立体视觉方法新进展

精确地获取景物的三维信息是计算机视觉的重要任务之一.双目立体视觉(以下简称立体视觉)是从两个视点得到的图象来恢复出景物三维描述的技术,可以用以下3个步骤来刻划立体视觉方法:(1)确定匹配特征,并从图象中抽取这些特征;(2)特征匹配,即寻找左、右两幅图象中由景物表面上同一特征投影形成的特征对;(3)利用对应的特征和成像几何参数重建三维景物.     

猫外膝体细胞对二阶信号刺激的时间反应特性

视觉系统不仅能通过亮度的不同, 还可以通过对比度、纹理等信息从背景环境中识别出物体. 视觉研究中常把前一种由亮度信息产生的信号称为一阶信号, 后一种由非平均亮度变化信息(如对比度、纹理等)产生的信号称为二阶信号. 视觉系统中二阶信号和一阶信号的处理是由相同还是不同的通路来完成的, 这是研究者们广泛关心的问题. 本研究采用在体胞外记录的方法研究了猫外膝体细胞对二阶信号刺激的时间频率反应特性. 结果显示, 大多数外膝体细胞对二阶信号存在调制反应, 但反应强度低于对应的一阶信号, 且两类信号反应差异的程度随时间频率的增高而逐渐增大, 同时二阶信号反应中的非线性成分与线性成分的比值要显著高于一阶信号反应. 结果还显示, 外膝体神经元中的Y细胞对二阶信号的反应强度要高于X细胞, 提示Y细胞可能在二阶信号的传递过程中起着更主要的作用. 结果揭示, 在猫外膝体上一阶信号和二阶信号的处理可能是由两类不同的传递通路来完成的.     

双极性二维异质结助力图像识别的感算一体化发展

<正>传统的图像识别系统由分立的光电探测器和计算机处理系统组成,由光电探测器先探测目标光信号,然后将探测到的光信号转换成电信号,再传输到计算机系统进行处理以达到识别的目的^[1～3].但是光电探测器在探测目标图像的同时会产生大量冗余信息,     

脑机接口——脑信息读取与脑活动调控技术

脑机接口(brain-computer interface, BCI)技术通过建立大脑与外部设备之间直接的信息交流和信号控制通道,实现脑思维活动与外界通信和交互作用,从而进行脑信息读取、外部执行设备的控制,以及脑活动的调整和控制.脑机接口是一种多学科融合的交叉技术,涉及神经科学、计算机科学、通信与信息处理技术、人工智能技术等,展现了广阔的发展和应用前景,包括医疗与康复、科学与教育、自动驾驶、工业控制等.同时,脑机接口技术的发展和应用面临重要的技术以及法律和伦理方面的挑战.本文简要介绍脑机接口技术的基本原理和组成,从信号获取、神经解码和认知脑机接口等关键技术角度阐述了国内外研究现状:从技术角度,讨论了脑机接口技术面临生物兼容性、通信速率、信号获取和处理、神经解码、安全等方面的挑战;从伦理和法制角度,指出该技术面临隐私、自由意志、身份认同和社会公平等方面的挑战.最后,展望了脑机接口技术未来的研究方向和应用前景.     

人与环境关系之系统科学观点

本文用系统学观点分析了人与环境的关系。认为：人是地球上进化层次最高的信息系统网络体;人依赖于环境是由人对环境信息之需求造成的;脑系统的信息活动是相对于环境的个人自我意识和意志来源;脑系统能够而且需要接收各种非生命,生命和社会环境信息,同时要求在劳动中向环境输出意识信息和获取环境反馈信息。     

浅议图像拼接算法

图像拼接在摄影测量学、计算机视觉、遥感图像处理、医学图像分析、计算机图形学等领域有着广泛的应用价值,它是指将一组相互间重叠部分的图像序列进行空间匹配对准,经重采样合成后形成一幅包含各图像序列信息的宽视角场景的、完整的、高清晰的新图像的技术.一般来说,图像拼接的过程由图像获取、图像配准、图像合成三步骤组成,其中图像配准是整个图像拼接的基础.     

