模擬視皮層神經(jīng)元側(cè)連接的運(yùn)動(dòng)檢測(cè).pdf

1、視頻運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)是視頻信息處理與分析的基礎(chǔ)，被廣泛應(yīng)用于智能視頻監(jiān)控、高級(jí)人機(jī)交互等領(lǐng)域。然而，由于視頻圖像場(chǎng)景的復(fù)雜性，如照明條件的變化和環(huán)境的變化，以及場(chǎng)景中對(duì)象的復(fù)雜性，如不同對(duì)比度的對(duì)象、剛性與非剛性運(yùn)動(dòng)的對(duì)象等，使得傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)方法失去其實(shí)際應(yīng)用的魯棒性，如幀差法、光流法、背景減除法等，給視頻運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)造成了很大困難。因此，視頻運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)仍然是一個(gè)經(jīng)典的研究課題。近年來，隨著對(duì)視覺系統(tǒng)信息加工的神經(jīng)機(jī)制研究的不斷深入，模

2、擬視覺系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)方法不斷涌現(xiàn)。但這些方法主要集中在模擬視皮層獨(dú)立神經(jīng)元的屬性，而忽視了視覺皮層整個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中神經(jīng)元之間存在相互影響，其檢測(cè)結(jié)果不能滿足實(shí)際應(yīng)用要求。大量的神經(jīng)生理學(xué)研究結(jié)果表明生物視覺中，視皮層神經(jīng)元之間是相互連接的，這種連接使得神經(jīng)元對(duì)外界刺激的響應(yīng)存在著相互影響。為此，本文通過模擬生物視覺系統(tǒng)的信息加工機(jī)制以及視皮層神經(jīng)元之間的連接方式，提出了自適應(yīng)側(cè)連接的視頻對(duì)象運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)方法，其創(chuàng)新之處主要表現(xiàn)在以下幾

3、個(gè)方面。
　　提出了視皮層神經(jīng)元發(fā)放脈沖的自動(dòng)閾值方法。基于脈沖神經(jīng)元IF（Integrate and Fire）模型，當(dāng)神經(jīng)元受到外界刺激，其膜電位達(dá)到一定的閾值時(shí)，神經(jīng)元將發(fā)放脈沖。但由于視覺場(chǎng)景整體的刺激強(qiáng)度，以及刺激強(qiáng)度持續(xù)的時(shí)間的不同，神經(jīng)元發(fā)放脈沖的閾值將隨之變化。為此，本文根據(jù)視皮層神經(jīng)元對(duì)整個(gè)視場(chǎng)中感知的視覺信息，利用C-均值模糊聚類的方法獲取脈沖神經(jīng)元產(chǎn)生脈沖的閾值，從而滿足實(shí)際應(yīng)用要求，符合視覺神經(jīng)元生理學(xué)機(jī)制

4、。
　　提出了依賴視覺感知信息強(qiáng)度的自適應(yīng)側(cè)連接的方法。由于神經(jīng)元之間的側(cè)連接，使得神經(jīng)元之間出現(xiàn)了中心環(huán)繞抑制和環(huán)繞易化的相互作用。然而，生物視覺系統(tǒng)的研究表明，相互作用的范圍依賴于感知信息的強(qiáng)度。為此給出了相互作用方法的計(jì)算方法，當(dāng)感知信息強(qiáng)時(shí)，其相互作用的范圍小，相反，感知信息弱，其相互作用大。
　　提出了自適應(yīng)的視頻運(yùn)動(dòng)信息檢測(cè)方法。根據(jù)神經(jīng)元之間的中心環(huán)繞抑制和環(huán)繞易化的最強(qiáng)相互作用分別出現(xiàn)在正交方向和同向方向，給