人眼视度

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人眼视度

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编辑本段人眼视度

人眼视度即指人的肉眼可视角度的度数。

人类通常是120度,当集中注意力时约为五分之一,即25度

单眼水平视角图:

人单眼的水平视角最大可达156度,双眼的水平视角最大可达188度。人两眼重合视域为124度,单眼舒适视域为60度。

1.人眼其实观看到的并不仅仅是一个具有重合视角的平面,而是一个超过180度鱼眼镜头的188度环形平面,类似于近期比较流行的环形电影屏幕。

2.人两眼重合视域有124度。也就是说在人眼观看到的范围内,只有这124度视角内的物体才有立体感。换句话说只有这124度两眼重合视域内观看到的物体截面,超过了180度,以至于形成了立体感。

3.单眼舒适视域为60度。是讲只有这单眼的60度范围内的物体,人们才能够看清楚,人眼才能够聚焦。超过水平方向视野角30度的周边部分称为诱导视野,俗称眼睛的余光,其实是人眼并不敏感的范围,也就是无法看清楚的。

当然我们所需要研究的是双眼所呈现的立体视觉,以上这部分仅作陈述基础知识,下面部分开始立体视觉透视的探索。

双眼水平视角图:

1.∠xyz实际上就是被鼻子挡住的位置,图2全部白色的范围实际上就是人眼的盲区,除了可以看到自己的鼻子和眼眶。

2.实际上只有∠cyg这个范围内观看到的事物才有立体感。

3.人单眼的舒适视域只有60度,也就是说观看到的物体和拍摄的照片以60度为最佳;立体摄影最大范围为单眼124度【(156-90-4)×2】,即为双镜头视线水平,双倍的视线到两眼内侧的角度,也就是∠ixg和∠czj。

4.先说60度舒适视角的立体成像。可以看到线bf为我们以60度视角的镜头拍摄并合成的立体照片。其中bk和lf两部分为未重合的二维部分,kl为重合的

三维部分。相信大多数朋友拍摄立体摄影和立体视频时都会发现这个问题。

人眼高阶像差校正和视觉分析系统_薛丽霞

文章编号:0253-2239(2007)05-0893-5 人眼高阶像差校正和视觉分析系统 * 薛丽霞 饶学军 王 成 胡弈云 凌 宁 姜文汉 (中国科学院光电技术研究所,成都610209) 摘要: 人眼除具有可用眼镜或接触镜校正的低阶像差(离焦、像散)之外,还普遍存在高阶像差。高阶像差的存在影响着屈光系统的成像质量。为研究高阶像差对视觉功能的影响,利用自适应光学技术,建立了具有校正高阶像差和产生高阶像差双重功能的人眼高阶像差校正和视觉分析系统。介绍了系统实现高阶像差校正和视觉分析的工作原理;阐述了波前校正器、哈特曼波前探测系统、控制系统等关键单元技术;列出了系统对泽尼克模式像差的校正效果,绝大多数像差从0.5λ降低到0.2λ以下;阐明系统功能的实现过程,并给出仿真实验的结果。该系统为进一步研究高阶像差对视功能的影响提供了有效的手段。关键词: 自适应光学;成像系统;视觉分析;高阶像差中图分类号:T H77;T H74 文献标识码:A  *国家重点自然基金(60438030)资助课题。  作者简介:薛丽霞(1978-),女,山东聊城人,助研,硕士,主要从事自适应光学在眼科学方面的应用研究。E -mail :xuelixia321@https://www.360docs.net/doc/e614650680.html, 收稿日期:2006-06-07;收到修改稿日期:2006-11-10 Highe r -Order Abe rrations Corre ction and V ision Analysis System for Human Eye Xue Lixia Rao Xuejun Wang Cheng Hu Yiyun Ling Ning Jiang Wenhan (Inst itute of Optics and Elect ronics ,the Chinese Academy of Sciences ,Chengdu 610209) Abstract : Besides defocus and astigmatism that can be corrected by wearing spectacles or contact lens ,there are a lso higher -order aberrations in human eye which influence the visual function .By using adaptive optics tec hnology ,the system of higher -order aberrations c orrection and vision analysis for human eye has been developed .The princ iple of correcting high -order aberrations and vision analysis is presented ,and key element technologies ,suc h a s wave -front corrector ,Hartm ann wave -front detector and c ontrol system ,are explained ,correct ca pability to Zernike modal aberrations are listed ,most of aberrations that RMS error equals 0.5λdecreased below 0.2λ,the simulated result is shown to explain how the function of system is rea lized .It is an effective tool to study the influence of higher -order aberrations to vision function .Key wo rds : a daptive optics ;imaging system ;higher -order aberrations ;vision analysis 1 引 言 屈光系统是形成视觉的必备条件[1] 。然而,存在着实际人眼与理想屈光状态之间的光学偏差和缺陷。1994年Liang 等[2]发现人眼除了离焦、像散等低阶像差之外,还存在着更加复杂的高阶像差如彗差、球差和三叶草等。随后各国研究者对人眼高阶像差进行了评估[3~5],发现高阶像差普遍存在于人眼中。1997年William s 等在实验室利用变形镜技术矫正高阶像差后黄斑处的锥细胞的活体成像的对 比敏感度增加了6倍之多[6],说明高阶像差的存在影响着眼屈光系统的光学质量。由于高阶像差无法用传统的球柱镜进行校正,因此准分子激光校正高阶像差成为近年来的研究热点,但是直到目前为止 没有出现振奋人心的效果,很多因素影响校正结果,其中之一就是对高阶像差各组分对视功能的影响没有明确的研究结果,校正模式存在缺陷。 目前已经证实人眼像差各组分对于视锐度和对比敏感度的影响并不相同[7],而且人眼像差各组分 第27卷 第5期2007年5月 光 学 学 报AC TA OPTICA SINICA V ol .27,N o .5 M ay ,2007

