一、眼球光学(第四讲)（论文文献综述）
王鹏[1]（2021）在《虹膜识别中的活体检测技术研究》文中进行了进一步梳理基于虹膜信息的身份识别是最可信、最准确的生物身份识别模式之一,而受图像采集、个体差异、攻击手段多样等外部因素影响,虹膜识别技术在广泛应用的同时暴露出了面对伪造样本攻击时的脆弱性。利用单帧图像在虹膜识别前进行活体检测,抵御翻拍伪造样本、佩戴彩色隐形眼镜样本、眼球模型样本的攻击,是本文研究的要点。本文建立近红外成像虹膜数据集用于活体检测算法研究。主要创新点如下:（1）针对三种攻击方式分别提出活体检测算法并设计了一个基于传统算法级联的虹膜活体检测系统。首先以伪造样本图像与活体虹膜图像二者之间成像差异为切入点,针对翻拍攻击、彩色隐形眼镜攻击、眼球模型攻击三方面展开研究。针对翻拍样本攻击,根据纹理细节特征提出一种基于纹理分析的翻拍虹膜图像检测算法,分析该算法缺陷并对近红外点光源下的人眼成像进行建模,根据成像模型统计差异,提出一种基于近红外成像模型的翻拍虹膜图像检测算法;针对彩色隐形眼镜攻击,分析眼镜构造与佩戴特征,提出了一种基于生物纹理分析和亮度变化的彩色隐形眼镜攻击检测算法;针对眼球模型攻击,分析模型的伪造虹膜纹理特征与眼部成像特征,据此提出一种基于结构相似度和纹理复杂度的眼球模型检测算法。然后建立级联分类器,搭建抵抗三种攻击手段的活体检测系统,经实验测试,虹膜活体检测系统F1-score达到0.952。（2）提出一种基于复合注意力机制集成学习网络的统一虹膜活体检测算法。基于传统算法级联的虹膜活体检测方法存在算法孤立的短板。针对这一局限,提出一种复合注意力机制集成学习网络（CAMEL-Net）,在骨干网络中加入双注意力机制,从而使网络更加关注虹膜区域,并在两路网络融合阶段提出集成融合模块（EFB）,以改善特征图硬性融合导致网络性能提升困难的问题,经实验测试,复合注意力机制集成学习网络在虹膜活体检测任务中F1-score达到0.972。本文所提两类虹膜活体检测算法,可在图像存在轻微离焦、翻拍介质和手段变化等多种情况下有效的进行活体检测,降低伪造样本对虹膜识别系统的威胁。
李安龙[2]（2021）在《机器人辅助视网膜静脉注射的注药器械研究》文中指出视网膜静脉阻塞是常见的视网膜血管疾病之一,导致视力严重下降甚至失明,临床上针对该疾病尚无有效的治疗方法。近年来,一种创新型的手术术式视网膜静脉注射即直接将溶栓药物注射到阻塞的视网膜静脉中溶解血栓,为患者带来了新的曙光。由于视网膜的规模和脆弱性,以及医生有限的定位精度和力感知,视网膜静脉手术注射仍然是一个具有挑战和风险的过程。手术机器人定位精度高、稳定性好,为视网膜静脉注射手术的实现提供了良好的解决方案。本研究从视网膜静脉注射手术出发,本文研究了一款用于视网膜静脉注射的注药器械,可以实现视网膜静脉穿刺,自动注射溶栓药物。且具备力感知功能,实时感知器械与视网膜组织的接触力。并配合双臂机械人进行离体动物实验验证了注药器械可行性。首先进行了高精度注药器械的研究,为视网膜静脉注射手术实现奠定基础。介绍了眼科显微手术机器人系统,确定了用于视网膜静脉注射的注药器械精度、运动空间、自由度和功能。研究了一款配合双臂机器人使用的视网膜静脉注药器械,注药器械由高精度驱动机构和双刚度级联结构的微针组成。驱动机构实现了微针旋转定位、直线进给和自动注射的功能。针对临床场景下目标血管直径通常小于200μm,微针末端外径80μm。注药器械封装完整,外部零件均易消毒,微针更换便捷,符合医生的操作习惯。其次搭建了三维微力感知系统,为视网膜静脉注射手术操作保驾护航。依据光纤布拉格光栅传感器原理,将3根光纤布拉格光栅传感器集成到微针上,实现了高精度的接触力感知。集成标定平台,采用直接标定法对横向力进行标定,采用间接标定法对轴向力进行标定。三个方向力的测量值与实际值的RMS误差分别为0.24 m N、0.18 m N和1.71 m N。二维力和三维力测量值与实际值的RMS误差分别为0.3 m N和1.73 m N。最后,通过离体动物实验,验证了注药器械视网膜静脉注射手术的可行性。规划视网膜静脉注射手术流程,配合双臂机器人对离体猪眼球视网膜静脉和十二天的鸡胚胎血管进行注射实验。结果表明,该注药器械可以成功检测到穿刺现象,并将t-PA溶液注射血管中。实验过程中,可以实时感知器械与组织的三维接触力。15组离体猪眼球视网膜静脉穿刺力的平均值为9.98 m N。17组鸡胚胎血管穿刺力的平均值为12.05 m N。通过本课题的研究,注药器械配合双臂机器人实现了机器人辅助视网膜静脉注射操作。注药器械的高精度驱动机构和双刚度级联结构微针,实现视网膜静脉注射功能。三维微力感知系统实时感知器械与组织的接触力,保障手术安全操作。离体动物实验为下一步活体动物试验和临床手术奠定基础。
刘畅[3]（2021）在《眼前节虚拟手术中物理模型构建与形变算法研究》文中研究说明计算机虚拟手术即在计算机中对生物组织或器官进行手术操作的模拟,计算机虚拟手术可以用于手术前的规划,其软件的核心部分是组织或器官模型的建立,以及对模型进行形变、切割等模拟操作所需的算法。本文研究眼前节虚拟手术,所涉及的对象主要是以角膜为代表的软组织,故核心部分是软组织形变模型的构建,以及模型形变算法。本文使用光学相干层析成像技术（Optical Coherence Tomography）获取离体猪眼球的眼前节的三维成像数据,以此数据为依据使用质点弹簧模型（Mass-Spring Model）和基于位置动力学方法（Position Based Dynamics）两种方法建立了眼前节软组织模型并进行形变模拟,并且在此基础上完成一个眼前节虚拟手术软件。搭建光学相干层析成像系统对多个离体猪眼球进行了扫描成像,获取了一系列离体猪眼球切片图像,通过三维重建的方法处理这些数据,绘制出猪眼前节的几何形状。并在实时扫描猪眼球时对猪眼球施加不同的载荷,记录猪眼前节在不同受压情况下的形变情况,这些数据描述了猪角膜的外形,以及其中角膜等软组织的物理性质。根据得到的数据建立角膜的网格模型,在此模型的基础上使用质点弹簧模型和基于位置动力学方法这两种方法分别进行网格模型的形变模拟。质点弹簧模型由一系列通过弹簧相连结的质点构成,以此模拟物体内部的相互作用;基于位置的动力学方法通过建立质点与质点之间的约束条件将一系列质点构建为一个模型整体。上述角膜网格模型的形变模拟是眼前节虚拟手术软件的核心模块,在此基础上加入碰撞检测、使用Open GL进行的图形绘制和使用CUDA控制的GPU加速计算等模块,并利用Qt设计用户控制界面,完成一个完整的眼前节虚拟手术软件。本文获得了使用真实猪眼球实验的OCT扫描数据绘制成的三维图像,基于两种不同的方法在计算机中建立了两种可形变的角膜模型并进行了对比。完成的虚拟手术软件可以用来了解受到不同压力条件的情况下眼球可能会出现的形态变化。
