[發明專利]一種基于視通路多層級抑制區協同作用的輪廓檢測方法

有效

• 申請號: 201810575947.3
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN109087321B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 范影樂;蔣涯;張明琦
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06N3/06
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

1.一種基于視通路多層級抑制區協同作用的輪廓檢測方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

步驟 (1) 首先構建與像素點一一對應的外膝體神經元陣列；然后模擬外膝體神經元的方向選擇機制，設定待檢測的k個離散方向，針對每個像素點I(x,y)所對應的外膝體神經元，計算每個方向響應強度，以及該方向響應強度與所有方向響應強度總和的占比；若占比的最大值超過閾值，則記錄此最大值所對應的方向，視為最優響應方向ID₁(x,y)；若所有占比均未達到閾值，則同時記錄占比的前兩大數值所對應的方向，即最優響應方向和次優響應方向，分別記為ID₁(x,y)和ID₂(x,y)；最后將方向響應的極大值作為該外膝體神經元的響應；

步驟 (2) 計算外膝體-初級視皮層抑制區的協同作用參數w_LGN(x,y)；

首先利用高斯函數獲得外膝體神經元經典感受野的視覺輸入，利用雙高斯差函數獲得外膝體神經元抑制區的視覺輸入，并分別基于距離因素對兩個視覺輸入進行量化處理；然后將經量化處理后的兩個視覺輸入的差異作為外膝體神經元抑制區的有效響應，并對有效響應進行動態半波整流；最后對動態半波整流后的有效響應進行冪指數歸一化；將冪指數歸一化結果設置為調節初級視皮層神經元抑制區響應的協同作用參數w_LGN(x,y)；

步驟 (3) 構建與外膝體神經元陣列同尺寸的初級視皮層神經元陣列，確定初級視皮層每個神經元的視覺輸入U(x,y)；

首先構建一個局部窗口作為初級視皮層某個神經元的感受野，然后計算感受野內所有外膝體神經元與初級視皮層該神經元的突觸連接權值，最后融合窗口內所有外膝體神經元的響應，得到初級視皮層該神經元的視覺輸入U(x,y)；

步驟 (4) 實現初級視皮層神經元的方向精細化檢測機制；

若步驟(1)中外膝體僅記錄了ID₁(x,y)，則基于固定的離散角度間隔在最優響應方向左右對稱各設定q個離散方向；若外膝體同時記錄了ID₁(x,y)和ID₂(x,y)，則在最優和次優響應方向之間共設定p個離散方向；針對2q個或p個離散方向，分別檢測初級視皮層神經元在視覺輸入U(x,y)時的方向響應；將方向響應最大值作為初級視皮層檢測的精準輪廓響應E_V1(x,y)；

步驟 (5) 首先計算融合空間尺度因素的初級視皮層抑制區響應Inh(x,y)；然后利用步驟(2)獲取的協同作用參數w_LGN(x,y)對Inh(x,y)進行調節，最后將調節結果用于抑制精準輪廓響應E_V1(x,y)，并將抑制后的響應作為最終的輪廓響應E(x,y)。