人眼的高阶与低阶像差来源

图一、眼球的各阶像差组成 图二、眼球的波振面图

人眼的高阶与低阶像差(合称:波前像差)的来源一般有三个方面: 1、角膜和晶状体的表面不完美,其表面曲度存在局部偏差; 2、角膜与晶状体、玻璃体的光学中心不同轴; 3、屈光介质(角膜、房水、水晶体、玻璃体)不均匀,使折射率有偏差。 这些结构上的偏差使得经过偏差部位的光线偏离理想光路,以至物体上一点在视网膜的对应点上不是一个理想的像点,而是一个发散的光斑,其结果是整个视网膜成像对比度下降,视觉模糊(见图二)。 实践证明,基于几何光学原理对人眼光学系统特性的传统评价方法存在很大的局限性。近代物理学研究发现光有波粒两相性。根据光的波动学理论可以完整地评价和描述人眼的成像偏差,这种成像偏差被称为波前像差。 最新研究表明高阶像差对人眼的成像质量有着严重影响,特别是对近视眼球的影响更甚。在40%的近视眼中,其高阶像差的视力影响相当于150度近视。这就可以解释为什么很多近视朋友们在验光配镜时,总是难以达到如正常眼一样的视锐度。因为现行的近视镜片只矫正眼球离焦状态(低阶像差),而不能同时矫正高阶像差。 另外有关近视形成的理论研究表明,人眼的高阶像差是导致近视眼形成的危险因子。因为高阶像差能使视网膜成像模糊,而动物试验已证实无论用何种方法使动物眼底视网膜成像模糊,均能导致动物们发生近

视眼。总之,对人眼的波前像差进行研究,必须先对眼球高阶像差做精确的描述和测量。

实施普通LASIK近视矫正手术,只能矫正眼球的低阶像差。残余有高阶像差的眼,会产生扭曲的波振面图像,从而产生扭曲的点图像。所以许多近视朋友们手术后的裸眼视力虽然达到了1.0或1.0以上,但是有夜间视力下降﹑眩光、光晕、重影、对比敏感度下降等视觉质量问题。因此,波前像差引导的角膜“个性化”准分子激光治疗,可以全面矫正眼球的高阶与低阶像差,是目前改善角膜屈光手术后视觉质量的重要方法。 (注:文档可能无法思考全面,请浏览后下载,供参考。可复制、编制,期待你的好评与关注)

人眼视觉特性

人眼视觉特性 人眼对380~780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度,称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。 1)视敏函数在相同亮度感觉的条件下,不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数K(λ)=1/pr(λ) 。 2)相对视敏函数实验表明,人眼对波长为555纳米的光最敏感,因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数。可见光波长实验表明:视敏涵数的曲线的最大值位于555nm处当光线微弱向左偏移最大值为507nm处,两者相差近50nm,人眼就相当于带通滤波器,这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多.三条曲线的峰值比为R:G:B=0.54:0.575:0.053(蓝光放大20倍).三条曲线有相当一部分是重叠的.正常观察条件下,人眼得到的是二者的合成的视觉,不能将他们各自的数值区分开来.大脑根据三者的比例,感知彩色的色调和饱和度,而三者的和决定了光的总亮度。

2.1对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线性的,通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强 I增大时,在一定幅度内感觉不出,必须变化到一定值I+ΔI时,人眼才能感觉到亮度有变化,ΔI/I 此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度,即不会被人眼察觉。此外,高频部分在相同的灵敏度阈值下,色差信号Y-R 空间频率只有亮度Y的一半,色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关,随着时间轴变化频率的增加,人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势,视觉上的这种动态对比灵敏度特性表现为图像序列之间相互掩盖效应。可见度阈值和掩盖效应对图像编码量化器的设计有重要作用,利用这一视觉特性,在图像的边缘可以容忍较大的量化误差,因而可使量化级减少,从而降低数字码率。 2.2分辨率 当空间平面上两个黑点相互靠拢到一定程度时,离开黑点一定距离的观察者就无法区分它们,这意味着人眼分辨景物细节的能力是有限的,这个极限值就是分辨率。研究表明人眼的分辨率有如下一些特点:①当照度太强、太弱时或当背景亮度太强时,人眼分辨率降低。②当视觉目标运动速度加快时,人眼分辨率降低。③人眼对彩色细节的分辨率比对亮度细节的分辨率要差,如果黑白分辨率为1,则黑红为0.4,

视锥细胞

视锥细胞 视锥细胞在中央凹分布密集,而在视网膜周边区相对较少。中央凹处的视锥细胞与双极细胞、神经节细胞存在“单线联系”,使中央凹对光的感受分辨力高。视锥细胞主司昼光觉,有色觉,光敏感性差,但视敏度高。 最新新闻 这裙子,到底是“蓝黑”还是“白金”? 2015-02-27 16:29 一张图片就能让互联网分裂成两大相互攻击的阵营—承认吧,这对互联网而言也就是司空见惯的常事儿。但不管怎么说,过去的半天内,整个社交网络上的人都在讨论这件完全正常的修身蕾丝连衣裙到底是蓝黑相间,还是白金相间。这两个阵营互不相让。...详情 内容来自 中文名视锥细胞 外文名Cone Cell 属于视细胞 种类两种 目录 1基本定义 ?视细胞 ?视锥细胞 2细胞结构 3主要特点 4红色盲 5相关学说 ?三原色 ?对比色 1基本定义 视细胞 视锥细胞是视细胞的重要部分.视细胞是视网膜的感光神经元,分为视杆细胞和视锥细胞,均属双极神经元,由树突,胞体和轴突三部分构成.树突由较细的外界和稍膨大的内接组成.外节为感光部分,电镜下可见许多平行排列的膜盘,他们是外节的一侧细胞膜内陷折叠而成.膜盘是视细胞的感光部分,不断由内节产生. 视细胞根据树突形状的不同分为视杆细胞和视锥细胞. 视锥细胞 Cone Cell.人类每只眼球视网膜大约600万~700万的视锥细胞,多分布在黄斑处,周围逐渐减少.树突为锥体形,因此成为视锥细胞.外节的膜盘大部分与胞膜相连.外节膜盘上的感光物质称为视色素,能感受强光和颜色.大多数哺乳动物都具有能感受红光,蓝光以及绿光的三种视锥细胞.视锥细胞体积较大,核大着色浅,轴突末梢膨大如足状,可与一个或多个双极细胞形成突触. 视锥细胞仅在非常亮的光线下工作,并对高照度敏感,视锥细胞视觉成为适亮视觉(photopic vision)。 2细胞结构 视锥细胞外段也具有与视杆细胞类似的盘状结构,并含有特殊的感光色素,但分子数目较少。已知,大多数脊椎动物具有三种不同的视锥色素,各存在于不同的视锥细胞中。三种视锥色素都含有同样的11-顺型视黄醛,只是视蛋白的分子结构稍有不同。看来是视蛋白分子结构

