯；引入可能性度量因子，對基于分流型抑制機制的邊緣檢測算法進行改進，邊緣提取效果明顯優(yōu)于常規(guī)算法；此外，將側抑制機制與脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡進行結合，提出了一種基于側抑制機制的脈沖耦合神經(jīng)網(wǎng)絡的圖像分割方法，所分割圖像具有很好的連通性。 隨后，研究了一種新的基于時空信息的運動目標檢測方法。該方法引入了演算側抑制(Algorithmic Lateral Inhibition，簡稱ALI)模型和多通道的概念，將視頻圖像分別在各通道上進行時

3、域ALI、時空域ALI運算獲取運動信息，并用時空域ALI消除噪聲。仿真實驗表明，該方法在復雜背景下可以精確獲取運動目標的輪廓。 接著，建立一種基于皮層柱側抑制機制的神經(jīng)網(wǎng)絡群，模擬大腦皮層柱的脈沖發(fā)放現(xiàn)象，并利用該神經(jīng)網(wǎng)絡群進行位置跟蹤。先后采用Stein神經(jīng)元和改進的Hodgkin-Huxley神經(jīng)元構建神經(jīng)網(wǎng)絡群，分別將皮層柱內及皮層柱間的側抑制機制應用于神經(jīng)網(wǎng)絡群編碼、解碼，實現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡群的負相關點火。皮層柱側抑制機制的應