任天慧[4]（2021）在《基于扫频源OCT的全眼组织参数测量系统的研制》文中研究指明随着老龄化的加剧和电子设备的滥用,越来越多的人患上眼科疾病,比如白内障、屈光不正（近视和老视）、青光眼以及眼底病变等。无论是在对白内障患者的手术治疗中,还是对近视、老视等屈光不正疾病的诊断中,均需要测量眼组织生物参数,尤其是眼轴长度和角膜曲率。眼组织参数测量在眼科疾病的诊断和治疗中具有重要的作用。在常用的生物组织参数测量方法中,无创、非接触、高分辨率的光学测量方法逐渐成为趋势。目前关于眼组织光学测量方法的实验研究取得了一定的进展,临床上已经有多款光学生物测量仪,但是目前仍有不成熟的地方,比如不能全眼成像,图像需要拼接,以及测量参数类型不全面等。针对以上问题,本文提出一种高分辨率、大量程成像、高精度测量的光学生物测量方法,为眼科疾病的诊断和治疗提供可靠手段。本文基于扫频源光学相干断层扫描技术研制全眼组织参数测量系统,用于全眼成像和精确测量眼组织参数。系统使用基于垂直腔表面发射激光技术的中心波长为1060 nm的扫频源激光器作为光源,并集成内固视组件和视频监视组件。通过C++编程控制系统扫描和同步采样,将采集的数据经数据采集卡上传至计算机进行处理,获得目标组织的空间结构信息,生成2D图像。本文使用全眼组织参数测量系统进行预实验及人眼组织参数测量实验。预实验主要测量模拟眼内各处标定的距离信息和平凸透镜的曲率信息。人眼测量实验主要分为测量眼轴长度等参数的长度测量实验及测量角膜屈光度的曲率测量实验。根据眼球结构和各组织折射率理论,在2D图像上测量长度及曲率,计算出对应的眼组织参数的数据。为了验证系统测量的准确性,将测量结果与IOLMaster700的测量数据进行对比分析。通过线性回归分析评估表明,本系统与IOLMaster700的测量结果具有一致性,说明研制的全眼组织参数测量系统准确地实现了眼轴长度和角膜曲率等眼组织参数的测量,满足临床测量要求,在眼科疾病的诊断和防治方面具有潜在的应用价值。
王培人[5]（2021）在《桌面式光场显示关键技术研究》文中研究说明信息时代,新型显示技术不断创新和完善。近年来,得益于计算机技术和三维显示技术的快速发展,海量的三维数据可以轻易获取,但是此前的三维显示技术由于存在各种缺陷还无法满足人们的预期需求。桌面式光场显示技术是最具潜力和应用前景的下一代三维显示技术,能够以桌面展示的方式用光场显示技术对空间的三维场景及其动态信息进行真三维的重建,可以提高人们判断和处理信息的能力。然而,目前的桌面式三维光场显示系统还存在视点密度低、视角小、景深受限等问题,限制了其在各个领域的应用和发展。因此,本文针对上述问题展开研究,以实现高质量的桌面式三维光场显示效果。本文的研究内容和创新点如下:（1）水平视差桌面式光场显示实现高视点密度和低串扰的方法研究要点1:传统桌面式立体显示技术由于缺乏单眼的调节刺激,双目会聚距离与单眼调节距离不一致,进而导致辐辏-调节矛盾的冲突。针对这一问题,设计了垂直方向扩散的全息功能屏和基于窄柱透镜阵列实现像素水平调制的桌面式三维光场显示系统,提出了多子单元联合编码算法,可以实现空间中超密集视点的肩并肩插值排布。仿真和实验结果表明所提方法可实现1 mm-1的超密集视点排布,同时可以为单眼提供4个视点来满足调节刺激,进而消除辐辏-调节矛盾的冲突,最终实现具有自然深度线索的清晰三维图像。研究要点2:液晶面板相邻像素发出的光线由于传统散射背光会导致视点间的严重串扰。针对这一问题,设计了垂直校准的可编程定向背光对散射光线进行有效抑制,并配合人眼跟踪设备以时分复用的方式为观察者提供平滑的运动视差,最终实现视点间的低串扰。实验中,在±20°的视场角范围内利用352个视点实现串扰度低于6%的高质量三维图像。（2）全视差桌面式光场显示实现大视角和高视点密度的方法研究要点3:传统的基于集成成像的光场显示很难同时实现大视场角和高视点密度来呈现高质量的桌面式三维显示效果。针对这一问题,设计了基于投影仪阵列和全息功能屏组成的空间复用体素屏,来代替传统的液晶面板。该方法不仅可以在扩大视角的同时保证高视点密度,同时也可以消除视区跳变并降低混叠效应对三维显示效果的影响。基于所提的方法,使显示系统的视场角从32°扩大到96°,同时再现44100个视点来重建具有连续平滑视差的高质量三维场景。（3）360度环形视区的桌面式三维光场显示提高景深的方法研究要点4:由于透镜阵列固有的聚焦能力和系统光线相交特性的冲突,导致面交织现象的产生,从而限制显示系统的景深和降低显示图像的立体效果。针对这一问题,基于圆锥透镜阵列的桌面式三维光场显示系统的成像特性进行建模分析,提出了基于人眼位置的视点拟合编码优化算法来降低面交织现象的影响,提高环形观看视区的显示景深。实验中,利用该方法实现将显示系统的清晰景深范围从13cm提高到15cm,增强了三维成像的可视化效果。
