基于基函数超完备集的动物视觉图像重构研究

自然界数亿年的进化使得动物的视觉系统成为目前已知的功能最完备、机制最优秀的信息处理系统之一，其中动物视觉皮层V1区是视觉系统中信号高度集中和进行初级信息处理的区域。本项目拟首先基于自然环境的统计特性，采用视觉感知的相关方法，提取自然图像的基函数，构建基函数超完备集，从理论上保证任意一幅图像可以通过超完备集中基函数的组合实现重构；其次，通过神经生理试验获取V1区的响应信号；然后，深入研究V1区响应信号与基函数超完备集之间的关系，尝试建立V1区响应信号与自然图像基函数超完备集的映射；最后，尝试应用该映射，借鉴动物视觉图像重构机制衔接竞争响应和拓扑知觉等非线性组合机制，选择并组合相关的基函数集合实现动物视觉图像的重构。本项目对于更高效的图像编解码技术、新型的计算机视觉技术、快速目标和特征识别技术、探索大脑其它感官的信息处理机制、修复视力缺陷病人的视觉信息处理通路都具有非常重要的意义和作用。