【汇旺担保】 特征觉察器

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[拼音]:tezheng juechaqi

[英文]:feature detector

指视觉系统中只对视野内确定位置上有一定特征的刺激形式产生最大反应的某些特殊神经元,又称特征检测器。

20世纪50年代,H.B.巴洛就发现青蛙视网膜神经节细胞对弥散光刺激远不如对恰好充满其感受野的光点敏感。他提出,每一个神经元都需要一个触发特征,即要求一种特殊形式的刺激,只有满足了这个条件才能引起其最大的反应。亮度对比是神经节细胞的触发特征。60年代初,J.Y.莱特文等正式提出特征觉察器的概念。他们用近似自然环境的视觉刺激研究青蛙的神经节细胞的反应,并将这些细胞的特征觉察器分为5类:对比边界觉察器、凸边觉察器(又称蠕虫觉察器)、运动边界觉察器、变暗觉察器和暗度觉察器。他们认为这些觉察器与青蛙的扑食、逃避等行为有密切关系。后来的研究者又找到一些其他型别的觉察器,例如鸽、兔视网膜的水平边和垂直边觉察器、运动觉察器、运动方向觉察器等等。诺贝尔奖金获得者D.H.休伯尔和T.N.维厄瑟尔50年代后期开始的研究表明,猫和猴的初级视皮层内大多数神经元对刺激在视野内一定的方向位置有选择性。他们把这类细胞称为曲率觉察器。其中,有一类高阶超复杂细胞,对成直角的刺激图形敏感,因而被称为拐角觉察器。另外,有些双眼细胞对两眼视象位置的差异有所选择,称为视差觉察器。人们推想,还可能有各种各样的其他觉察器。觉察器的形成可能是在神经系统的发育过程中完成的,与环境刺激或视觉经验有一定关系。觉察器的活动可能是感觉的生理基础。

有些学者将特征觉察器的观点加以引申,认为视觉系统更高水平上的神经元可能对具有重要生物学意义的物体或特征的集合起反应,并且在猴子的上、下颞叶皮层记录到一些只对手或脸有选择性反应的神经细胞。

以特征觉察器的活动来解释动物和人视觉系统感知物体的神经机制的观点,是与机器影象识别中特征提取理论和实践并行发展起来的。机器识别的特征提取方法的优点是经济,减少了冗杂。神经系统如同一个复杂的滤波器,逐级去掉无关资讯,只有那些关键刺激或触发特征得到保留,引起反应。

特征觉察器观点认为识别是通过提取图形的几何特征实现的。这种观点虽然得到了某些实验的支援,但也有欠缺。例如,外部世界是千变万化的,并不都能在脑内找到相应的觉察器。在低等动物较为简单的视觉行为中,觉察器可能起著重要作用。高等动物,特别是人,视觉活动非常复杂,必然还有与之相适应的不同的识别机制。

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