司武汉[6]（2021）在《复眼式静态太阳能聚光器设计》文中指出随着社会经济的不断发展,人们更加注重清洁能源的开发利用,太阳能作为一种存储量大、清洁、没有地域限制的可再生能源,被广泛的发展与利用。但是太阳能也存在着不稳定性、利用效率低等缺点。太阳能收集装置的出现为高效的利用太阳能提供一种可行的方法。传统太阳能聚光器存在光线接收角比较小、效率较低等缺点,通常为了提高聚光效率在进行太阳光收集时都需要安装太阳跟踪设备以保证太阳光线始终垂直入射至太阳能聚光器上,在跟踪精度要求较高的情况下,太阳跟踪设备内部控制系统复杂且运行起来需要定期维护,另外太阳跟踪设备需要额外的电能消耗,这些都制约了太阳能聚光器的发展与应用。本文受自然界复眼启发提出了复眼式太阳能聚光器模型,自然界中昆虫的复眼具有接收角度大、结构紧凑、体积小等优良的特性,将这些特性运用于太阳能聚光器上具有非常高的前景。本文主要从太阳能聚光器及仿生复眼的背景开始介绍进而提出一种基于仿生复眼的太阳能收集的设计,并给出了复眼式太阳能聚光器设计的理论依据。在仿生复眼球壳的制作方面提出了两种方法:3D打印法与软光刻法,并制作出了两种仿生复眼的模型。接着对仿生复眼式太阳能聚光器进行设计,提出了包括复眼球壳型复眼式聚光器、复合抛物面型复眼式聚光器、光锥型复眼式聚光器三种复眼式聚光器模型和一种曲面微透镜+锥形光纤束型聚光器模型,并对四种聚光器模型的参数进行了详细的设计。本文设计的复眼式聚光器聚光比为5.29,使用了光线追迹法进行仿真分析来评估聚光器模型的性能。在最初设计的复眼球壳模型中,虽然具有较大的接收角度,但是同时也面临着光斑分散的缺点,通过添加二次聚光器对复眼式聚光器进行改善提出了光锥型与复合抛物面型复眼式聚光器。最后通过仿真及室内和室外实验表明,两种方案都对复眼球壳型聚光器有着极大的改善。其中复合抛物面型复眼式聚光器,聚光的范围达到-60°到60°。在-10°到10°范围内,室内实验中聚光器的最高光学效率达到66.14%,室外实验中聚光器的最高光学效率达到81.27%。实验结果表明,本设计可以实现静态聚光的目的,并为光伏建筑一体化的发展提供了新的思路。
赵健[7]（2019）在《基于人眼视觉特性的近眼显示技术研究》文中进行了进一步梳理近眼显示是通过置于人眼非明视距离内的显示设备,向人眼渲染出光场信息,进而在眼前重建虚拟场景的技术。近眼显示技术正朝着更小、更轻、更薄的方向发展,同时对近眼显示器所渲染的内容也要求更加舒适、更加真实、更加流畅。然而,现有的近眼显示技术却面临着设备重量过重,体积过大及成像质量差等挑战。在虚拟现实和增强现实等具体的应用场景中,由成像质量差所引起的立体感不足,场景分辨率不高,眩晕感,视觉疲劳等问题,是当前技术发展急需解决的难题。本论文主要针对近眼显示中影响近目显示成像质量的三个主要因素——三维场景重建,系统景深和单目聚焦特性——来展开研究。整个研究内容采取将理论研究、模拟仿真和光学实验相结合的研究方法,以几何光学理论、傅里叶光学理论、傅里叶切片理论、人眼生理视觉理论和四维光场理论为基础,通过对近眼显示技术中四维光场的空域和频域带宽分析,研究了近眼显示器中关键参数与视网膜成像质量之间的关系,提高了近眼显示器的精确实时渲染四维光场能力,拓展了重建光场的景深范围和建立了调节误差与系统参数之间的关系。针对三维场景高精度快速重建问题,通过对四维光场的排列极平面图EPI和对应的频谱分析,提出基于傅里叶切片理论的密集视点获取算法。解决了重建虚拟视点中前景和后景信息混叠及边界错误问题,解决了由于像素重复遍历寻址而造成算法效率低下的问题。建立了基于图像深度信息的田字格式筛选和局域动态优先级策略,提出基于图像内容的快速边界修复算法,虚拟视点修复时间可有效减少3/4。针对近眼显示器中系统景深拓展问题,建立了混合现实显示复合光场模型,并提出基于光场匹配误差和系统光线分辨率最小化的结构参数优化算法SPPM。结果表明,所提出的优化算法可将复合光场景深范围拓展50%以上,不同参数下视网膜感知图像的SSIM波动范围保持在4%以内。针对近眼显示器中单目聚焦特性,建立了基于人眼视觉特性的近眼显示通用光学成像模型,并首次理论解释了调节误差来源于空间分辨率不均衡与视网膜模糊效应之间的冲突。提出基于空间损失率的近眼显示系统视网膜成像质量评估方法,建立了人眼调节响应误差与关键光学参数之间的匹配关系。预测结果与验证实验具有相同的变化趋势,且具有较高的预测精度。本文开展的研究工作,结合人眼视觉特征与近眼显示光学器件,为新一代近眼显示设备的研制提供依据。
陈志东[8]（2019）在《符合人眼视觉特性的近眼显示技术研究》文中研究指明近眼显示,也称头戴显示或可穿戴显示,是一种通过特殊设计的光学系统在使用者的正常视野中创建数字图像的技术。基于近眼显示技术的近眼显示器（也称头戴显示器）是实现虚拟现实及增强现实应用的重要手段之一,其能够让使用者感受到沉浸式的虚拟现实体验或虚实融合的增强现实体验,因此在军事、教育、医疗、娱乐、广告等领域有着巨大的应用潜力,以近眼显示为基础的硬件更是被视为下一代的移动智能终端。尽管关于近眼显示技术的研究已经持续了数十年,目前仍然没有一项成熟的技术能够让设备足够轻便简单,以符合“以人为本”的理念。符合人眼视觉特性的近眼显示方案应该具备体积小巧、重量轻便、大视角、高分辨率以及能提供无疲劳真三维显示效果等特征。本文对近眼显示技术的研究现状及所存在的问题进行调研并分析,在这基础上,重点在减少近眼显示系统的体积、提高图像清晰度、提升显示视角、增加深度线索方面开展了相关的研究工作。本文结合近年来出现的新技术,围绕了纯反射式的光学系统、数字光场、计算全息以及虚拟视网膜投影等技术展开了较为全面的研究与探讨,并利用这些技术分别搭建了 4种相应的近眼显示光学系统。论文的主要研究内容及创新性工作如下:（1）基于离轴三反结构的大视角近眼显示系统离轴式纯反射型结构是近眼显示系统实现的一种重要方法。当前,此类型结构具有无色差、光能利用率高、结构紧凑等特点。但是该结构存在显示视角窄小的弊端。针对该不足,本文提出了一种新的基于离轴三反的光学系统设计方法。与传统采用的实际面型不同,本文的方法采用理想的反射面作为设计的初始面型,排除了实际面型像差带来的优化干扰,而着重对镜片的空间位置进行优化。该方法可用于大视角纯反射型系统的设计。基于该方法,本文采用三个自由曲面反射镜实现了一个满足人体头部生理结构的纯反射型近眼显示系统,系统的对角线显示视角为40度。在60 cycles/mm的空间频率下,系统最大畸变小于5%,调制传递函数（MTF）值大于0.1。