视锥细胞、视杆细胞与视觉环境

视锥细胞、视杆细胞与视觉环境 眼镜百科 祝锥细胞◆祝杆细胞与视觉耳一 从五彩缤纷闪烁着的人造光源,到各类被阳光 强反射的建筑外墙和频闪画面等各种视觉环境,人类 的眼睛表现出了非凡的适应性.而今,科研人员在不 断的探索中,发现了感光细胞具有的特质,使我们对 人眼感光细胞有了新的认识. 一 ,重新理解白天视物的新循环 受光的刺激,人眼视网膜中感光细胞经过一系列 的物理,生化变化,把光的刺激转换为神经冲动,传递 到大脑后产生视觉.视网膜感受光刺激的感光细胞有 两种,一种称为杆状细胞,它们支撑弱光(感受全频 光).另一种称为视锥细胞,它们感受强光,并提供高 分辨率的色彩视觉.这两类细胞都采用一种名为发色 团的特殊化学基因,该发色团为11一顺式黄醛.当光 子刺激杆状细胞或视锥细胞时,会使发色团转换成低 能态构型.这一系列活动以向大脑发出信号而告终. 一 旦发色团引发了这一系列活动,它必须在吸收另一 个光子前"复位".这个复位过程称之为视觉循环. 以前,大部分视觉循环的知识和研究都来自于对 于杆状细胞的研究.因为它们基本上组成了视网膜的 主体部分.然而美国加州大学生化学家研究认为,视 锥细胞可能用与其不同的方式使其发色团复位.为了 弄清这一点,他们研究了小鸡和地松鼠的视网膜,因

为这两种动物的视锥细胞多于杆状细胞(有的动物杆状细胞多,而且视锥细胞功能未全).首先,专家认为,如果视锥细胞被已知的视循环所代替,发色团在明亮光线下的消耗速度就会慢得多.他们开始试图找到另一条能使这些分子复位的新途径.结果发现眼睛中一种名为Muller的细胞能够部分地完成j~2IU(g. 然后视锥细胞能将这一中间形式转化成可用的发色团.美国加州大学将这一结果发表在《神经细胞》杂志上.这一条新途径不仅比原来描述的视循环快20 倍,而且还能有选择地为视锥细胞提供发色团以避免杆状细胞的竞争.这就有助于解释我们为何具有白天视物的能力. 美国波=lz顿市哈佛医学院的视医学者表示:"这 项工作是优秀思想与生化技术的出色结合."专家指出,以行为表现的研究报告曾暗示存在着这种特异性视锥细胞途径,但新的结果则证明了该视循环的存在. 21世纪初,上海复旦大学生命科学院寿天德教 授利用脑内源信号光学成像系统,在国际上首次证实:人大脑皮层以下的细胞也具有一对"慧眼",只是"视力"比大脑皮层上的细胞差一点.寿天德教授通 口唐永连/文 过视觉功能整合的时空相关研究得出结论:大脑皮层上下的所有细胞都具有"视力". 二,杆状细胞需要营养 常听家长们说:"我的孩子胆小怕黑,真没有办 法,可能长大一些就会好了."怕黑仅仅是胆小吗?专家指出怕黑的孩子可能患有某种形式的眼科疾病——夜盲症.

