基于多层神经元群放电信息的图像弱边缘检测方法

摘要

本发明涉及一种基于多层神经元群放电信息的图像弱边缘检测方法。本发明构建具有抑制突触互连的多层神经元群，将数字图像作为输入层神经元群的输入，以各神经元首次放电的时空信息来表征图像像素；利用视觉感受野及各神经元放电时序，以时间方差来描述图像的空间细节，并考虑侧向抑制，继而实现选择注意机制以获取图像信息的视觉注意数据；结合选择注意过程，采用Log-Gabor多方向滤波结果实现空间变分辨率机制，获得重构后的图像边缘信息，并利用输出层神经元群对边缘信息进行增强。本发明考虑了神经元群的突触互连特性；引入多方向滤波机制反映皮质对视觉信息的简单过程；利用多层神经元群实现图像弱边缘的有效检测。

主权项

基于多层神经元群放电信息的图像弱边缘检测方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤(1) 将原始数字图像输入到输入层神经元群中，记录各神经元的首次放电时间，并经抑制性突触作用后获得时间矩阵；步骤(2) 构造感受野窗口滑过该时间矩阵，先对该感受野窗口中的时间元素进行排序，根据排序结果进行加权，计算窗口内时间元素的改进方差，并将其赋值给感受野窗口的中心元素，依次对时间矩阵中的每个元素进行相同的处理，继而得到方差矩阵；步骤(3) 将步骤(2)中构造的感受野窗口滑过上述方差矩阵，对感受野窗口中的方差元素进行侧向抑制处理，同样对方差矩阵中的每个元素依次进行相同的处理，继而得到注意矩阵；步骤(4) 对得到的注意矩阵进行映射；步骤(5) 将原始数字图像视为一矩阵，将其与映射后的注意矩阵相加，并再次对相加后的矩阵数据进行灰度映射；步骤(6) 对上述灰度映射后的矩阵数据进行多方向Log‑Gabor滤波器处理，然后根据滤波结果，重构图像信息；步骤(7) 将步骤(6)中的重构结果输入到输出层神经元群，记录各神经元的首次放电时间，并经抑制性突触作用后获得新的时间矩阵；步骤(8) 构造感受野窗口滑过上述新的时间矩阵，对感受野窗口中的神经元进行侧向抑制处理，依次对时间矩阵中的每个元素进行相同的处理，然后得到边缘矩阵；步骤(9) 对上述的边缘矩阵进行灰度映射，映射到0～255的范围，最终就得到了包含图像弱边缘信息的结果矩阵。