Model of Brightness Perception: Understanding Hermann Grid Illusion with Turing Scenario

亮度感知模型：用图灵场景理解赫尔曼网格错觉

• 批准号: 23500278
• 负责人: NOMURA Atsushi
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23500278/
• 关键词: 反応拡散系; 結合興奮系; 視覚情報処理; Turingシナリオ; 2値画像; 反応拡散; エッジ強調; FitzHugh-Nagumo; 側抑制; 緩和法; 再帰的アルゴリズム; 自己組織化; ソフトコンピューティング; 認知科学; 画像工学; パターン形成; 結合興奮子系; エッジ検出; ステレオ視差検出; Turingパターン; 異方性; 時間遅れ

In this research work we proposed an algorithm which converts a gray level image into a binary one. The algorithm utilizes a Schnakenberg type reaction-diffusion equation with activator and inhibitor distributions under a Turing condition; a periodic spatial pattern is self-organized in the reaction-diffusion equation under the Turing condition. We numerically confirmed that the spatial wave length of the self-organized periodic pattern depends on a parameter value of the equation. Thus, by modulating the parameter value with the gray level of an input image, we converted the image into a binary image. By applying the proposed algorithm to several real images, we confirmed that the algorithm successfully produces binary images which are perceptually equivalent to their input images. We also confirmed the convergence of the algorithm.

在这项研究工作中，我们提出了一种将灰度图像转换为二值图像的算法。该算法利用图灵条件下具有激活剂和抑制剂分布的Schnakenberg型反应扩散方程；在图灵条件下，反应扩散方程中周期性空间模式是自组织的。我们在数值上证实了自组织周期性图案的空间波长取决于方程的参数值。因此，通过用输入图像的灰度级调制参数值，我们将图像转换为二值图像。通过将所提出的算法应用于几个真实图像，我们确认该算法成功地生成了在感知上与其输入图像等效的二值图像。我们还证实了算法的收敛性。

项目成果

Recursive Edge Detection with Coupled Nonlinear Elements in a Coarse-to-Fine Approach

从粗到精的方法中耦合非线性元素的递归边缘检测

• 发表时间: 2013
• 作者: Nomura;A.;Okada;K.;Mizukami;Y.;Ichikawa;M.;Sakurai;T.;Miike;H.
• 通讯作者: H.

Image edge detection algorithm with a single grid system of coupled FitzHugh-Nagumo elements

使用耦合 FitzHugh-Nagumo 元素的单个网格系统的图像边缘检测算法

• 发表时间: 2012
• 作者: Nomura;A
• 通讯作者: A

Recursive edge detection with coupled nonlinear elements in a coarse-to-fine approach, The 13th International Conference on Signal Processing

采用从粗到精的耦合非线性元件的递归边缘检测，第 13 届国际信号处理会议

• 发表时间: 2013
• 作者: Nomura;A
• 通讯作者: A

Chapter 21:Image edge detection and orientation selection with coupled nonlinear excitable elements,Selected Topics in Nonlinear Dynamics and Theoretical Electrical Engineering, Studies in Computational Intelligence

第21章：耦合非线性可激励元件的图像边缘检测和方向选择，非线性动力学和理论电气工程选题，计算智能研究

• 发表时间: 2013
• 作者: Nomura;A.;Mizukami;Y.;Okada;K.;Ichikawa;M
• 通讯作者: M

Image halftoning with Turing patterns

使用图灵图案进行图像半色调

• 发表时间: 2012
• 作者: 山田大輔;佐野嘉則;堀良太;黄健;藪田哲郎;Atsushi Nomura
• 通讯作者: Atsushi Nomura