人体的秘密

一、脸也似条形码人脸可以说是一座收藏丰富的信息库。街上行走的人,即使你从未见过,但只要看一看脸,就能知道他们的年龄、性别和喜怒哀乐。那么,人们究竟是如何获取这些信息的呢?英国斯特灵大学心理学家罗杰·瓦特教授在利用电脑对人的视觉系统进行模拟研究后发现,这些信息的原始来源,竟是和商品包装上的条形码标签没多大区     

一种新型实时拓展小波滤波器处理电分析信号的研究

目前在化学计量学方面文献报道的含噪分析信号处理方法一般有:曲线拟合、卷积平滑、Fourier滤波、Karman滤波、匹配滤波、最小二乘和样条平滑等,并且对某些系统取得了一些有意义的结果.但这些方法具有一定的局限性和缺点,如Fourier方法,要知道全部处理信息及有用信息和噪声信息的频率分布状况,还要经过Fourier正、反变换,只能对信号作离线处理;Karman及匹配滤波器要求对处理信号的了解比Fourier方法更多,才能有较好的滤波效果;其余的滤波器,由于方法本身的局限性,使滤波效果只能达到一定的精度,或是使问题不     

侵入式脑神经信号监测与调控技术研究进展

脑科学研究是当今自然科学面临的一项重要挑战.大脑是人体的神经枢纽,控制着人体的各项生理活动.脑神经信号监测与调控技术能够建立大脑与外部设备之间的信息连接通路,从而实现对大脑中信息的读取以及对脑活动的控制,因此在疾病诊疗、军事、教育、娱乐等领域具有广阔的发展和应用前景.尽管目前脑神经信号监测与调控技术已经取得一定成果,但对于侵入式脑信号监测与调控技术的研究仍处于起步阶段.本文简要介绍脑神经信号监测与调控技术的基本原理,从信号获取、调控手段和电极制备等关键技术角度阐述侵入式脑信号监测与调控技术的国内外研究现状,讨论其面临的信号质量、调控准确性和生物安全等方面的挑战.最后,展望该技术在脑机接口等前沿领域中的应用前景.     

面向脑电数据的知识建模和情感识别

心理科学研究依赖于对生理、心理数据的分析,情感是心理研究的重要内容.近年来随着认知神经科学研究技术的成熟,研究者利用脑电(electroencephalogram,EEG)等可以反映脑功能活动的生理信号,直接研究情感问题,如情感识别、情绪脑等.但是,生理信号将会产生TB级甚至PB级的数据量,认知研究和临床神经科学在过去几十年中已产生大量生理数据,对这些大数据的表示和情感知识挖掘需要更高级的工具.构建能够表示数据含义和情感相关知识的模型,能够给心理研究者提供一个知识共享平台,以便使用这些大数据进行情感方面的科学研究.本文构建一个可以表示EEG数据语义和被试者上下文信息的本体模型,并基于该模型使用推理引擎进行基于EEG生理信号数据的自动情感识别.实验结果表明,模型在e NTERFACE 2006数据集上能够以99.11%的平均准确率识别被试者的情感状态,并从实验结果分析发现基于EEG数据情感识别最关键的特征是Beta波与Theta波的绝对功率比.     

脊髓损伤后排尿障碍和5-羟色胺

<正>人体排尿是一个极为复杂的过程,涉及全身多个系统、组织与器官,它们的正常与协调工作是完成正常排尿与控尿的基础。同时,储尿与排尿过程又进一步地被社会行为因素所复杂化。所有这些的协调完成都要依赖于神经系统中为数众多的神经递质来传递控制信号     

