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基于注意机制的视知觉组织模型 邹琪 罗四维 （北京交通大学计算机与信息技术学院北京 100044 ） ( zq089@ ) 摘要: 依据格式塔心理学和生物视觉的研究成果，提出一种基于注意机制的感知模型，以模拟从特征提取、知觉分割到显著 区域检测、焦点转移的视知觉组织过程。视觉初级阶段不仅提取局部特征，还包括反映知觉组织规律的拓扑特征，比传统的 特征提取更有利于感兴趣目标的凸显。中级阶段，以这些感知特征为测度将图像分割成独立目标。注意机制按照知觉分割中 提供的显著性尺度和焦点转移原则依次检测各目标，形成的基于目标的扫视序列比基于空间区域的扫视序列更符合人的感知。 对自然图像的实验结果证明了该模型的高效性、鲁棒性和生物学上的合理性。 关键词：格式塔规律；知觉分割；注意机制；显著区检测 中图法分类号：TP391.41 Attention-based Vision Perception Organization Model ZOU Qi LUO Si-Wei (School of Computer and Information Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing, 100044) Abstract: Inspired by Gestalt psychology and biology vision, an attention-based perception model is proposed in order to simulate the process from feature extraction and perceptual segregation to salient region detection and focus shift. In low level, besides local features, topological features reflecting perceptual principles are extracted so that objects of interest are more inclined to pop out. Images are segmented into individual objects in middle level. Salience measures reflected in segmentation together with focus shift rules provide cues for attention to visit objects in turn. Object-based saccade sequence in this way is closer to human perception than space-based one. Experiment on natural images shows the model is efficient, robust against noise and plausible in biology vision. Key words: Gestalt principle; perceptual segregation; attention; salient region detection 1 引 言 位的检测范围和点到点的焦点转移方式，这与生物 视觉能够以目标为单位进行检测和扫视不相符合。 视知觉组织是涉及多个信息加工阶段和多种机 本文中，我们受生物视觉机制和认知心理学的 制协作的复杂过程。其中，知觉分割是复杂自然场 启发，提出一种基于注意机制的视知觉组织模型。 景中的目标检测和识别的预处理步骤，也是计算机 在知觉分割方面，该模型不仅利用了边缘和区域特 视觉的经典难题之一[1] 。传统的分割算法大多属于 征，还定义了封闭性、平行性等拓扑特征