生理学试题带答案

2015 秋生理学第一批 1. 简述视网膜两种感光细胞的分布及其功能特征。 答:视网膜存在两种感光细胞:视杆细胞和视锥细胞,分别组成了视杆系统(晚光觉系统)和视锥系统(昼光觉系统),其结构和功能上的主要区别是:(1)视锥细胞在中央凹处分布密集,愈近视网膜的周边区域视锥细胞愈稀少;视锥系统细胞间特别是中央凹处的视锥细胞与双极细胞、神经节细胞之间的信息传递存在“单线联系”,甚至还可能存在辐散式的联系,无视杆细胞的会聚现象;同时,视锥细胞还有三种吸收光谱特性不同的视色素。因此视锥系统特别是中央凹处对光的分辨能力强,主司昼光觉和色觉,但对光的敏感度较差,中央凹在亮处有最高的视敏度和色觉。(2)视杆细胞在中央凹处无分布,愈近视网膜的周边区域视杆细胞愈密集;视杆细胞与双极细胞、神经节细胞的联络方式中普遍存在会聚现象;而且视杆细胞只有视紫红质一种视色素。所以视杆系统有总和刺激的结构基础(会聚联系),因此对暗光敏感,但分辨能力差,在弱光下只能看到物体的粗略的轮廓、视物无色觉。在暗光下视物主要靠视杆系统。 2. 简述尿生成的基本过程 答:(1)肾小球的滤过作用.血液流经肾小球时,血浆中的水分和其它物质(电解质和小分子有机物)从肾小球滤过,而形成肾小球滤过液,即原尿. (2)肾小管的重吸收作用.原尿经过肾小管,99%的水分被重吸收,还有葡萄糖和蛋白质等营养物质也全部被重吸收到血液中.钠离子、氯离子、水和尿素,虽然在肾小管各段均能重吸收,但主要是在近曲小管重吸收. (3)肾小管和集合管的分泌作用.尿中有相当一部分物质是由肾小管和集合管上皮细胞将它们周围毛细血管血液中的一些成分,以及这些细胞本身产生的一些物质分泌或排泄到管腔中的.3.为什么说小肠是消化和吸收的主要部位?首先胃是暂时储存食物及研磨食物的地方,进入小肠后,多种外分泌消化腺,如胰液中各类胰酶,胆汁,小肠液将三大营养物——糖,脂肪,蛋白质,以及脂溶性维生素分解为各类可吸收最小物质。 3.为什么说小肠是消化和吸收的主要部位? 答:小肠为吸收的主要部位主要因为: 1、吸收面积大.(微绒毛结构使小肠粘膜总面积增加600倍). 2、绒毛内富含毛细血管、毛细淋巴管、平滑肌纤维和神经纤维网等结构.利于吸收. 3、营养物质在小肠内已被消化为结构简单的可吸收的物质,食物在小肠内停留时间较长,一般为3~8h.. 4. 有哪些因素影响肺部气体交换? 答:影响肺部气体交换的因素:①气体的分压差:分压差大,扩散速率越大;反之,相反。②气体的分子量和溶解度:气体分子的扩散速率与其分子量的平方根成正比,与溶解度成反比。③扩散面积和距离:气体扩散速率与扩散面积成正比,与呼吸膜的厚度成反比。④温度:气体的扩散速率与温度成正比。在人体,体温相等恒定,正常生理情况下温度因素可忽略不计。⑤通气?血流比值:当比值为0.84时,气体交换速率最高。 5.简述压力感受性反射的特点与生理学意义: 答:1.简述压力感受性反射的特点与生理学意义。压力感受性反射又称减压反射。当血压在60~180mmHg (8.0~24.0kPa)范围内波动时,如高于正常范围,存在于颈动脉窦、主动脉弓血管外膜下的感觉神经末梢受到动脉壁的被动扩张、牵拉,通过颈动脉窦压力感受器→颈动脉窦神经→舌咽神经→延髓孤束核;主动脉弓压力感受器→主动脉神经→迷走神经→延髓孤束核,通过延髓内的神经通路,最终使心迷走紧张增强,心交感紧张和交感缩血管紧张降低。结果使心脏的活动减弱、心率减慢,心输出量减少,外周血管阻力降低,动脉血压回降;反之,当血压降低时可使血压回升。因此该反射起缓冲动脉血压的作用,为典型的负反馈调节机制。特点:①是一种典型的期中即起作用;③主要对急骤变化的血压起缓冲作用,

人眼的视觉特性

人眼的视觉特性 1、引言人眼的视觉系统是世界上最好的图像处理系统,但它远远不是完美的。人眼的视觉系统对图像的认知是非均匀的和非线性的,并不是对图像中的任何变化都能感知。例如图像系数的量化误差引起的图像变化在一定范围内是不能为人眼所觉察的。因此,如果编码方案能利用人眼视觉系统的一些特点,是可以得到高压缩比的。对人眼视觉特性的深入研究及由此而建立的各种数学模型,一直是各种图像数字压缩算法的基础。 2、人眼的视觉特性 人眼对380~780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度,称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。1)视敏函数在相同亮度感觉的条件下,不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数K(λ)=1/pr(λ) 。2)相对视敏函数实验表明,人眼对波长为555纳米的光最敏感,因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数。 可见光波长 实验表明:视敏涵数的曲线的最大值位于555nm处当

光线微弱向左偏移最大值为507nm处,两者相差近50nm,人眼就相当于带通滤波器,这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多.三条曲线的峰值比为R:G:B=0.54:0.575:0.053(蓝光放大20倍).三条曲线有相当一部分是重叠的.正常观察条件下,人眼得到的是二者的合成的视觉,不能将他们各自的数值区分开来.大脑根据三者的比例,感知彩色的色调和饱和度,而三者的和决定了光的总亮度。 2.1对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线 性的,通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。也就是说,当光强I增大时,在一定幅度内感觉不出,必须变化到一定值I+ΔI时,人眼才能感觉到亮度有变化,ΔI/I一般也称为对比灵敏度。因此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度,即不会被人眼察觉。此外,高频部分在相同的灵敏度阈值下,色差信号Y-R空间频率只有亮度Y的一半,色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关,随着时间轴变化频率的增加,人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势,视觉上的这种动态对比灵敏度特性表现为图像序列之间相互掩盖效应。

人眼视觉特性

人眼视觉特性(HVS) 人眼类似于一个光学系统,但它不是普通意义上的光学系统,还受到神经系统的调节。人眼观察图像时可以用以下几个方面的反应及特性: (1)从空间频率域来看,人眼是一个低通型线性系统,分辨景物的能力是有限的。由于瞳孔有一定的几何尺寸和一定的光学像差,视觉细胞有一定的大小,所以人眼的分辨率不可能是无穷的,HVS对太高的频率不敏感。 (2)人眼对亮度的响应具有对数非线性性质,以达到其亮度的动态范围。由于人眼对亮度响应的这种非线性,在平均亮度大的区域,人眼对灰度误差不敏感。 (3)人眼对亮度信号的空间分辨率大于对色度信号的空间分辨率。 (4)由于人眼受神经系统的调节,从空间频率的角度来说,人眼又具有带通性线性系统的特性。由信号分析的理论可知,人眼视觉系统对信号进行加权求和运算,相当于使信号通过一个带通滤波器,结果会使人眼产生一种边缘增强感觉一一侧抑制效应。 (5)图像的边缘信息对视觉很重要,特别是边缘的位置信息。人眼容易感觉到边缘的位置变化,而对于边缘的灰度误差,人眼并不敏感。 (6)人眼的视觉掩盖效应是一种局部效应,受背景照度、纹理复杂性和信号频率的影响。具有不同局部特性的区域,在保证不被人眼察觉的前提下,允许改变的信号强度不同。 人眼的视觉特性是一个多信道(Multichannel)模型。或者说,它具有多频信道分解特性(Mutifrequency channel decompositon )。例如,对人眼给定一个较长时间的光刺激后,其刺激灵敏度对同样的刺激就降低,但对其它不同频率段的刺激灵敏变却不受影响(此实验可以让人眼去观察不同空间频率的正弦光栅来证实)。视觉模型有多种,例如神经元模型,黑白模型以及彩色视觉模型等等,分别反应了人眼视觉的不同特性。Campbell和Robosn由此假设人眼的视网膜上存在许多独立的线性带通滤波器,使图像分解成不同频率段,而且不同频率段的带宽很窄。视觉生理学的进一步研究还发现,这些滤波器的频带宽度是倍频递增的,换句话说,视网膜中的图像分解成某些频率段,它们在对数尺度上是等宽度的。视觉生理学的这些特征,也被我们对事物的观察所证实。一幅分辨率低的风景照,我们可能只能分辨出

