顏色視覺信息處理的理論探討
在眾多的有關視覺信息處理的數學模型中，側抑制網路模型和感受野模型是兩個描述視覺系統功能的重要模型。前者提供了視覺系統的空間檢測功能的數學模型；後者描述了視覺系統的信息處理方式。但由於顏色視覺過程的複雜性，從顏色刺激到顏色感覺轉換過程的數量關係仍未被清楚地揭示出來。
為了定量地描述從顏色刺激到顏色感覺的轉換過程，根據視覺系統的輸入與輸出特性，建立了顏色視覺系統的模糊數學模型，而對於顏色感覺產生過程中的信息處理與傳遞方式未作定量描述。
根據現代顏色視覺機制理論，顏色視覺過程是分階段的，包括三色感受、四色傳導和中樞處理三個階段。前兩個階段發生在視網膜上，後一階段發生在視覺皮層中樞。根據人工神經網路理論探討顏色視覺信息處理的視網膜三色感受和四色傳導的神經網路模型，目的在於為建立完整的顏色視覺信息處理網路理論奠定基礎。
視網膜的解剖結構
視網膜的厚度只有0.1~0.5mm，但結構十分複雜。按主要的細胞層次可將視網膜簡化為4個層次來描述，如圖1所示。從靠近脈絡膜的一側起，視網膜最外一層是色素細胞,它含有黑色素顆粒和維生素A，對和它相鄰的感光細胞起營養和保護作用。這一層從來源上不屬於神經組織。此層內側為感光細胞層。感光細胞有錐體和桿體兩種，它們都含有特殊的感光色素，是真正的光感受器細胞。桿體細胞在暗視覺條件下感受亮度；錐體細胞在明視覺條件下感受顏色。根據錐體細胞光譜感受特性的不同，可分為感紅、感綠和感藍三種。它們對不同波長的光具有不同的感光特性。
感光細胞通過終足和雙極細胞層的雙極細胞發生突觸聯繫。雙極細胞再和節細胞層中節細胞發生突觸聯繫。
在視網膜中除了這種縱的細胞間聯繫方式外，還存在著橫的聯繫。如在感光細胞和雙極細胞之間有水平細胞，在雙極細胞和節細胞之間有無足細胞。它們的突起在兩層細胞之間聯繫，可以在橫向傳遞信息,使視網膜不同的區域之間有可能相互聯繫。
所有節細胞的軸突匯聚在一起，穿出眼後壁形成視神經，向大腦傳遞視神經衝動。
圖1視網膜信息處理機制
視網膜和神經組織一樣，各級細胞之間存在著複雜的排列。視覺信息在視網膜內傳遞時已經歷了某些處理和變化，因此，最後由視神經傳出的信息是經過初步加工的信息了。
關於視覺信息在視網膜內傳遞時究竟如何改變的問題,還不完全清楚。所能肯定的是雙極細胞、水平細胞和無足細胞也和感光細胞一樣，沒有產生動作電位的能力,但前三者與感光細胞不同的是,他們在前一級細胞的影響之下既可以產生超極化的慢電位，也可以產生除極化的慢電位(即和一般神經細胞一樣既可以產生ESPP，又能產生IPSP)。只有當慢電變化最後傳到神經節細胞體時，才按照一般細胞上興奮和抑制相總和原則，誘發出一定數量的動作電位。
在感光細胞和神經節細胞之間的中間細胞層在什麼條件下產生超極化的慢電位或除極化的慢電位，則取決於刺激色光的種類。一些中間細胞在紅光刺激時產生除極化的慢電位；而另有一些中間細胞在用綠光刺激時產生超極化的慢電位。有些中間細胞在用黃光刺激時產生除極化的慢電位；而另有一些中間細胞在藍光刺激時產生超極化的慢電位。
顏色視覺信息處理的視網膜神經網路模型是在現代顏色視覺機制理論的基礎上，綜合考慮了顏色視覺過程中視錐細胞的光感受特性、視覺系統的側抑制原理和感受野理論之後建立起來的，因此可用於色度學和顏色信息處理與複製等領域。