（2）基于数字光场的高像素利用率实时近眼显示系统当前,近眼显示应用数字光场技术可实现多深度显示效果,但是数字光场存在计算速度慢,分辨率低的问题。因此本文对数字光场近眼显示系统的内容生成及显示过程进行分析,提出基于数字光场的高像素利用率实时近眼显示方法。该方法根据人眼瞳孔的位置,并行反向投射光线,高速生成相应的数字光场近眼显示图像。结合GPU硬件实现光线追踪算法的加速,并搭建相应近眼数字光场系统,实现了场景的实时渲染和近眼显示。该方法能让人眼观测到尽量多的像素,能够实现较高的像素利用率。该系统能够实现单眼640×360分辨率,每秒近60帧的三维场景渲染及显示,其光场生成效率是普通光栅化方法的7倍。（3）基于计算全息的紧凑型大视角快速近眼显示系统计算全息技术能够真正还原物体的三维光场,将其应用于近眼显示可实现连续深度的显示效果。但是当前的计算全息近眼显示系统存在系统长度长、视角小、计算消耗大的问题。针对这些问题,本文提出了基于计算全息的紧凑型大视角快速近眼显示方法。该方法采用发散光做为照明光源,结合傅里叶光学变换系统,实现了紧凑型的计算全息近眼显示系统,该系统对角线视角超过60度,光学长度40mm。另外,在生成计算全息图过程中,本文所提算法考虑了人眼视窗特性,大大降低了传统生成算法中存在的数据冗余。仅使用1.5%的计算资源就能实现接近于传统传统计算全息图的再现效果。（4）基于虚拟视网膜投影的超轻便近眼显示系统现阶段,为了解决辐辏调节问题,大多数近眼显示方案普遍具有头部冗余器件过于沉重复杂的问题。因此,本文提出基于虚拟视网膜投影的超轻便近眼显示方法。虚拟视网膜投影能够在解决辐辏与调节的矛盾的同时,不消耗计算资源及牺牲分辨率,极大简化了显示系统的复杂性。另外,本文将光学投影器件与电子控制器件分离,将显示无关的部件转移到手持设备终端,进一步减小了显示系统尺寸。该系统对角线视角超过60度,重量不超过30克,并能够提供深度线索的近眼显示系统。本文对4种近眼显示光学系统进行了综合像质评价和性能比较,总结了每种解决方案的优缺点。根据研究结果预见,利用体全息光学元件实现虚拟视网膜显示的近眼显示系统是未来最可行的方案。
罗利利[9]（2019）在《基于眼球模型的视线估计方法研究》文中研究指明眼睛作为身体的器官之一,充当着非常重要的角色,大脑中百分之八十左右的信息都是通过眼睛来获取的。随着计算机视觉技术快速的发展,眼睛和视线之间的关系引起了科研人员的关注,于是视线估计技术也逐渐成为备受关注的研究方向。目前的人机友好交互、人类行为研究、虚拟现实、疲劳驾驶检测、眼睛疾病诊断以及市场营销和广告研究等方面都会用到视线估计技术。本文主要是对基于非球面的眼球模型的研究,首先对一个视线估计模拟框架进行了研究,然后提出了一种基于非球面眼球模型的视线估计方法。本文首先对德国一个研究机构提出的模拟眼动仪的软件框架系统进行了细致的研究,该框架主要建立了眼球模型,光源模型以及摄像机模型,框架产生一些模拟数据如人眼的反射光斑、瞳孔中心等特征点,然后利用特征点来计算人眼的视线落点。但是该框架在建立眼球模型时假设角膜是一个完美的球体,而人眼角膜并不是球面形状的,为了更贴近人眼角膜形状,将框架中的球面角膜修改为非球面形状,并创建了左右眼两个眼球模型,同时对产生模拟数据的方法进行了修改。通过非球面的一些性质以及一些数学定理验证了改进之后的框架所产生特征点数据的正确性。然后本文提出了一种基于非球面的三维眼球模型的视线估计方法。在三维眼球模型中,主要是对人眼角膜进行准确的建模,利用光线射入人眼角膜时会发生反射和折射现象,通过建立角膜的几何模型来求解眼球的角膜曲率中心和瞳孔中心,进而重构眼睛的光轴,然后根据人眼光轴和视轴之间的关系重构视轴,最终求解出注视点。在球面模型中,利用了角膜上任何一点的法线经过角膜曲率中心这一特性,通过多个平面交于光轴这条直线从而重构光轴。然而人的角膜部分并不是一个完美的球体,更像是椭球体的一部分,为了更贴近人眼,本文使用椭球面来拟合人眼角膜,利用椭球面的一些性质以及光的反射和折射原理来重构光轴和视轴,最终求解出人眼的注视点。然后通过模拟框架进行仿真,实验结果表明了视线估计算法是可行的。
姚凤莹[10]（2019）在《婴幼儿视网膜广域成像关键技术研究》文中指出人眼视网膜是人体唯一可以直接观察到血管的部位,可以通过视网膜的图像分析视网膜疾病。儿童视网膜病种类繁多,病因复杂,部分视网膜疾病与全身病相关,病变的早期治疗和追踪观察是一个长期的过程,而一些严重的遗传性或先天性病变成为重要的儿童致盲眼病,当前的迫切任务之一是对可致盲的眼病及时发现并干预治疗,降低致盲率。该文章研究的婴幼儿视网膜广域成像系统可以对视网膜及其周边区域进行成像,为眼科疾病的观察与诊断提供有效的依据。论文重点研究婴幼儿视网膜广域成像系统及其关键技术,主要研究内容如下:1.根据婴幼儿视网膜疾病检查要求,提出一种采用角膜接触眼底镜和多角度环形光纤照明的视网膜成像系统,主要包括成像、照明和图像处理部分。将视网膜广域成像系统与PC端连接,设计图像处理软件实现相机的标定、畸变校正与图像的获取。2.为真实模拟视网膜成像系统的成像性质,根据婴幼儿眼球特点建立了Escudero-Sanz模型眼。分析人眼屈光系统的光学特性,对眼睛像差、眼组织光谱特性及人眼光安全标准进行了研究,确定采用可见光作为成像光源,且设定其光强的调节范围符合人眼的光安全标准。3.分析婴幼儿视网膜广域成像的原理,引入角膜接触眼底镜以增大成像视场,并确定合适的接目物镜与成像物镜的结构尺寸。其中接目物镜可以实现对人眼不同屈光度的调节,调节范围为-9D9D。在光学设计软件ZEMAX中模拟并分析了基于Escudero-Sanz模型眼的视网膜成像光路,可实现不同屈光度人眼视网膜的清晰成像,成像视场达到85°。4.人眼是个暗室,采用内部照明的方式,设计多角度环形光纤传输的LED光源作为照明光源,在角膜接触眼底镜表面形成均匀环形光。并采用在角膜接触眼底镜上镀膜方式减小杂散光,实现均匀照明。在光学设计软件ZEMAX进行非序列设计,分析照明光路的杂散光情况;在LightTools中分析视网膜照度,满足设计要求。5.以VisualStudio 2010为开发平台,基于C++面向对象编程开发技术,并结合OpenCV视觉库,设计了图像处理软件,可以实现相机标定、畸变处理、图像获取、存档、病历信息建立等功能。