视杆细胞与视锥细胞(生物竞赛)

视觉形成过程 光线→角膜→瞳孔→晶状体(折射光线)→玻璃体(固定眼球)→视网膜(形成物像)→视神经(传导视觉信息)→大脑视觉中枢(形成视觉) 哺乳动物光感受器细胞模式图光感受器按其形状可分为两大类,即视杆细胞和视锥细胞。夜间活动的动物(如鼠)视网膜的光感受器以视杆细胞为主,而昼间活动的动物(如鸡、松鼠等)则以视锥细胞为主。但大多数脊椎动物(包括人)则两者兼而有之。视杆细胞在光线较暗时活动,有较高的光敏度,但不能作精细的空间分辨,且不参与色觉。在较明亮的环境中以视锥细胞为主,它能提供色觉以及精细视觉。这是视觉二元理论的核心。在人的视网膜中,视锥细胞约有600~800万个,视杆细胞总数达1亿以上。它们似以镶嵌的形式分布在视网膜中;其分布是不均匀的,在视网膜黄斑部位的中央凹区,几乎只有视锥细胞。这一区域有很高的空间分辨能力(视锐度,也叫视力)。它还有良好的色觉,对于视觉最为重要。中央凹以外区域,两种细胞兼有,离中央凹越远视杆细胞越多,视锥细胞则越少。在视神经离开视网膜的部位(乳头),由于没有任何光感受器,便形成盲点。 视网膜内有感光细胞层,人类和大多数脊椎动物的感光细胞有视杆细胞和视锥细胞两种。感光细胞可通过终足和双极细胞发生突触联系,双极细胞再和神经节细胞联系,由节细胞发生的突起在视网膜表面聚合成束,然后穿过脉络膜和巩膜后构成视神经,视神经出眼球后穿视神经管入颅腔,经视交叉连于间脑。 视网膜存在两种感光细胞:视锥细胞与视杆细胞。 视锥细胞在中央凹分布密集,而在视网膜周边区相对较少。中央凹处的视锥细胞与双极细胞、神经节细胞存在“单线联系”,使中央凹对光的感受分辨力高。视锥细胞主司昼光觉,有色觉,光敏感性差,但视敏度高。 视杆细胞在中央凹处无分布,主要分布在视网膜的周边部,其与双极细胞、神经节细胞的联络方式不变存在汇聚现象。视杆细胞对暗光敏感,故光敏感度较高,但分辨能力差,在弱光下只能看到物体粗略的轮廓,并且视物无色觉。 视椎的空间分辨率高,视杆则对微弱光线更敏感。直视条件下,视野中心落在中央凹上。这样强光条件有利,弱光条件反倒不利。 它们的名称来自他们的形态,但结果大致相同,只是由于所含有的感光色素不同才引起了不同的功能。 视紫红质是视杆细胞的感光色素,而视锥细胞的感光色素是视紫蓝质。视紫红质由视蛋白和视黄醛结合而成,在亮处分解,在暗处又可重新合成。而视紫蓝质则在明处合成。

第一节_人眼的视觉特性-总结

第一节人眼的视觉特性 1、在一般情况下,如有两种光谱成分不同的光,只要三种光敏细胞对它们的感觉相同,则主观彩色感觉(包括亮度和色度)就相同。 2、格拉斯曼定律—复合光的亮度等于各光分量的亮度之和。 3、人眼的视觉范围有一定的限度,明暗感觉是相对的。 4、韦伯-费赫涅尔定律—亮度感觉与亮度L的对数成线性关系。 5、一方面,重现景物的亮度无需等于实际景物的亮度,而只需保持二者的最大亮度与最小亮度的比值不变;另一方面,人眼不能察觉的亮度差别,在重现景物时也无需精确复制出来。 6、人眼分辨景物细节有一极限值,对彩色细节的分辨能力远比对亮度细节分辨力低。 7、视觉的空间频率响应具有低通滤波器性质。 8、人眼存在视觉惰性—电影、电视放映的生理基础。 临界闪烁频率取决于亮度、亮度变化幅度、观看距离等。

一、人眼的亮度感觉 1.人眼的光亮感觉 光也是一种电磁辐射,人眼对780~380纳米之间电磁波的刺激有光亮的感觉,故波长在这个范围内的电磁波称为可见光。 2.人眼的彩色感觉 人眼对780~380纳米之间的光还有彩色感觉,具体如图1-1所示。 3.人眼的视敏特性 人眼对380~780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度,称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。 1)视敏函数在相同亮度感觉的条件下,不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数。 2)相对视敏函数实验表明,人眼对波长为555纳米的光最敏感,因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数, 记为: 如图1-2所示,左边的曲线是暗视觉曲线,右边的是明视觉曲线。 二、人眼亮度感觉的特性(描述人眼对光亮差别的感觉特性) 1.亮度:光源或反射面的明亮程度,亮度的单位为(坎德拉/平方米)。 2.亮度视觉的范围:人眼总的感光范围极其宽广,明视觉的亮度感觉范围为到量级, 而暗视觉的感觉范围为千分之几到几个。 3.光亮感觉的特点: 1)人眼的主观亮度感觉与周围环境亮度有关。 2) 主观亮度感觉S与亮度值B的对数成比例关系:,其中和K是常数。 3) 主观亮度感觉是心理量而不是物理量,故其单位是以实验得出的变化级数(S)来表征的。实验表明,在不同的亮度B值下,人眼能觉察的最小亮度变化并非定值。B大,也大;B小,也小,但是/B的值是大致相同的。 将可觉察的最小相对亮度变化 /B称为对比度灵敏度阈,用标记,其值通常在0.005~0.05之间。 人眼的亮度感觉并非决定于绝对亮度变化,而是决定于相对亮度变化。故重现景物的亮度无须等于实际景物的亮度,而只需保持最大亮度与最小亮度之比值相同,就能给人以真实感。 4.对比度和亮度层次 1) 对比度:指光源或发光面的最大亮度与最小亮度之比值。 用下式表示:。外界景物的对比度不超过100:1,显象管图像的对比度为30:1。