智能视觉芯片

智能视觉芯片(视觉芯片)是一种集成视觉传感器、高能效处理器、存储器的片上系统芯片,在自动驾驶、安防监控、机器人视觉等领域都具有广泛的应用价值.硅基CMOS工艺上既可以实现大规模的视觉传感器,也可制备大规模存储器和处理器,所以基于硅基CMOS工艺,人们可以借助光电子、微电子混合集成技术实现感存算一体化融合的视觉芯片,以克服传统视觉系统中图像串行传输和处理的瓶颈,有效降低处理延迟并提高智能化水平.构建视觉芯片需要突破高性能视觉图像传感器设计、高能效视觉图像处理器设计、视觉处理算法以及传感器/存储器/处理器一体化集成等多方面的关键问题.本文首先介绍视觉芯片的概念和架构,然后分别介绍视觉芯片各项关键技术的发展现状,最后简述视觉芯片的未来发展方向.     

我凭什么认识你

鸟在天空自由翱翔，鱼在水中欢快游动，阳光穿过树林，落叶铺满城市的林荫大道，最爱的你在对我微笑……从降临人世间开始，我们就在不断感知着这个世界，进而逐渐认识这个世界，人的生存依赖于对这个世界的感知。 我们80%以上的感觉信息都来自于视觉，可以说，视觉系统是人类最重要的感觉系统。而眼睛，是视觉系统中最重要的组成部分。眼睛，是大部分动物接收光线并在大脑中形成影像的器官，它非常精细，可以在不同的环境下对自己的具体形态进行改变，以便在复杂的环境中获取正确的信息。本期“锐·聚焦”将详细介绍眼睛如何工作，它的结构和功能，甚至视觉欺骗、眼睛的仿生学意义等等，让你从此对眼睛有一个新的认识。只有全面认识眼睛、了解眼睛，我们才能更好地科学用眼，保护眼睛，让它健康地陪伴我们一生。     

意识与多感觉信息整合的最新研究进展

长期以来科学界一直认为意识对多感觉信息整合来说是必需的.然而,近年来有研究者通过操纵视觉刺激知觉意识的方法(视觉掩蔽、双眼竞争、连续闪烁抑制)发现多感觉信息整合即使在视觉信息处于无意识条件下也能发生.最新的一项研究首次表明不同感觉通道(视觉和听觉)信息甚至在同时处于阈限水平下时仍然能得到一定程度的整合,进一步提供了关于无意识多感觉信息整合的证据.这些研究挑战了以往关于多感觉整合需要意识的主张,但其应用具有一定的局限性,并不能完全否认意识在多感觉整合中的作用.本文首先回顾了意识与信息整合关系的传统观点,接着对近年来无意识多感觉信息整合的研究进行综述并讨论了无意识多感觉整合的加工水平、时间界限、机制解释等问题,最后对未来的研究方向进行展望,以期增加人们对意识与整合关系的新认识,为多感觉信息整合的后续研究提供借鉴.     

中国首次岸基GNSS-R海洋遥感实验

GNSS-Reflection技术是一种崭新的海洋遥感技术. 它利用导航卫星的海面反射信号可获取海浪、潮汐及海面风场等重要信息, 是海洋遥感的前沿领域. 报道了中国岸基GNSS-R海洋遥感实验—— CORE实验, 研究了利用GPS卫星直达波与反射波信号反演海洋参数的方法, 给出了有效波高的最新反演结果, 并利用同步观测进行了对比验证.     

顿悟脑的10年:人类顿悟脑机制研究进展

自21世纪首次借助脑成像技术对解决字谜任务过程中顿悟一瞬间的大脑活动状况进行研究以来,目前已有近10年的历史,获得了许多富有价值的研究.这些研究从顿悟的时间进程和脑神经基础两方面对顿悟的大脑机制进行了丰富的探讨,并形成了有关人类解决顿悟问题的"顿悟脑"的神经框架.研究显示,顿悟脑主要由外侧前额叶、扣带回、海马、颞上回、梭状回、楔前叶、楔叶、脑岛和小脑组成.就各脑区的功能而言,外侧前额叶主要负责顿悟难题思维定势的转移和打破,扣带回则参与新旧思路的认知冲突以及解题进程的监管,海马、颞上回和梭状回组成了"三维一体"的、专门负责新异而有效联系形成的神经网络,问题表征的有效转换则依赖于楔叶和楔前叶组成的"非言语的"视觉空间信息加工网络,脑岛负责认知灵活性和顿悟相关情绪体验,反应相关手指运动的皮下控制则依赖于小脑.     

