抑制性整合野细胞的对比度响应函数研究

采用细胞外记录的方法,在单独刺激经典感受野(classical receptive field,CRF)或同时刺激CRF和感受野外区域(extra-receptive field,ERF)的情况下,测量了猫初级视觉皮层细胞的对比度响应函数。当刺激所用的中心和外周运动光栅的参数一致时,与仅刺激CRF相比,强的ERF抑制使对比度响应函数动态区增加,响应增益和对比度增益降低。当中心和外周光栅的方位相差90度时,与方位参数一致的情况相比,大部分细胞的ERF抑制减弱,对比度响应函数的动态区减小,对比度增益和响应增益增加;少数细胞的ERF对CRF的作用从抑制变为易化,其对比度响应函数的动态区与只刺激CRF相比还要小,而对比度增益和响应增益还要大。揭示了初级视觉皮层细胞的抑制型整合野在CRF和ERF图像的方位及对比度差异检测中的作用机制。     

神经节细胞群体同步放电模式编码的感受野特性

应用多电极同步记录技术,对牛蛙视网膜神经节细胞在伪随机棋盘格刺激下的放电活动进行胞外记录。依据记录到的神经节细胞放电情况,利用一种数据压缩算法,通过最大化压缩放电序列的信息熵,对多个神经节细胞进行群体划分,得到同步放电神经节细胞群体。利用基于动作电位的刺激平均法(spike triggered average,STA),分别计算出每个同步放电神经节细胞群体内单个神经节细胞放电活动所编码的感受野(单细胞感受野),以及群体内所有神经节细胞同步放电活动所编码的感受野(群体感受野)。计算结果显示,对于所有神经节细胞群体,约80%神经节细胞群体的群体感受野面积小于群体内所有单细胞感受野面积的平均值,约60%神经节细胞群体的群体感受野面积小于群体内任意单细胞感受野面积。在棋盘格刺激下,神经节细胞放电活动会发生对比度适应。进一步以群体感受野面积小于群体内任意单细胞感受野面积的神经节细胞群体为研究对象,考察群体感受野在对比度适应过程中的动态变化,结果显示,85%神经节细胞群体的群体感受野面积在适应后期变小。     

用显示器测量办公亮度环境下的人眼对比度敏感视觉特性

对比度敏感是描述人眼视觉系统空间特性的主要指标之一,对比度敏感函数是反映不同条件下的对比度敏感与空间频率之间的关系。人眼对比度敏感数据的测量受到环境亮度较大的影响,为了研究常用办公环境条件下的人眼对比度敏感情况,对6位青年在环境亮度分别为153,312,470 cd/m2和暗室条件下,在距离为2米处观测11种空间频率的矩形光栅进行测量,光栅用显示器进行显示,其平均亮度分别为60和90 cd/m2。实验结果表明,对于相同频率的光栅,人眼对比度敏感程度随着环境亮度的增加而减小,而且人眼在暗室环境下比在办公环境条件下对亮度光栅更敏感;但是在观测平均亮度为60cd/m2的光栅时,人眼特殊地对在环境亮度为312 cd/m2的条件下更敏感。     

对比度检测学习提高猫的视觉对比敏感度

对人的心理学研究结果显示,对比度检测学习可提高学习者对视觉刺激的对比敏感度,但其潜在的神经机制尚不清楚。该研究用二选一（two-alternative forced choice）方法训练3只猫（Felis catus）通过单眼进行对比度检测学习,发现每只猫对视觉刺激的对比敏感度随着训练而显著提高。该学习效果虽然对训练眼有明显的特异性,但部分学习效果可以传递给非训练眼,提示对比度检测学习可能会引起双眼信息汇聚前后的视觉中枢的神经可塑性。另外,猫视觉对比敏感度的提高主要发生在训练刺激的空间频率附近,表明对比度检测学习具有一定的空间频率选择性。该研究结果显示,猫对视觉刺激的对比度检测学习表现出与人类相似的特性,因此可以作为模式动物来研究人类学习诱导的视觉对比敏感度升高的神经机制。     

