哺乳动物对外界图象的感知,导致了图象信息在视觉通路间的逐级传递和提取。视网膜感光细胞对图象进行特征提取,经过外侧膝状体(LGN)的中转,到达初级视觉皮层V1区时信息的变化量不大。但从生理实验结果知道,V1区的简单细胞检测的是细胞感受野某一特定位置上的方位信息,比起从LGN传输过来时信息得到了精取;而复杂细胞所检测的信息又精炼了一步,是方位的抽象概念。这说明在简单细胞层次和复杂细胞层次,信息编码的方式与视网膜和LGN神经元的信息编码方式已经不同,它是进行抽象特征表达的。哺乳动物纹状皮层简单细胞的空间感受野在电生理实验中被描述为局部、具有朝向和带通性质的信号编码检测器,它针对图象产生电发放的输出活动呈现稀疏分布的形式。本文研究的目的就是通过建立视觉相关的稀疏编码的数学模型,来分析V1区简单细胞感受野的变化,进而了解视觉神经系统高效的对视觉信息进行处理和编码的潜在机制。首先,本文介绍了视觉相关的稀疏编码。然后建立了一个面向视觉任务的发放神经网络模型,该模型证明利用稀疏编码不仅可以得到V1区简单细胞的感受野并且也能保持良好的编码稀疏空间的可分性。该模型也可能对今后关于视觉方面的稀疏编码的研究起到一定的借鉴作用。