人眼的视觉特性知识讲解

人眼的视觉特性

人眼的视觉特性 1、引言人眼的视觉系统是世界上最好的图像处理系统,但它远远不是完美的。人眼的视觉系统对图像的认知是非均匀的和非线性的,并不是对图像中的任何变化都能感知。例如图像系数的量化误差引起的图像变化在一定范围内是不能为人眼所觉察的。因此,如果编码方案能利用人眼视觉系统的一些特点,是可以得到高压缩比的。对人眼视觉特性的深入研究及由此而建立的各种数学模型,一直是各种图像数字压缩算法的基础。 2、人眼的视觉特性人眼对380~780纳米内不同波长的光具有不同的敏感程度,称为人眼的视敏特性。衡量描述人眼视敏特性的物理量为视敏函数和相对视敏函数。1)视敏函数在相同亮度感觉的条件下,不同波长上光辐射功率的倒数可以用来衡量人眼对各波长光明亮感觉的敏感程度。称为视敏函数 K(λ)=1/pr(λ) 。2)相对视敏函数实验表明,人眼对波长为555纳米的光最敏感,因此把任意波长的光的视敏函数与最大视敏函数值K(555)相比的比值称为相对视敏函数。 可见光波长

实验表明:视敏涵数的曲线的最大值位于555nm处当光线微弱向左偏移最大值为507nm处,两者相差近50nm,人眼就相当于带通滤波器,这就表明人眼对亮度变化比较敏感。人眼对于蓝光的视觉灵敏度要比红光和绿光低的多.三条曲线的峰值比为R:G:B=0.54:0.575:0.053(蓝光放大20倍).三条曲线有相当一部分是重叠的.正常观察条件下,人眼得到的是二者的合成的视觉,不能将他们各自的数值区分开来.大脑根据三者的比例,感知彩色的色调和饱和度,而三者的和决定了光的总亮度。 2.1对比灵敏度人眼对亮度光强变化的响应是非线性的,通常把人眼主观上刚刚可辨别亮度差别所需的最小光强差值称为亮度的可见度阈值。也就是说,当光强I增大时,在一定幅度内感觉不出,必须变化到一定值I+ΔI时,人眼才能感觉到亮度有变化,ΔI/I一般也称为对比灵敏度。因此恢复图像的误差如果低于对比灵敏度,即不会被人眼察觉。此外,高频部分在相同的灵敏度阈值下,色差信号Y-R空间频率只有亮度Y的一半,色差信号Y-B空间频率只有亮度Y的1/4。人眼对于运动图像的对比灵敏度与时间轴上信息的变化速度有关,随着时间轴变化频率的增加,人眼所能感受到的图像信息的误差阈值呈上升趋势,

生理学试题及答案第九章-感觉器官

第九章感觉器官 一、名词解释 1、感受器 2、感觉器官 3、适宜刺激 4、感受器电位 5、感受器的适应现象 6、近视 7、远视 8、暗适应 9、气传导 10、微音器电位 11、前庭自主神经反应 12、视力 二、填空题 1、感受器的一般生理特性有:适宜刺激、换能作用、编码作用、适应现象。 2、对一种感受器来说,最为敏感的某种特定形式的刺激称为该感受器的________。 3、眼具有折光成像和感光换能两项功能。 4、眼的折光组织有:角膜、房水、晶状体、玻璃体,其中折光能力最强的是角膜,能使眼的折光度发生改变的是晶状体。 5、视近物时眼的调节反应有晶状体凸度增加、瞳孔缩小、两眼球会聚。 6、眼注视近物时,睫状肌收缩、悬韧带放松、晶状体_______,晶状体的折光力_______。 7、眼的屈光能力异常有近视、远视、散光。 8、眼球前后径过长或折光系统折光能力过强,可引起近视。 9、人的视网膜上有两种感光细胞,即视锥细胞和视杆细胞。前者主要分布在视网膜的中央部,后者分布在视网膜的周边部。 10、视杆细胞所含的感光色素为视紫红质,在光照时迅速分解为视蛋白和视黄醛,在暗处又

