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基于等度规映射的大鼠初级视觉皮层视像整体特征识别(2)
时间：2015-05-22 09:40 文章来源：http://www.lunwenbuluo.com 作者：师黎 李恒 王治忠 朱 点击次数：
2方法
对视像整体特征的识别分为三步：特征提取、特征整合和特征分类。本文首先根据大鼠的V1区神经元响应随时间变化特征，确定了大鼠神经元有效响应时间区间，然后提取了有效响应时间区间内的Spike发放特征，进而对特征进行整合，最后对整合后的特征进行分类，从而实现了对视像整体特征的识别。
2.1有效响应的特征提取
提取神经元的有效响应特征，是进行目标识别的基础，也是最重要的部分。本文给出了确定了有效响应时间区间的方法，确定了LE大鼠的有效响应时间区间；然后在有效响应时间区间内提取Spike发放特征。
2.1.1有效响应的时间区间确定
神经元在受到刺激后会发生反应，通常表现为其放电频率在基础放电背景上的增高或者降低，而这些增高或降低的部分通常代表了有效的神经信息。可以根据刺激前后Spike平均发放率的变化来确定有效响应的时间区间。
1）设定时间窗口的长度：△t=ti+1-ti，本文根据刺激时间以及LE大鼠的响应周期设定为△t=50ms；
2）统计时间窗（ti，ti+1）内单个神经元发放个数，记为Si（ti，ti+1），并计算神经元的平均发放率：其中i=1，2，…，m-1，m；
3）按以上步骤，统计n次实验的刺激时间段和休息时间段的平均发放率记为rij，i=l，2，…，m-l，m，j=l，2，…，n-l，n；
4）平均多次的实验结果其中i=1，2，…，m-l，m得到刺激时间段和休息时间段的平均发放率；
5）根据Ri随时间变化图，找到Spike发放率开始大幅度上升的时间点作为有效响应时间区间的开始点，Spike发放率回到刺激开始前的平均水平的时间点作为有效响应时间区间的结束点，最终得到刺激有效响应时间区间（ton，toff）。
2.1.2Spike平均发放率的计算
针对特定参数的视觉图像刺激下得到的神经元发放序列，采用特定的窗，计算刺激开始后每个时间窗内神经元的发放个数，并除以时间窗的宽度，得到每个时间窗内的Spike平均发放率。其计算具体步骤如下：
1）按照2.1.1步骤1）、2）、3）计算自发平均发放率
2）计算时间窗（ton，toff）内神经元的发放率：
3）计算此次实验的Spike诱发发放率
4）重复进行n次实验，按照以上步骤2），3）统计每一次实验的平均诱发发放率，记为（ri1，ri2，…，rin），i=0，1，…，38，39。
2.1.3发放时间间隔计算
刺激后神经元的响应除了发放率发生变化，另外响应的时间模式如响应时间间隔的分布等也携带了刺激相关的信息。发放时间间隔计算步骤如下：
1）设单个神经元的一次发放时刻Ti，计算一次刺激期间神经元相邻发放的时间间隔△T=Ti+1-Ti；
2）统计有效响应时间区间（ton，toff）内的发放时间间隔（△Ti1，△Ti2，…，△Tin），则平均发放间隔为
3）计算平均发放间隔下，单位时间的发放个数
4）依照上述步骤统计k次实验中，平均发放间隔下，单位时间的发放个数Sk。
2.2多神经元的特征整合
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