The spike timing precision of FitzHugh--Nagumo neuron network coupled by gap junctions

It has been proved recently that the spike timing can play an important role in information transmission, so in this paper we develop a network with N-unit FitzHugh--Nagumo neurons coupled by gap junctions and discuss the dependence of the spike timing precision on synaptic coupling strength, the noise intensity and the size of the neuron ensemble. The calculated results show that the spike timing precision decreases as the noise intensity increases; and the ensemble spike timing precision increases with coupling strength increasing. The electric synapse coupling has a more important effect on the spike timing precision than the chemical synapse coupling.     

基于随机放电神经元网络的彩色图像感知研究

本文基于随机共振原理和人脑感知物体色彩的基本生物物理过程,提出了一种低照度彩色图像增强的可解释算法.我们首先研究了电导基积分放电神经元网络中的随机共振现象,揭示了放电阈值、突触权重和集群规模对输出响应信噪比的影响,并识别出放电阈值是影响随机共振效应的关键参数.然后,在结合彩色图像视觉感知的生理过程的基础上,给出了一种基于随机放电神经元网络的彩色图像增强算法,并以峰值信噪比(PSNR)和自然图像质量评估(NIQE)作为提取最优增强图像的度量指标.注意到待增强的图像是非周期信号,因此,为了优化算法的性能,首次提出了一种基于亮度分布的分位数的阈值选取策略.数值实验结果表明,该算法的增强效果良好且性能稳定,并可用于军事探测和医学图像预处理等信号处理领域.     

人工神经元网络在光谱识别中的应用

本文利用人工神经网络原理设计了一神经元网络,进行了光谱识别实验,当训练光谱与待识别光谱具有相同的定标情形下,网络具有较高的识别率,可以实用。     

部分时滞诱发Watts-Strogatz小世界神经元网络产生随机多共振

已有研究显示时滞可诱发神经元网络产生随机多共振,但它们主要讨论了神经元间的耦合都存在时滞的情形.然而实际中,有些神经元间的信息传递是瞬时的或时滞很小可以忽略的,即神经元网络中只有部分神经元间的耦合具有时滞,简称部分时滞(若神经元网络内共有l条耦合边,其中有l1条耦合边是具有时滞的,而剩余的耦合边的时滞为零,则我们称这类时滞为部分时滞).本文以Watts-Strogatz小世界神经元网络为研究对象,主要讨论部分时滞对该神经元网络系统响应强度的影响.研究结果指出,系统响应强度随部分时滞的增加呈现多峰的变化态势,即部分时滞可诱发随机多共振现象;而且使系统响应强度达到最优水平的部分时滞的取值区间随随机时滞边概率的增加渐渐变窄,当随机时滞边概率足够大时,系统响应强度只有在时滞位于外界信号周期的整数倍附近才会达到最优.此外,我们还分析了随机连边概率和神经元网络中边的总数对部分时滞诱发的随机多共振现象的影响.结果显示,部分时滞诱发的随机多共振现象对随机连边概率具有一定的鲁棒性,而神经元网络中边的总数对部分时滞诱发的随机多共振的影响则较大.