二、眼球光学(第四讲)（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、眼球光学(第四讲)（论文提纲范文）
（1）虹膜识别中的活体检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状与关键科学问题 |
| 1.2.1 虹膜活体检测及相关领域国内外研究现状 |
| 1.2.2 虹膜活体检测关键科学问题 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 第二章 虹膜活体检测相关基础与数据集采集 |
| 2.1 近红外相机的成像原理和应用优势 |
| 2.2 虹膜活体检测算法评价指标 |
| 2.3 虹膜活体检测数据集采集 |
| 2.3.1 活体虹膜采集标准 |
| 2.3.2 伪造虹膜采集标准 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于传统算法级联的虹膜活体检测算法研究 |
| 3.1 基于纹理分析的翻拍虹膜图像检测算法 |
| 3.1.1 活体及翻拍样本成像纹理特性分析 |
| 3.1.2 URLBP特征提取 |
| 3.1.3 梯度幅值加权EOH特征提取 |
| 3.1.4 算法设计 |
| 3.2 基于近红外成像模型的单帧翻拍虹膜图像检测算法 |
| 3.2.1 近红外点光源下的眼部成像模型建立与分析 |
| 3.2.2 多方向小波子带平均差分对比度归一化系数矩阵 |
| 3.2.3 非零均值广义高斯模型 |
| 3.2.4 算法设计 |
| 3.3 基于生物纹理分析和亮度变化的彩色隐形眼镜攻击检测算法 |
| 3.3.1 彩色隐形眼镜构造与佩戴特征分析 |
| 3.3.2 ROI区域选择与虹膜归一化 |
| 3.3.3 虹膜生物纹理特征提取 |
| 3.3.4 虹膜亮度变化统计特征提取 |
| 3.3.5 算法设计 |
| 3.4 基于结构相似度和纹理复杂度的眼球模型检测算法 |
| 3.4.1 活体及眼球模型特征分析 |
| 3.4.2 虹膜ROI区域结构相似度特征提取 |
| 3.4.3 巩膜ROI区域纹理复杂度特征提取 |
| 3.4.4 算法设计 |
| 3.5 实验结果及分析 |
| 3.5.1 活体检测系统搭建 |
| 3.5.2 翻拍虹膜图像检测算法测试 |
| 3.5.3 彩色隐形眼镜检测算法测试 |
| 3.5.4 眼球模型检测算法测试 |
| 3.5.5 活体检测系统测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于深度学习的统一虹膜活体检测算法研究 |
| 4.1 基于单帧虹膜图像的活体检测网络设计 |
| 4.1.1 候选基础网络分析 |
| 4.1.2 复合注意力机制集成学习网络结构设计 |
| 4.2 空间注意力的XCEPTION网络设计 |
| 4.2.1 Xception骨干网络 |
| 4.2.2 空间注意力机制嵌入 |
| 4.3 通道注意力的DENSENET网络设计 |
| 4.3.1 Dense Net骨干网络 |
| 4.3.2 通道注意力机制嵌入 |
| 4.4 集成融合模块设计 |
| 4.5 实验结果及分析 |
| 4.5.1 深度卷积神经网络训练数据预处理 |
| 4.5.2 骨干网络选择 |
| 4.5.3 集成融合模块结构实验 |
| 4.5.4 复合注意力机制集成学习网络整体性能实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（2）机器人辅助视网膜静脉注射的注药器械研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 眼科手术机器人研究现状 |
| 1.2.2 智能手术器械研究现状 |
| 1.2.3 国内外研究现状综述及简析 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文章节结构安排 |
| 第二章 高精度的注药器械研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 眼科显微手术机器人系统介绍 |
| 2.3 高精度驱动机构 |
| 2.4 双刚度级联结构微针 |
| 2.5 有限元仿真 |
| 2.5.1 结构数值仿真 |
| 2.5.2 应力应变数值仿真 |
| 2.5.3 刚度数值仿真 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 三维微力感知系统搭建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三维微力感知原理 |
| 3.3 三维微力感知系统搭建 |
| 3.4 微针标定方法 |
| 3.5 微针标定实验 |
| 3.5.1 径向力标定 |
| 3.5.2 轴向力标定 |
| 3.5.3 标定结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 高精度的三维微力感知注药器械离体动物实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 眼科显微手术机器人系统 |
| 4.3 离体猪眼球视网膜静脉注射实验 |
| 4.4 鸡胚胎血管注射实验 |
| 4.4.1 血栓制作方法 |
| 4.4.2 鸡胚胎血管注射实验 |
| 4.5 实验结果 |
| 4.6 实验分析与讨论 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（3）眼前节虚拟手术中物理模型构建与形变算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景与意义 |