数据结构及其在计算机科学中的作用和地位

计算机科学是一门研究信息表示和处理的科学,而信息的表示和组织直接关系到信息处理的效率.随着计算机应用的日益广泛,计算机程序的规模愈来愈大,程序结构愈来愈复杂.正如人们所熟悉的那样,程序是用某种算法语言来实现的,而语言中所操作的数据是由关于数据类型的说明和定义来描述的.换句话说,程序设计依赖于一定的数据结构,数据结构及算法构成了程序设计.因此,对数据及其结构的研究就显得更加重要了.本文拟就数据结构的形成、研究内容及其在计算机科学中的作用,地位和发展趋向进行一些探讨.     

植物的特殊记忆力

传统认知以为,植物不像人和动物有着高等生命才有的记忆力,但是也许这个看法要被颠覆了.研究表明,植物可以"记住"光线中的信息并作出反应.科学家最近提出,植物可以在一片叶子与另一片叶子之间传递光强和光质信息,这种方式和我们的神经系统非常相似.这些"电化学信号"是由充当植物"神经"的细胞来传递的.     

模仿生物视觉的凝视红外成像全向感知技术

把近水面鱼类仰视半球空域的功能用工程方法在长波和中波红外区仿造, 实现全向凝视、对目标定向、动目标提取、目标距离感知和速度感知等鱼眼视觉功能; 再用辅助功能模块仿造人眼感知亮度的对数变换属性、亮度对比恒定特征、目标轮廓强化效应等视觉特性; 以DSP, FPGA执行所有这些有利于目标探测的视觉功能, 制成“仿生式微小型红外成像探测系统”(BMIRIDS), 它以凝视成像方式实现真正意义上的“全向”、“实时”态势感知和动态信息提取. 采用功能仿生手段使这个体小、质轻、功耗低的鱼眼式红外系统突破现行技术和设备的某些局限, 从而建立光电侦测设备的一种新体制, 为光电信息获取和新装备研制探索新途径.     

血红素加氧酶催化产生的CO参与ABA诱导的蚕豆气孔关闭及其信号转导

一氧化碳(CO)是哺乳动物中新发现的一种重要的生物活性/信号分子, 其生物学效应往往通过一氧化氮(NO)和环鸟苷酸(cGMP)信号介导. 本研究发现, 可引起蚕豆叶片气孔关闭的ABA处理能诱导蚕豆叶片CO释放的增加以及CO合成酶血红素加氧酶(HO)活性的提高; 同时, ABA诱导的蚕豆气孔关闭也可以被CO合成酶抑制剂ZnPP和CO/NO清除剂血红蛋白(Hb)部分阻断. 进一步的研究表明, 外源添加CO供体高铁血红素(Hematin)和CO水溶液不仅能促进CO的释放, 还能以依赖于时间进程的形式诱导蚕豆气孔的关闭, 后者与NO供体SNP处理的结果相类似; NO合成酶硝酸还原酶(NR)的抑制剂钨酸钠(Tungstate), NO专一性清除剂cPTIO, ZnPP和Hb不同程度地逆转了这一过程. 在4 h的处理过程中, SNP, 0.01%饱和度的CO水溶液以及Hematin明显地激发了NO的产生; 反之, 结合cPTIO或Tungstate处理后, NO的荧光信号几乎被完全抑制. 此外, 鸟苷酸环化酶(GC)的抑制剂ODQ阻断了CO诱导的气孔关闭, 而ODQ的作用又被cGMP的类似物8-Br-cGMP所逆转. 上述结果暗示, HO产生的CO可能参与了ABA诱导的蚕豆气孔关闭, NO和cGMP则是CO信号通路的下游分子.