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仿真假体视觉下基于不规则光幻视阵列的物体识别研究

作　者: 史静茹
导　师: 柴新禹
学　校: 上海交通大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 视觉假体 仿真假体视觉 心理物理学 像素化图像 物体识别
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


视觉假体作为一种新兴的神经假体,可以通过电刺激视网膜、视神经或者初级视皮层而诱发不同大小、光亮度和形状的光幻视,并依靠光幻视点的组织而构成丰富复杂模式的“假体视觉”来修复视觉感受,但对光幻视点组成的视觉信息的理解则依赖假体植入者的心理感受与认知。其可行性已被欧美科学家所证实。如何使用有限数量刺激点所形成的低分辨率的视觉信息来呈现可理解的视觉感受就成为假体设计者和心理物理学家们关注的重点,利用心理物理学方法对视觉假体在日常生活中的最小需求研究是非常有必要的。本课题通过心理物理学实验方法,基于仿真假体视觉研究了光幻视阵列的各项参数及两种图像处理策略对物体识别的影响。本课题主要包括三个方面:基于仿真假体视觉的实验平台的设计;基于仿真假体视觉的像素化图像实验材料的选择与处理;基于仿真假体视觉的像素化物体识别实验设计及结果分析。基于像素化物体识别实验结果表明:分辨率、扭曲度、缺失率对物体识别有显著影响,随着扭曲程度和缺失率的增大,物体识别率降幅明显;灰度级由2升为4时物体识别率有显著提高,灰度级4,6, 8下的物体识别率无显著性差异。对比度对物体识别无显著影响。两种图像处理方法在光幻视阵列不规则程度加大(扭曲程度为0.6以上和缺失率达50%以上)时显示出显著性差异。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-21
  1.1 视觉修复背景  8-10
  1.2 视觉假体  10-13
    1.2.1 视皮层视觉假体  11
    1.2.2 视神经视觉假体  11-12
    1.2.3 视网膜视觉假体  12-13
  1.3 视觉假体的仿真研究  13-18
    1.3.1 心理物理学研究方法和意义  13-15
    1.3.2 仿真假体视觉的心理物理学研究现状  15-17
    1.3.3 视觉假体图像处理的研究现状  17-18
  1.4 本文的研究意义和内容  18-20
  1.5 本章小结  20-21
第二章 仿真实验平台设计  21-33
  2.1 仿真假体视觉设计基础  21-22
  2.2 应用于视觉假体的图像处理方法  22-30
    2.2.1 实验素材库  23-24
    2.2.2 使用的图像处理算法  24-28
    2.2.3 图像复杂度分类  28-30
  2.3 实验装置  30-32
  2.4 本章小结  32-33
第三章 基于仿真光幻视的物体识别研究实验  33-45
  3.1 实验方法  33-34
    3.1.1 受试者  33
    3.1.2 实验装置  33
    3.1.3 实验步骤  33-34
  3.2 实验一：分辨率的影响  34-36
    3.2.1 实验目的和方法  34-35
    3.2.2 实验结果  35-36
  3.3 实验二：扭曲度的影响  36-38
    3.3.1 实验目的和方法  36-37
    3.3.2 实验结果  37-38
  3.4 实验三：缺失率的影响  38-40
    3.4.1 实验目的和方法  38-39
    3.4.2 实验结果  39-40
  3.5 实验四：灰度级的影响  40-42
    3.5.1 实验目的和方法  40-41
    3.5.2 实验结果  41-42
  3.6 实验五：亮度的影响  42-44
    3.6.1 实验目的和方法  42-43
    3.6.2 实验结果  43-44
  3.7 本章小结  44-45
第四章 讨论  45-51
  4.1 分辨率的影响  45
  4.2 扭曲度的影响  45-46
  4.3 缺失率的影响  46-47
  4.4 灰度级的影响  47
  4.5 亮度的影响  47
  4.6 图像处理方法的影响  47-48
  4.7 图像复杂度及物体特征  48-49
  4.8 实验的局限性  49-50
  4.9 本章小结  50-51
第五章 总结与展望  51-53
  5.1 总结  51-52
    5.1.1 构建基于仿真假体视觉的心理物理学实验平台  51
    5.1.2 基于仿真光幻视的物体识别研究实验  51-52
  5.2 展望  52-53
参考文献  53-58
附录  58-60
致谢  60-61
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  61-63

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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