| 1.1.1 光学相干层析成像在医学影像上的应用 |
| 1.1.2 虚拟手术和手术导航 |
| 1.1.3 虚拟现实技术和增强现实技术在医学上的应用 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 计算机中建立生物组织或器官模型的研究进展 |
| 1.2.2 软组织模拟的研究进展 |
| 1.2.2.1 质点弹簧模型在软组织模拟方面的研究进展 |
| 1.2.2.2 PBD模型在软组织模拟方面的研究进展 |
| 1.2.2.3 有限元模型及其它模型在软组织模拟方面的研究进展 |
| 1.2.3 虚拟手术和手术导航在实验和临床上的应用 |
| 1.3 本论文的主要研究内容以及创新点 |
| 1.4 本论文的结构与安排 |
| 第二章 利用OCT系统采集眼球的三维数据 |
| 2.1 用于采集数据的OCT系统 |
| 2.2 离体猪眼球的眼前节三维数据采集的操作 |
| 2.3 离体猪眼球眼前节三维成像数据分析和后处理 |
| 2.3.1 使用AMIRA软件对猪眼扫描数据进行处理 |
| 2.3.2 自行编写程序对猪眼扫描数据进行处理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 眼前节软组织形变模拟 |
| 3.1 利用OCT数据建立角膜几何模型 |
| 3.2 基于质点弹簧模型的眼前节软组织结构模拟 |
| 3.2.1 质点弹簧模型的构成 |
| 3.2.2 基于质点弹簧模型的软组织模拟的程序实现 |
| 3.2.3 基于质点弹簧模型的软组织模拟结果分析 |
| 3.3 基于PBD模型的眼前节软组织结构模拟 |
| 3.3.1 约束条件及解约束条件 |
| 3.3.2 基于PBD模型的软组织模拟的数据结构和程序实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 眼前节虚拟手术软件的构建 |
| 4.1 眼前节虚拟手术模拟软件架构 |
| 4.2 软组织模型与虚拟手术器械之间的碰撞检测 |
| 4.3 利用OPENGL实现图像绘制 |
| 4.4 利用CUDA实现GPU加速计算 |
| 4.5 使用QT完成软件的用户界面 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续可能的工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）基于扫频源OCT的全眼组织参数测量系统的研制（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 超声生物测量方法 |
| 1.2.2 光学生物测量方法 |
| 1.3 研究内容及创新点 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 系统基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 OCT原理及参数 |
| 2.3 眼组织基本概念 |
| 2.3.1 眼球生理结构 |
| 2.3.2 屈光系统的折射率 |
| 2.3.3 眼组织生物参数 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 系统方案设计与实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 测量系统的构建 |
| 3.3 光路系统搭建 |
| 3.3.1 光源 |
| 3.3.2 光学器件 |
| 3.4 采集及数据处理系统 |
| 3.5 控制系统 |
| 3.5.1 控制振镜波形 |
| 3.5.2 控制系统同步 |
| 3.6 光学系统组件 |
| 3.6.1 内固视组件设计 |
| 3.6.2 视频监视组件设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 眼轴长度测量实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模拟眼测量实验 |
| 4.2.1 测量方法 |
| 4.2.2 测量结果 |
| 4.3 人眼测量实验 |
| 4.3.1 测量方法 |
| 4.3.2 测量过程 |
| 4.3.3 测量结果 |
| 4.4 实验分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 角膜曲率测量实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 平面玻璃靶实验 |
| 5.3 平凸透镜实验 |
| 5.4 人眼测量实验 |
| 5.5 实验分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 研究生期间参与的项目 |
| 研究生期间发表的文章和专利 |
| 致谢 |
（5）桌面式光场显示关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 桌面式光场显示技术国内外研究现状 |
| 1.3 桌面式光场显示技术的研究意义 |
| 1.4 论文的主要内容和结构安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 桌面式三维光场显示技术基础 |
| 2.1 立体视觉原理 |
| 2.2 光场显示原理 |
| 2.2.1 光场显示模型 |
| 2.2.2 集成成像的光场显示原理 |
| 2.2.3 基于全息功能屏的光场显示原理 |
| 2.3 光学系统的理论基础 |
| 2.3.1 光学系统的像差 |
| 2.3.2 非球面光学系统 |
| 2.4 光场显示的评价方法 |
