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分析自然图像复杂视觉拓扑组织结构的邻域关系生成树表示方法的缺欠,提出基于自然图像复杂视觉信息的特征提取算法与应用。算法定义通用视觉细胞感受野模型,提出自然图像复杂视觉结构信息的超完备基邻域关系生成树表示方法;并以自然图像的慢变特征和中心极限定理为理论基础,改进准正交超完备基预测算法,自适应地构造自然图像超完备基邻域关系生成树;遍历超完备基生成树,计算自然图像与节点的最大响应系数,实现树形拓扑组织结构编码,并采用海明距离计算编码相似度,实现自然图像分类。实验表明:自然图像集中,该算法学习的基滤波器集具