仿人眼光學系統(tǒng)與視覺注意機理研究.pdf

1、隨著工程技術的發(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用。經(jīng)過長期的進化，人眼形成了獨特的光學結構與視覺信息處理機制，為仿生視覺系統(tǒng)研究提供了新的思路和方法。本文對人眼的光學結構、成像機理與視覺信息處理機制進行系統(tǒng)性的分析，提出新型仿人眼光學系統(tǒng)設計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，進行相關的仿真與實驗

2、研究，促進仿人眼視覺技術在光學、眼科學與圖像處理中的應用與發(fā)展，主要內(nèi)容如下:
　　第一章，闡述本課題的相關研究背景、目的與意義，介紹仿人眼視覺技術方面的研究內(nèi)容與概況，著重對變焦距光學系統(tǒng)、人工晶狀體與視覺注意模型的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和主要方法進行闡述，分析仿人眼光學系統(tǒng)與視覺注意機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，針對可調(diào)光學透鏡設計與制作的關鍵問題進行研究，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)透鏡的結構原理，并對其制作工藝和調(diào)節(jié)過程展開深入研究。首先，對人眼的生理特點與光學模型進行介紹與分析，根據(jù)高分子彈性聚合物材料的特點，提出固液混合多層可調(diào)透鏡的結構原理;然后，對聚合物材料的本構關系進行分析，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)透鏡實驗平臺，對可調(diào)透鏡的形變特點、成像效果、調(diào)焦過程進行測試，得到可調(diào)透鏡負載-曲率半徑-焦距的非線性變化曲線，并完成透鏡光學特性的仿真實驗與定量分析。
　　第三

4、章，根據(jù)人眼的光學結構與調(diào)焦特點，提出仿人眼光學成像系統(tǒng)的實現(xiàn)原理與研制方法。首先，進行仿人眼光學成像系統(tǒng)的整體結構與調(diào)焦方案設計，提出基于仿生變焦鏡頭的光學成像系統(tǒng)的實現(xiàn)原理與設計方法;然后，根據(jù)系統(tǒng)的結構特點，對關鍵組件進行原型樣機的設計與制備;最后，針對仿人眼光學成像系統(tǒng)的調(diào)焦控制問題，設計仿人眼光學成像系統(tǒng)的焦距控制平臺，對成像系統(tǒng)的調(diào)焦范圍、成像效果、光學特性進行實驗測試與仿真分析，得到仿人眼光學系統(tǒng)的成像特點與焦距調(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)，對系統(tǒng)的結構特點與調(diào)節(jié)機理進行研究。針對基于可調(diào)透鏡光學變倍成像系統(tǒng)的設計優(yōu)化問題，對系統(tǒng)的像差理論進行分析，得出基于可調(diào)透鏡的變倍系統(tǒng)像差優(yōu)化的特點與一般原則。最后，對原型樣機的變倍效果、成像質(zhì)量與光學特性進行測試、仿真與分析，得到位移負載-焦距-變倍數(shù)的變化特點與調(diào)節(jié)規(guī)律。
　　第五章，針對人眼視覺調(diào)節(jié)能力退化問題，提出仿生可調(diào)節(jié)人工

6、晶狀體的結構原理與制作工藝。首先，對人眼晶狀體的結構特點與形變機理進行研究，分析晶狀體的光學模型;再根據(jù)人眼晶狀體特點與應用需求，提出仿生可調(diào)節(jié)人工晶狀體的設計方法，并對其光學結構、制作工藝進行研究;最后，搭建仿生可調(diào)節(jié)人工晶狀體測試平臺，對其形變特點、調(diào)節(jié)能力、成像效果、表面粗糙度等進行實驗測試與分析。
　　第六章，對人眼的視覺注意過程與顏色拮抗機制進行分析，模擬人眼視覺感知過程的多通道特性與神經(jīng)生物學機理，提出基于雙通道與特征