视觉感知的目标识别算法-哈尔滨工业大学学报.pdfVIP

第４５卷　第１期 哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报 Ｖｏｌ４５ Ｎｏ１ 　 　 ２０１３年１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊａｎ．２０１３ 　　　　　　 视觉感知的目标识别算法 １ ２ ２ 高庆一 ，逯　鹏 ，袁道任 （１．北京航空航天大学 计算机学院，１００１９１北京；２．郑州大学 电气工程学院，４５０００１郑州） 摘　要：针对图像的目标识别问题，采用视觉感知的方法，模拟感受野的分层信息处理机制，并引入神经元间的侧抑制 机制，对神经元响应进行筛选，通过检测视觉基本特征的方式识别图像中的目标．算法首先在简单细胞的感受野中对图 像进行预处理；其次，在复杂细胞的感受野中，将简单细胞的感受野刺激进一步拓扑特征提取，得到感受野刺激响应；最 后，通过侧抑制机制对响应神经元筛选，找出对刺激响应较强烈的神经元，将其输出作为目标识别的参数标准．实验结果 表明，基于视觉感知的算法可以用少量样本解决大量图像中的目标识别问题，识别率高于边缘检测和图像分割方法，算 法的目标识别率达到９５５６％． 关键词：感受野；视觉感知；侧抑制；目标识别 中图分类号：ＴＰ２ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７－６２３４（２０１３）０１－０１０１－０５ Ｔａｒｇｅｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｖｉｓｕａｌｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎ １ ２ ２ ＧＡＯＱｉｎｇｙｉ，ＬＵＰｅｎｇ，ＹＵＡＮＤａｏｒｅｎ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，１００１９１Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，４５０００１Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔａｒｇｅｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｉｎｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｎｏｖｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｖｉｓｕａｌ ｐｅｒｃｅｐｔｉｏｎｗｉｔｈｂｅｔｔｅｒｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｔａｒｇｅｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅ ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｒｅｃｅｐｔｉｖｅｆｉｅｌｄｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄｔｈｅｌａｔｅｒａｌｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｗｈｉｃｈｗａｓｕｓｅｄｔｏｆｉｌｔｅｒｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｎｅｕｒｏｎｓｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｉｎｒｅｃｅｐｔｉｖｅｆｉｅｌｄｏｆｓｉｍｐｌｅ ｃｅｌｌｓ，ｔｈｅｉｍａｇｅｓａｒｅｉｎｉｔｉａｌｌｙｐｒｏｃｅｓｓｅｄ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｉｎｒｅｃｅｐｔｉｖｅｆｉｅｌｄｏｆｃｏｍｐｌｅｘｃｅｌｌｓ，ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｒｅｃｅｐｔｉｖｅ ｆｉｅｌｄｆｒｏｍｆｏｒｍｅｒｌａｙｅｒｉｓｆｕｒｔｈｅｒｆｅａｔｕｒｅｅｘｔｒａｃｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｎａｎｅｗｒｅｃｅｐｔｉｖｅｆｉｅｌｄｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ａｎｄｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｎｅｕｒｏｎｓｗｈｉｃｈａｒｅｓｔｒｏｎｇｌｙｒｅｓｐｏｎｄｅｄｔｏｔｈｅｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎａｒｅｆｏｕｎｄｏｕｔｂｙｌａｔｅｒａｌｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ａｎｄ ｔｈｅｉｒｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｔｃｏｎｔｅｎｔｃａｎｂｅｏｕｔｐｕｔａｓｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｏｆａｅｒｉａｌｔａｒｇｅｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｒａｔｅｏｆ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓ９５５６％．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