本发明公开了一种基于局部耦合神经振子网络的简单灰度图像分割方法，包括：建立视觉图像输入层，建立神经元振子网络振荡层，建立目标之间分离层。视觉图像输入层负责将视觉图像与神经元振子网络振荡层上神经网络中的神经元振子建立一一对应关系；神经元振子网络振荡层负责通过模拟人脑视觉皮层中功能柱对视觉图像处理的功能来对每个神经元振子建立动力学系统模型，使得每个振子产生振荡，并在相邻振子的局部耦合作用下产生同步振荡；目标之间分离层负责根据同步振荡结果通过采取去同步机制实现视觉图像上目标区域之间的分离。本发明分析了神经元振子产生振荡以及同步振荡的参数设置要求，对于认识和理解图像分割具有指导作用和理论意义。