基于視覺生理機(jī)制的顏色恒常性模型及其在圖像處理中的應(yīng)用.pdf

1、顏色恒常性是人視覺系統(tǒng)在光源變化的情況下對(duì)場(chǎng)景的真實(shí)顏色保持相對(duì)恒定感知的能力，它屬于視覺系統(tǒng)知覺感知的范疇。在真實(shí)自然場(chǎng)景中，環(huán)境光源的光譜構(gòu)成隨著時(shí)間的變化而變化。而反射入眼睛的光線主要由兩部分構(gòu)成，一部分是場(chǎng)景的物理屬性，另外一部分是光源。因而當(dāng)光源變化的時(shí)候，進(jìn)入眼睛的光線成份也會(huì)發(fā)生變化，所以視覺系統(tǒng)的顏色恒常能力就是抵制這種由光源改變所引起的變化，與此同時(shí)保持對(duì)場(chǎng)景物理屬性的真實(shí)感知，比如表面顏色。本文在神經(jīng)電生理學(xué)，心理物

2、理學(xué)，以及傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)視覺研究顏色恒常性的基礎(chǔ)上，提出了兩個(gè)基于人類視覺系統(tǒng)機(jī)制的顏色恒常性模型：
　?。?）視網(wǎng)膜作為視覺信息處理的門戶，直接承擔(dān)了大量的視覺信息處理任務(wù)。由水平細(xì)胞，雙極細(xì)胞，無長(zhǎng)突細(xì)胞以及神經(jīng)節(jié)細(xì)胞等視網(wǎng)膜神經(jīng)元構(gòu)成了視網(wǎng)膜信息處理的主要生理基礎(chǔ)，特別是雙極細(xì)胞和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的中心外周感受野結(jié)構(gòu)，是視網(wǎng)膜處理視覺信息的主要特點(diǎn)。本文假設(shè)顏色恒常性在視網(wǎng)膜信息處理階段就得到了實(shí)現(xiàn)，基于視網(wǎng)膜上各種神經(jīng)元處理信息的

3、機(jī)制建立起數(shù)學(xué)模型。在幾個(gè)大型的專用于計(jì)算性顏色恒常研究的圖像數(shù)據(jù)庫上的實(shí)驗(yàn)證明，本文提出的模型所具備的性能比大多數(shù)顏色恒常性模型更好，且很好的符合視覺系統(tǒng)的生理機(jī)制，也為視覺系統(tǒng)中顏色恒常性的實(shí)現(xiàn)機(jī)制給出了一種新的解釋。
　?。?）V1區(qū)中雙拮抗神經(jīng)元的感受野同時(shí)具備中心和外周的空間拮抗和顏色拮抗的雙重特性，大量的電生理實(shí)驗(yàn)研究認(rèn)為雙拮抗神經(jīng)元是視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)顏色恒常感知的生理基礎(chǔ)。本文模擬雙拮抗神經(jīng)元的感受野機(jī)制并將其運(yùn)用于計(jì)算