电子视网膜的数学建模及其刺激脉冲合成方案的研究

摘要

视觉是一个古老的研究课题，随着现代信息技术和微电子技术的发展，其研究又注入了新的内容，如电子视网膜，尤其它的模型和理论的研究已经成为热点之一。 在电子视网膜的研究中存在以下几个主要问题：要求以一种并行且正确的空间顺序来刺激大量的感觉神经元，从而将感光细胞所接受的光信号转换为大脑皮层能够进行处理的刺激脉冲电信号，使得目标物体被精确编码；确定电极刺激神经元细胞的电参数并且设计具有反馈环节的电子电路来适应环境的强亮度和对比度变化；把分散的画面融合成一个整体等等。本文将着力于解决电子视网膜的数学建模及其刺激脉冲的合成问题，以期为后续工作奠定基础。 前人关于人类视觉的研究表明，人眼对于视觉信号在不同的尺度上有多个频率离散的通道，各个通道对信号的不同频率成分有不同的敏感度，视觉信息是这些通道信号的合成。小波具有多分辨分析和尺度可变的特性，可在不同的尺度和分辨力下对信号进行处理，与人类的视觉成像系统具有很大的相似之处。本文介绍了相关的人眼生理特性，分析了人眼信息提取的特征以及小波变换理论，提出了一种基于小波变换的电子视网膜数学模型；并且在此基础上，给出了一种电子视网膜刺激脉冲合成的实现方案。由该方案可以得出：由于在视网膜的编码机制中存在着分时复用和时间编码，人眼能够轻松的完成视觉信息的接收和转换功能；电子视网膜中电极刺激的发放频率应该在30Hz左右，从而为其硬件模拟和仿真的实现提供了数据。

目录

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第一章绪论

第二章视觉的神经生理学基础

第三章视觉系统的基本概念和模型

第四章小波分析理论基础

第五章电子视网膜的数学建模及其刺激脉冲合成方案

第六章电子视网膜的总结与展望

参考文献

文献综述电子视网膜的研究现状及进展

攻读学位期间发表文章情况

致谢