| 2.4.1 光学系统的成像质量评价 |
| 2.4.2 图像质量评价 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 低串扰、超密集视点的水平视差桌面式三维光场显示 |
| 3.1 辐辏调节矛盾问题 |
| 3.2 超密集视点的桌面式光场显示系统设计 |
| 3.3 超密集视点的采集和编码 |
| 3.4 超密集视点的串扰抑制设计 |
| 3.5 实时人眼瞳孔跟踪方法 |
| 3.6 实验结果与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 大视角、高视点密度的全视差桌面式三维光场显示 |
| 4.1 全视差桌面式光场显示中视角和视点密度的矛盾 |
| 4.2 大视角和高视点密度的全视差桌面式光场显示系统设计 |
| 4.3 基于空间复用体素屏的图像采集和分组编码 |
| 4.4 非球面复合透镜阵列的设计 |
| 4.5 仿真分析和对比实验 |
| 4.5.1 基于空间复用体素屏和传统液晶面板显示对比 |
| 4.5.2 基于复合透镜联合全息扩散膜与传统单透镜显示对比 |
| 4.6 实验结果 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 大景深、360度环形视区的桌面式三维光场显示 |
| 5.1 现有集成成像桌面式三维光场显示系统存在的问题 |
| 5.1.1 传统集成成像桌面式三维光场显示系统的局限 |
| 5.1.2 基于圆锥透镜阵列的桌面式三维光场显示系统 |
| 5.1.3 面交织现象对的桌面式三维光场显示系统景深的影响 |
| 5.2 基于360度环形视区的桌面式光场显示系统扩大景深的方法 |
| 5.2.1 基于人眼位置的视点拟合编码算法 |
| 5.2.2 初始合成图像的计算 |
| 5.3 仿真分析和实验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究内容与创新 |
| 6.2 不足与下一步研究方向 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的论文、专利 |
（6）复眼式静态太阳能聚光器设计（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 人工仿生复眼及太阳能聚光器的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 仿生复眼式太阳能聚光器的理论基础 |
| 2.1 太阳能聚光器设计的理论基础 |
| 2.1.1 光线折反射定律 |
| 2.1.2 非成像光学理论 |
| 2.1.3 光线追迹法 |
| 2.1.4 边缘光线原理 |
| 2.2 太阳能聚光器的性能参数 |
| 2.2.1 太阳光 |
| 2.2.2 聚光比 |
| 2.2.3 接收角 |
| 2.2.4 光斑均匀度 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 仿生复眼的加工制作 |
| 3.1 3D打印技术制作曲面透镜阵列 |
| 3.1.1 子眼排布的设计 |
| 3.1.2 3D打印技术制作复眼阵列 |
| 3.2 软光刻法制备曲面微透镜 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 仿生复眼式太阳能聚光器的设计 |
| 4.1 复眼式太阳能聚光器模型概念设计 |
| 4.1.1 复眼微透镜+光纤锥形束型聚光器模型 |
| 4.1.2 光锥型复眼式聚光器模型 |
| 4.1.3 复合抛物面型复眼式聚光器模型 |
| 4.2 二次聚光器的设计 |
| 4.2.1 光锥的设计 |
| 4.2.2 复合抛物面的设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 复眼式太阳能聚光器的仿真分析 |
| 5.1 光源模型的建立 |
| 5.2 TracePro对光路建模及仿真 |
| 5.2.1 复眼球壳聚光器的仿真模拟 |
| 5.2.2 光锥型复眼式聚光器的模拟 |
| 5.2.3 抛物面型复眼式聚光器的模拟 |
| 5.3 三种聚光器模型的仿真对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 复眼式太阳能聚光器的应用实验研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 室内实验 |
| 6.2.1 室内测试系统 |
| 6.2.2 室内实验方案 |
| 6.2.3 室内实验结果的分析 |
| 6.3 室外实验 |
| 6.3.1 室外系统的搭建 |
| 6.3.2 室外实验方案设计 |
| 6.3.3 室外实验结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要工作及创新点 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（7）基于人眼视觉特性的近眼显示技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 近眼显示技术发展现状 |
| 1.2 近眼显示技术中的关键问题 |
| 1.2.1 三维场景精确重建 |
| 1.2.2 系统景深 |
| 1.2.3 调节辐辏冲突问题 |
| 1.3 近眼显示技术中典型的技术方案 |
| 1.3.1 基于麦克斯韦视图的显示方案 |
| 1.3.2 基于多平面的显示方案 |
| 1.3.3 基于全息的显示方案 |
| 1.3.4 基于双层液晶的光场显示方案 |
| 1.3.5 基于集成成像原理的光场显示方案 |
| 1.4 本文的研究内容、创新点及组织结构 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 创新点 |
