仿人眼光學(xué)系統(tǒng)與視覺注意機(jī)理研究.pdf

1、隨著工程技術(shù)的發(fā)展，視覺成像與信息處理系統(tǒng)在生活中得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過長期的進(jìn)化，人眼形成了獨(dú)特的光學(xué)結(jié)構(gòu)與視覺信息處理機(jī)制，為仿生視覺系統(tǒng)研究提供了新的思路和方法。本文對(duì)人眼的光學(xué)結(jié)構(gòu)、成像機(jī)理與視覺信息處理機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)性的分析，提出新型仿人眼光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與視覺注意建模方法，研制出基于高分子聚合物材料的固液混合多層可調(diào)透鏡、仿人眼變焦距光學(xué)成像系統(tǒng)和仿生可調(diào)節(jié)人工晶狀體，并建立基于雙通道與特征融合的視覺注意模型，進(jìn)行相關(guān)的仿真與實(shí)驗(yàn)

2、研究，促進(jìn)仿人眼視覺技術(shù)在光學(xué)、眼科學(xué)與圖像處理中的應(yīng)用與發(fā)展，主要內(nèi)容如下:
　　第一章，闡述本課題的相關(guān)研究背景、目的與意義，介紹仿人眼視覺技術(shù)方面的研究內(nèi)容與概況，著重對(duì)變焦距光學(xué)系統(tǒng)、人工晶狀體與視覺注意模型的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和主要方法進(jìn)行闡述，分析仿人眼光學(xué)系統(tǒng)與視覺注意機(jī)理研究所面臨的主要問題，并給出本課題的主要研究內(nèi)容。
　　第二章，針對(duì)可調(diào)光學(xué)透鏡設(shè)計(jì)與制作的關(guān)鍵問題進(jìn)行研究，提出新型基于高分子聚合物材料的固液

3、混合多層可調(diào)透鏡的結(jié)構(gòu)原理，并對(duì)其制作工藝和調(diào)節(jié)過程展開深入研究。首先，對(duì)人眼的生理特點(diǎn)與光學(xué)模型進(jìn)行介紹與分析，根據(jù)高分子彈性聚合物材料的特點(diǎn)，提出固液混合多層可調(diào)透鏡的結(jié)構(gòu)原理;然后，對(duì)聚合物材料的本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行分析，并提出可調(diào)透鏡的制作方法與工藝流程;最后，搭建可調(diào)透鏡實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)可調(diào)透鏡的形變特點(diǎn)、成像效果、調(diào)焦過程進(jìn)行測試，得到可調(diào)透鏡負(fù)載-曲率半徑-焦距的非線性變化曲線，并完成透鏡光學(xué)特性的仿真實(shí)驗(yàn)與定量分析。
　　第三

4、章，根據(jù)人眼的光學(xué)結(jié)構(gòu)與調(diào)焦特點(diǎn)，提出仿人眼光學(xué)成像系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理與研制方法。首先，進(jìn)行仿人眼光學(xué)成像系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)與調(diào)焦方案設(shè)計(jì)，提出基于仿生變焦鏡頭的光學(xué)成像系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理與設(shè)計(jì)方法;然后，根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)關(guān)鍵組件進(jìn)行原型樣機(jī)的設(shè)計(jì)與制備;最后，針對(duì)仿人眼光學(xué)成像系統(tǒng)的調(diào)焦控制問題，設(shè)計(jì)仿人眼光學(xué)成像系統(tǒng)的焦距控制平臺(tái)，對(duì)成像系統(tǒng)的調(diào)焦范圍、成像效果、光學(xué)特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試與仿真分析，得到仿人眼光學(xué)系統(tǒng)的成像特點(diǎn)與焦距調(diào)節(jié)規(guī)律。

5、
　　第四章，將聚合物可調(diào)透鏡用于變倍成像系統(tǒng)中，提出基于聚合物可調(diào)透鏡的變倍成像系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與調(diào)節(jié)機(jī)理進(jìn)行研究。針對(duì)基于可調(diào)透鏡光學(xué)變倍成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化問題，對(duì)系統(tǒng)的像差理論進(jìn)行分析，得出基于可調(diào)透鏡的變倍系統(tǒng)像差優(yōu)化的特點(diǎn)與一般原則。最后，對(duì)原型樣機(jī)的變倍效果、成像質(zhì)量與光學(xué)特性進(jìn)行測試、仿真與分析，得到位移負(fù)載-焦距-變倍數(shù)的變化特點(diǎn)與調(diào)節(jié)規(guī)律。
　　第五章，針對(duì)人眼視覺調(diào)節(jié)能力退化問題，提出仿生可調(diào)節(jié)人工

6、晶狀體的結(jié)構(gòu)原理與制作工藝。首先，對(duì)人眼晶狀體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與形變機(jī)理進(jìn)行研究，分析晶狀體的光學(xué)模型;再根據(jù)人眼晶狀體特點(diǎn)與應(yīng)用需求，提出仿生可調(diào)節(jié)人工晶狀體的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)其光學(xué)結(jié)構(gòu)、制作工藝進(jìn)行研究;最后，搭建仿生可調(diào)節(jié)人工晶狀體測試平臺(tái)，對(duì)其形變特點(diǎn)、調(diào)節(jié)能力、成像效果、表面粗糙度等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試與分析。
　　第六章，對(duì)人眼的視覺注意過程與顏色拮抗機(jī)制進(jìn)行分析，模擬人眼視覺感知過程的多通道特性與神經(jīng)生物學(xué)機(jī)理，提出基于雙通道與特征