基于记忆机制的视觉信息处理认知建模.pdf

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1、第26卷第2期模式识别与人工智能V01．24No．22013年2月PR&AIFeb20l3基于记忆机制的视觉信息处理认知建模王延江齐玉娟(中国石油大学(华东)信息与控制工程学院青岛266580)摘要受人类认知环境方式的启发，将人类记忆机制引入到视觉信息处理过程，提出一种基于记忆机制的视觉信息处理认知模型，用于模拟人脑的一些认知过程．该模型主要包括5个部分：信息粒、记忆空间、认知行为、信息传递规则和决策过程．根据人脑三阶段记忆模型定义3个记忆空间：瞬时记忆空间、短时记忆空间和长时记忆空间，分别用于存储当前的、临时的和

2、永久的视觉信息．该模型可记住或遗忘曾经出现过的场景，从而使其能快速适应场景变化．将其应用于计算机视觉研究中的两个关键问题：背景建模与运动目标跟踪．实验结果表明，该模型能较好解决复杂场景下背景或目标姿态突变以及目标被严重遮挡等问题．关键词人脑记忆模型，视觉信息处理，认知建模，背景建模，目标跟踪中图法分类号TP391Memory-BasedCognitiveModelingforVisualInformationProcessingWANGYan-Jiang，QIYu—Juan(CollegeofInformation

3、andControlEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266580)ABSTRACTInspiredbythewayinwhichhumansperceivetheenvironment，amemory—basedcognitivemodelforvisualinformationprocessingisproposedtoimitatesomecognitivefunctionsofhumanbrain．Theproposedmodelincludesfi

4、vecomponents：informationgranule，memoryspacescognitivebehaviors，rulesformanipulatinginformationamongmemoryspaces，anddecision—makingprocesses．Accordingtothethree—stagememorymodelofhumanbrain，threememoryspacesaredefinedtostorethecurrent，temporalandpermanentvisual

5、informationrespectively，i．e．uhrashort—termmemoryspace(USTMS)，short-termmemoryspace(STMS)andlong—termmemoryspace(LTMS)．Thepastscenescanberememberedorforgottenbytheproposedmodel，andthusthemodelcanadapttothevariationofthescene．Theproposedmodelisappliedtotwohotiss

6、uesincomputervision：backgroundmodelingandobjecttracking．Experimentalresultsshowthattheproposedmodelcandealwithsceneswithsuddenbackground，objectappearancechangingandheavyobjectocclusionsundercomplexbackground．KeyWordsHumanBrainMemoryModel，VisualInformationProce

7、ssing，CognitiveModeling，BackgroundModeling，ObjectTracking$国家自然科学基金项目(No．60873163，61271407)、中央高校基本科研业务费专项项目(No．27R1105019A)资助收稿日期：2012—02—13；修回日期：2012—10—19作者简介王延江，男，1966年生，教授，博士生导师，主要研究方向为智能信息处理、认知计算及其在计算机视觉和模式识别中的应用．E-mail：yjwang@upc．edu．cn．齐玉娟(通讯作者)，女，1977年生

8、，博士研究生，主要研究方向为计算机视觉、模式识别．E-mail：qiyj@upc．edu．ca．2期王延江等：基于记忆机制的视觉信息处理认知建模l451引言遇到过去经历过的相似场景、事件、模式时的人脑信息处理机制，并讨论如何将其应用于运动目标分割与跟踪中，以解决复杂场景下背景或目标姿人脑作为一个具有信息储存功能的器官，其记态突变以及目标被严重遮挡等问题．忆机