《基於生物視覺機理的顏色恆常性算法研究》是依託電子科技大學,由李永傑擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於生物視覺機理的顏色恆常性算法研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李永傑
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
顏色恆常性是人類視覺系統實現顏色感知的重要功能之一，也是機器視覺領域裡的重要研究內容之一。借鑑生物視覺顏色恆常性機理研究具有魯棒性的顏色校正方法已成為研究熱點。本項目在我們前期研究工作的基礎上，充分吸收國際上在視覺機理實驗研究方面的長期積累和最新進展，從視網膜、側膝體、初級視皮層三個層次系統性地模擬顏色及亮度信息處理的生理機制，構建一個能夠在相當程度上反映生物大腦顏色感知機理的顏色恆常性模型。使得所建立的模型具有如下特點： 1、對顏色信息處理的各個階段所採用的機制符合視覺神經生理機制的基本實驗結論；2、能夠解釋某些視覺心理物理實驗現象；3、有通用性，能夠處理在各種複雜光照條件下得到的色偏圖像。本項目的研究成果將為顏色校正這一計算機視覺中的基本問題提供有效解決方案，為基於顏色的計算機視覺任務（如目標識別）提供最為直接的支持，進而為推進計算機視覺系統的生物智慧型化做出貢獻。
結題摘要
顏色恆常是人類視覺獲得場景恆定感知的重要基礎，也是機器視覺獲得真實場景顏色的重要保障。本項目圍繞顏色恆常機理模擬和套用開展了一系列研究。系統地提出了複雜場景顏色恆常的生物視覺機理、計算模式和方法。主要創新點有：（1）基於視網膜機理，提出了水平細胞對視錐調製作用的可能計算模式，建立了一種效果良好的彩色圖像顏色恆常模型；（2）進一步模擬視網膜的多層次信息加工過程，建立了顏色恆常的視網膜神經網路模型；（3）採用一種獨特的方式模擬了視覺系統的視網膜-LGN-V1層次的顏色雙拮抗機制，提出了生物視覺顏色恆常的新思路，即場景光源顏色可以由V1區具有同心圓結構感受野的顏色雙拮抗神經元進行編碼；（4）首次提出了在建立顏色恆常性模型的時候同時考慮相機的顏色回響函式和場景光源顏色的影響；（5）提出了一種基於視覺明暗適應能力和視網膜神經元感受野特性的多光源顏色恆常算法；（6）提出了一種利用場景局部區域的灰度點估計局部場景光源，進而實現多光源不均勻色偏場景的顏色恆常方法。此外，為了今後能夠最終實現基於場景分析的複雜條件顏色恆常，本項目提出了一種基於V1區非經典感受野機理，綜合利用亮度、對比度、朝向等視覺特徵的灰度圖像輪廓檢測模型，以及模擬V1區朝向選擇性雙拮抗顏色敏感神經元特性建立了彩色圖像輪廓檢測模型。進一步地，我們借鑑生物視覺選擇注意中的引導搜尋理論，建立了基於Bayes理論的“Bottom-up + Top-down”選擇性注意計算框架，高效地實現了複雜場景中顯著目標或顯著區域的檢測。這些研究為今後實現基於區域或物體的複雜光源下複雜環境圖像的顏色矯正奠定了基礎。本項目共發表或錄用論文15篇，其中SCI論文11篇（其中包括IEEE T-PAMI在內的IEEE Transactions論文6篇），EI論文4篇（含CVPR和ECCV論文各1篇）；獲得了中國發明專利授權6項，新申請發明專利4項。