用显示器测量办公亮度环境下的人眼对比度敏感视觉特性

对比度敏感是描述人眼视觉系统空间特性的主要指标之一,对比度敏感函数是反映不同条件下的对比度敏感与空间频率之间的关系。人眼对比度敏感数据的测量受到环境亮度较大的影响,为了研究常用办公环境条件下的人眼对比度敏感情况,对6位青年在环境亮度分别为153,312,470 cd/m2和暗室条件下,在距离为2米处观测11种空间频率的矩形光栅进行测量,光栅用显示器进行显示,其平均亮度分别为60和90 cd/m2。实验结果表明,对于相同频率的光栅,人眼对比度敏感程度随着环境亮度的增加而减小,而且人眼在暗室环境下比在办公环境条件下对亮度光栅更敏感;但是在观测平均亮度为60cd/m2的光栅时,人眼特殊地对在环境亮度为312 cd/m2的条件下更敏感。     

显微摄像条件对细胞形态测试结果的影响

目的:研究显微摄像条件对细胞形态测试结果的影响情况。方法:以苏木精-伊红(HE)染色的胃壁细胞为研究对象,分别在不同光亮度、对比度、饱和度和锐度的成像条件下进行显微摄像,采用图像分析软件(Image-Pro Plus 6.0)测试胃壁细胞的色度学和几何形态学参数,并对测试结果进行分析比较。结果:不同光亮度、对比度、饱和度组的胃壁细胞红、绿、蓝三基色差异均有统计学意义(P<0.05),其中红、绿、蓝基色值在高光亮度和高对比度组最高,同时红基色值在高饱和组最高,而绿、蓝基色值在高饱和组最低(P<0.05);不同锐度的胃壁细胞红、绿、蓝三基色差异没有统计学意义(P>0.05)。不同光亮度、对比度、饱和度和锐度的胃壁细胞的面积、周长、平均直径差异均没有统计学意义(P>0.05)。结论:光亮度、对比度和饱和度对细胞色度学参数影响明显,而对几何形态学参数无明显影响。     

基于MATLAB的乳腺钼靶图像直方图增强方法的比较

目的比较不同直方图增强方法对改善乳腺铝靶图像质量的效果。方法基于MATLAB编程,分别采用直方图均衡化（HE）、直方图规定化（HS）和对比度受限自适应直方图均衡化（CLAHE）对乳腺钼靶图像进行增强处理;利用峰值信噪比（PSNR）客观评价图像的噪声水平。结果HE对图像对比度的增强效果一般,图像细节反而有所下降;HS可选择匹配直方图函数的类型,从而选择性增强所需灰度范围,但图像噪声水平在三种方法中最高;CLAHE能很好地增强图像各部分的对比度,且图像噪声水平最低。结论应用直方图增强方法处理乳腺钼靶图像,在图像噪声水平和灰度增强上,CLAHE明显优于HE和HS。     

基于人工神经网络的叶脉信息提取——植物活体机器识别研究Ⅰ

叶片的识别是识别植物的重要组成部分,特别在野外识别植物活体尤其重要。叶脉的脉序是植物的内在特征,包含有重要的遗传信息。但由于叶脉本身的多样性,利用单一特征的图像处理方法难以有效地提取叶脉。为了充分利用图像的信息,本文提出了一种基于人工神经网络的叶脉提取方法。该方法利用边缘梯度、局部对比度和邻域统计特征等10个参数来描述像素的邻域特征,并将其作为神经网络的输入层。实验结果表明,与传统方法相比,经过训练的神经网络能够更准确地提取叶脉图像,为进一步的叶片识别打下了良好的基础。     

综述: 初级视皮层的亮度信息加工

亮度(luminance)是最基本的视觉信息.与其他视觉特征相比,由于视神经元对亮度刺激的反应较弱,并且许多神经元对均匀亮度无反应,对亮度信息编码的神经机制知之甚少.初级视皮层部分神经元对亮度的反应要慢于对比度反应,被认为是由边界对比度诱导的亮度知觉(brightness)的神经基础.我们的研究表明,初级视皮层许多神经元的亮度反应要快于对比度反应,并且这些神经元偏好低的空间频率、高的时间频率和高的运动速度,提示皮层下具有低空间频率和高运动速度通路的信息输入对产生初级视皮层神经元的亮度反应有贡献.已经知道初级视皮层神经元对空间频率反应的时间过程是从低空间频率到高空间频率,我们发现的早期亮度反应是对极低空间频率的反应,与这一时间过程是一致的,是这一从粗到细的视觉信息加工过程的第一步,揭示了处理最早的粗的视觉信息的神经基础.另外,初级视皮层含有偏好亮度下降和高运动速度的神经元,这群神经元的活动有助于在光照差的环境中检测高速运动的低亮度物体.