关键词:
格论
数学形态学
脉冲耦合神经网络
矢量排序
摘要:
图像信息处理是图像分析的关键步骤,是一种低层次的计算机视觉技术。图像信息处理通过分离目标,提取参数和测量参数将原始图像转化成更抽象的形式,便于图像的分析和理解。由于图像信息处理的重要性和困难性,虽然从20世纪70年代起就已经引起人们的高度重视,但是目前还没有找到一个通用的方法和评判图像信息处理结果的客观标准。
神经网络是图像信息处理的重要手段之一。早在80年代,就有人将神经网络应用于图像的恢复上。由于神经网络是基于生物视觉系统,所以具有传统图像处理技术所不具备的优势。而脉冲耦合神经网络又是其中的佼佼者。
本文的主要研究目的在于对脉冲耦合神经网络进行建模,并通过其在图像处理上的应用,对模型进行验证。
首先,简要的回顾一下脉冲耦合神经网络模型和现在图像处理技术的发展,分析脉冲耦合神经网络的脉冲机制和工作原理,指出了在神经元个数较小,连接情况较为简单的情况下,如何预测脉冲耦合神经网络的行为。
其次,将脉冲耦合神经网络引入在彩色图像分割上,利用它的出色特性,选择适当的彩色空间,去除彩色分量之间的相互联系,在彩色空间的各个分量上分别利用脉冲耦合神经网络进行图像分割,然后将分割的结果通过一定的方法融合,这样就得到一种新的彩色图像分割方法。试验得到了很好的效果。这是脉冲耦合神经网络首次应用于多维空间。
再其次,为了研究和建立脉冲耦合神经网络的数学模型,先简要的回顾了数学形态学与脉冲耦合神经网络之间的关系。在此基础之上,使用更加严密的数学工具——格论对脉冲耦合神经网络进行建模,并利用模型分析先前得到的PCNN处理彩色图像分割的方法和试验结果,指出其优点和不足。随后,利用格论中的矢量排序的方法,重新的设计脉冲耦合神经网络的计算方程和神经单元的选择条件,得到更优秀的PCNN彩色图像分割算法。试验的结果跟先前的预计完全符合,从而进一步的验证了模型的正确性。
最后,关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。