能重新分布。被消耗了的视黄醛则由维生素A补充。 11、视网膜中具有分辨颜色能力的感光换能系统是视锥系统。 12、对全部颜色或某些颜色缺乏分辨能力的色觉障碍称为色盲。 13、在同一光照条件下,不同颜色的视野不同,其中白色的视野最大,绿色的视野最小。 14、声波由外耳向内耳传入包括气传导与骨传导两条途径,其中以气传导为主,因为它有增压效应。 15、声波经外耳道引起鼓膜振动,再经听骨链和卵圆窗膜传入耳蜗,这一条声音传导的途径称为__________。 16、鼓膜和听骨链构成了声音由外耳传向耳蜗的最有效的传导途径。声波经此途径传入内耳时,其振动幅度减小,振动强度增大,这种效应称为增压效应。 17、咽鼓管具有平衡咽鼓管内压压与外界大气压的作用,对维持正常听力具有重要意义。 18、根据行波学说原理,基底膜底部主要感受高频声波,基底膜顶部主要感受低频声波。 19、耳蜗管基底膜上的_______________是声音感受装置。 20、基底膜的振动从耳蜗底部开始,以___________的方式向耳蜗顶部传播。 21、根据行波学说,声波频率愈低,基底膜上出现最大振幅的部位愈靠近_____________。 22、当耳蜗受到声音刺激时,在耳蜗及其附近结构还可记录到一种具有交流性质的电变化,这种电变化的频率和幅度与作用于耳蜗的声波振动完全一致,称为________电位。 三、选择题 1、专门感受机体内、外环境变化的结构或装置称为 B A、受体 B、感受器 C、分析器 D、感觉器官 E、特殊器官 2、下列结构中,哪个属于感觉器官(D) A、痛觉感受器 B、冷敏神经元 C、本体感受器 D、前庭器官 E、触觉感受器 3、下列哪种感受器的传入冲动不会产生主观上的特定的感觉(E) A、视觉器官 B、听觉器官 C、嗅觉器官 D、味觉器官 E、颈动脉窦压力感受器 4、下列哪种感觉不属于皮肤感觉 C A、触觉 B、痛觉 C、位置觉 D、冷觉 E、温觉 5、各种感受器均各有其最敏感、最容易接受的刺激形式,称为感受器的 D

人眼色像差测量技术研究

人眼色像差测量技术研究 人眼中同时存在着单色像差和色差。成熟的哈特曼波前传感技术和自适应光学技术,使得单色像差得到了很好的测量与校正,这些技术被广泛应用于眼底成像和视光学的研究中。在单色像差被校正后,人眼色差成为了影响多波长眼底成像分辨率与人工晶体眼视功能的主要因素。实时、准确地评价人眼色差,对提高多波长眼底成像精度和提高人工晶体眼视功能具有重要的价值。 当前,基于自适应光学技术客观评价人眼色差的方法已在国际上发表,其中轴向色差的测量已经实现了临床应用。但是,目前色差的研究只针对单一轴向色差或者横向色差进行,并多为分时测量,而不考虑眼球运动带来的影响;另外,用于测量单色像差的人眼双通系统,其双通特性是否能够很好地适用于人眼色差的测量都需要进一步的研究。因此,实现两种人眼色差客观、同时地测量具有重要意义。在这一背景下,结合前人的研究成果,本文主要进行了以下工作内容的研究:(1)研究人眼双通系统的双通特性是否适用于色差测量的研究。 横向色差是通过不同波长的奇像差获得的,但在早期的研究中,认为两个通道的奇像差存在抵消现象,因此有必要重新研究双通系统的特性。本文建立全新的模拟眼模型进行实验,验证双通系统在波前测量时,是否存在人眼奇像差抵消的现象。采用典型人眼双通系统——哈特曼波前像差测量装置进行实验,测量出入瞳不匹配情况的典型奇像差——彗差。实验表明,双通系统中,人眼奇像差在出入瞳直径相等时可测,且人眼奇像差与出入瞳直径差异无关,最终得到人眼奇像差在双通系统中不抵消的结论。 结果表明人眼双通系统适用于人眼色差的研究。(2)人眼色差测量原理性实验。设计一套可同时测量人眼轴向色差与横向色差的系统,该系统采用两台哈特曼波前传感器实现两波长像差的同时测量,最终实现两种色差的同时测量。首先,分别测量红光(639nm)与红外光(786nm),绿光(532nm)与红外光(786nm)在模拟眼中的色差。 不同波长的波前信息转化为泽尼克(Zernike)多项式,采用泽尼克的倾斜项计算横向色差、离焦项计算轴向色差。在模拟眼实验中,横向色差随着模拟眼测量位置的偏移而线性变化;但是,横向色差随波长变化并不是线性的,在短波段处的变化比长波段处更为陡峭。然后,测量人眼在视轴上的色差信息,轴向色差平均

高度近视合并视锥细胞营养不良的临床诊断

四文献综述四 高度近视合并视锥细胞营养不良的临床诊断 李庆和1,李岳美2,吴斯琪3,薛安全3 作者单位:1(467000)中国河南省平顶山市,解放军第一五二中心医院眼科;2(467000)中国河南省平顶山市,平顶山学院;3 (325000)中国浙江省温州市,温州医学院附属眼视光医院作者简介:李庆和,硕士,主治医师,研究方向:屈光手术二眼底病三 通讯作者:薛安全,硕士,主任医师,研究方向:屈光手术.safesnow88@https://www.360docs.net/doc/e614650680.html, 收稿日期:2013-10-12 修回日期:2014-03-10 Clinical diagnosis of high myopia with cone dystrophy Qing -He Li 1,Yue -Mei Li 2,Si -Qi Wu 3,An -Quan Xue 3 1 Department of Ophthalmology,No.152Central Hospital of Chinese People’s Liberation Army,Pingdingshan 467000,Henan Province,China;2Pingdingshan University,Pingdingshan 467000,Henan Province,China;3The Eye Hospital of WMU,Wenzhou 325000,Zhejiang Province,China Correspondence to :An -Quan Xue.The Eye Hospital of WMU,Wenzhou 325000,Zhejiang Province,China.safesnow88@https://www.360docs.net/doc/e614650680.html, Received:2013-10-12 Accepted:2014-03-10 Abstract ?High myopia associated with cone dystrophy is relatively rare in clinical practice.Because the two diseases have a certain genetic predisposition ,with the disease developed ,clinical examination and clinical symptoms have some similarities ,one disease diagnosis is easily confused or masked by the other diagnosis ,especially in the face of patients with high myopia associated abnormalities ,we should carefully screen abnormal visual function of its own or combined cone dystrophy diagnosis.In addition ,the development of the disease may mutually reinforce ,aggravate the symptoms of each other ,which is likely to cause mission or misdiagnosis ,or delay the proper treatment.Therefore ,it is clinically difficult to correct and comprehensively and timely diagnosis. ?KEYWORDS :high myopia ;cone dystrophy ;clinical diagnosis Citation :Li QH,Li YM,Wu SQ,et al.Clinical diagnosis of high myopia with cone dystrophy.Guoji Yanke Zazhi (Int Eye Sci )2014;14(4):648-650 摘要 高度近视合并视锥细胞营养不良在临床上比较少见三由于两种疾病均有一定遗传倾向,疾病发展到一定程度时临床检查及临床症状有一定相似性,常合并发生,一种疾病的诊断易被另一种诊断所混淆或掩盖,尤其在遇到高度近视患者出现相关检查异常时,要仔细甄别是其本身视功能异常,还是合并视锥细胞营养不良的诊断三另外,在疾病的发展中可能会相互促进而加重疾病的症状,容易造成漏诊或误诊,从而延误正确治疗三因此正确二全面二及时做出诊断是临床的难点三 关键词:高度近视;视锥细胞营养不良;临床诊断DOI:10.3980/j.issn.1672-5123.2014.04.19 引用:李庆和,李岳美,吴斯琪,等.高度近视合并视锥细胞营 养不良的临床诊断.国际眼科杂志2014;14(4):648-650 0引言 近视是全球公共卫生问题,高度近视的发病率约10%[1]三病理性近视患者眼轴延长二屈光度高,眼底病变发生率逐渐上升三综合应用眼底检查二视野检查二OCT 检查二mERG 检测能较早发现眼底病变并监测病情进展[2]三视锥细胞营养不良(cone dystrophy,CD)是一组由进行性视力减退二畏光二眼球震颤等临床及基因遗传综合征[3],主要累及视锥细胞,严重时可合并累及视杆细胞,遗传方式主要是常染色体显性二隐性二X 染色体连锁遗传三Gündogan 等[4]认为高度近视和CD 都属于遗传性疾病,或许有着共同的遗传学基础三本文皆在回顾相关文献并进行分析,努力提高诊疗水平三对患者来说,及时采取综合措施如后巩膜加固术防治病理性近视加重,也有望将来通过基因治疗等保护残存的视锥细胞三1相关研究 Schwartz 等[5]报道了博恩霍尔姆眼病综合征,包括中高度近视二绿色盲二视力减退,临床检查眼底呈豹纹状改变二视网膜色素上皮层变薄二明视闪光ERG 的异常等,通过基因分析推测高度近视和CD 可能为同一基因的不同表现型或相同表现型三Reddy 等[6]报道了1例罕见的常染色体显性遗传视锥细胞营养不良综合征,患者有夜盲二视力低下二色觉异常等表现三所有个体均有视网膜及色素上皮的萎缩,虽有后巩膜葡萄肿,但眼轴长度基本在正常范围,未发现高度近视三 Michaelides 等[3]报道了1例12岁男孩与Reddy 相似的病例报告,包括双侧性小角膜二先天性白内障二视锥视杆细胞营养不良二后巩膜葡萄肿合并高度近视三国外曾报道过多例CD 合并圆锥角膜的病例报告,患者有严重近视散光,目前尚不清楚两者之间关系[7,8]三 因此,由以上文献可以看出,CD 合并扩张性眼病如高度近视的报道并非罕见,病理性近视与CD 的病理损 8 46国际眼科杂志 2014年4月 第14卷 第4期 https://www.360docs.net/doc/e614650680.html, 电话:029?82245172 82210956 电子信箱:IJO.2000@https://www.360docs.net/doc/e614650680.html,

人眼的立体视觉特性

人眼的立体视觉特性 立体显示技术是以人眼的立体视觉原理为依据的。因而,研究人眼的立体视觉机理,掌握立体视觉规律,对研究和设计新的立体显示系统是十分必要的。 人之所以能够产生立体视觉是因为人有两只眼睛,当左右两只眼睛从不同的角度去看某一个物体时,在左右眼视网膜上所成的图像是有差异的,人的大脑可以根据这种图像差异来判断物体的空间位置关系,从而使人产生立体视觉。这一原理称为双目视差原理。 一、双眼立体信息 用双眼观看空间景物时,形成立体视觉的因素称为双眼立体信息。双眼立体信息是人眼立体视觉的主要因素。 人的两眼相距约58~72mm。因此,用双眼同时观看同一物体时,左、右两眼视线方位不同,物体在左、右两眼视网膜上所成的像亦稍有差异。称这种差异为双眼视差。如图所示: 当用双眼观看一个立方体时,如果左眼只看到立方体的前平面和上平面,而右眼除了能看到这两个平面外,还能看到立方体的右侧平面。此外,即使是左、右两眼都能看到的前平面和上平面,在左、右眼视网膜上所成的像也稍有差异。

双眼视差的大小与空间物体的位置有决定性的关系。因而,检测双眼视差的大小即可辨别物体的深度。如上图可以定义双眼视差: 图中L、R分别为左、右眼,P为两眼瞳孔间的距离,D为视距,△D为深度距离,F1和F2为两个物体或同一物体上的两个点。 由上式可知,视差与深度距离△D成正比,而与视距的平方成反比。 二、分时显示与立体视觉 以上讨论的双眼视差是在左、右两眼同时接受图像刺激的情况即同时立体视觉,如果进入左、右眼的视差图像信息在时间上不是同时显示而存在某种程度的滞后的话,这时立体视觉的规律将不同于同时视觉。视差图像滞后显示也称为分时显示。分时显示所形成的立体视觉既与滞后时间有关,也与先行显示的视差图像的显示时间有关.下图给出一分时显示滞后时间对立体视觉的影响的实验曲 线。 图中曲线是在先行显示图像的显示时间为18ms条件下,立体规觉与分时显示滞后时间的关系。曲线表明,滞后时间小于20ms时,分时显示的双眼视差图像所产生的立体视觉与同时视觉产生的立体视觉基本相同;分时显示滞后时间大于20ms时,分时显示的立体视觉减弱;当滞后时间超过100ms时,立体视觉将不能形成。实验还表明,分时显示的立体视觉与滞后时间的关系还和先行显示图像的显示时间有关。当先行图像显示时间超过375ms时,分时显示已不能产生立

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