| 1.4.3 本文组织结构 |
| 第二章 近眼显示技术中的人眼视觉特性及理论模型分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 近眼显示技术的人眼视觉特性 |
| 2.2.1 人眼光学结构 |
| 2.2.2 单目和双目立体视觉机制 |
| 2.2.3 视网膜空间分辨灵敏度 |
| 2.3 近眼显示技术中的四维光场理论和基本模型分析 |
| 2.3.1 四维光场理论 |
| 2.3.2 近眼显示基本模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 四维光场原理及三维场景精确重建研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光场成像分析与仿真研究 |
| 3.2.1 光场成像的参数化表征 |
| 3.2.2 光场成像的光学建模 |
| 3.2.3 光场成像的串扰分析 |
| 3.3 光场频谱分析与光场重建算法研究 |
| 3.3.1 光场频谱分析 |
| 3.3.2 基于傅里叶切片理论的密集视点获取算法 |
| 3.3.3 基于图像内容的快速边界修复算法 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于光场空域/频域景深带宽分析的近眼显示景深拓展研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于MLA的MR近眼显示模型光场景深分析 |
| 4.2.1 光场景深定义 |
| 4.2.2 近眼显示光场建模及空域分析 |
| 4.2.3 近眼显示中的光场景深频域分析 |
| 4.3 基于MLA的MR近眼光场显示 |
| 4.3.1 固定CDP面的VR光场显示 |
| 4.3.2 固定CDP面的AR光场显示 |
| 4.3.3 变CDP面的光场显示 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 近眼显示中单目聚焦特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于人眼视觉特性的调节误差分析 |
| 5.2.1 近眼显示中的调节误差分析 |
| 5.2.2 近眼显示中的调节误差与显示系统的关系 |
| 5.2.3 基于损失率的近眼显示通用模型建立 |
| 5.3 基于损失率的近眼显示系统的参数优化 |
| 5.3.1 基于人眼视觉特性的参数分析 |
| 5.3.2 基于人眼视觉特性的参数优化 |
| 5.4 软件仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（8）符合人眼视觉特性的近眼显示技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 NED技术的发展 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外专利情况 |
| 1.2.2 NED实现方法和研究现状 |
| 1.3 课题的研究目标、工作内容及章节安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 NED系统显示及设计原理 |
| 2.1 基于几何光学的NED技术原理 |
| 2.2 基于衍射效应的NED技术原理 |
| 2.3 光学系统波像差理论 |
| 2.4 光学系统的频域分析 |
| 2.5 人眼的视觉特性分析 |
| 2.5.1 人眼的构造 |
| 2.5.2 人眼的分辨力及空间分辨率 |
| 2.5.3 人眼的视场角 |
| 2.5.4 人眼的立体视觉 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于离轴三反结构的大视角NED系统 |
| 3.1 离轴反射式系统介绍 |
| 3.2 三反光学系统结构形式 |
| 3.2.1 同轴三反光学系统结构形式 |
| 3.2.2 离轴三反光学系统结构形式 |
| 3.3 基于离轴三反结构的NED系统设计方法 |
| 3.3.1 同轴初始结构设计 |
| 3.3.2 离轴理想反射镜系统 |
| 3.3.3 离轴三反实际面型优化 |
| 3.4 离轴三反NED光学系统实验及结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于数字光场的高像素利用率实时NED系统 |
| 4.1 数字光场理论介绍 |
| 4.2 近眼数字光场采集 |
| 4.3 近眼数字光场显示 |
| 4.4 基于光线追踪的三维场景实时近眼数字光场显示 |
| 4.4.1 光线跟踪理论基础 |
| 4.4.2 基于光线追踪的近眼数字光场显示 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于计算全息的紧凑型大视角NED系统 |
| 5.1 计算全息术背景及原理介绍 |
| 5.2 大视角近眼全息显示原理 |
| 5.3 近眼全息显示光学系统设计 |
| 5.4 大视角近眼全息实验及效果 |
| 5.5 基于人眼特性的近眼计算全息加速方法 |
| 5.5.1 近眼计算全息显示系统特点分析 |
| 5.5.2 优化算法的数值实验 |
| 5.5.3 优化算法的光学再现实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 基于VRD的超轻便近眼系统 |
| 6.1 VRD技术介绍 |
| 6.1.1 麦克斯韦观察法原理 |
| 6.1.2 超轻薄VRD-NED系统原理 |
| 6.2 改进的VRD核心部件 |
| 6.2.1 光纤投影仪 |
| 6.2.2 全息器件的物理模型 |
| 6.2.3 大数值孔径HOE的制作 |
| 6.3 超轻薄的VRD-NED系统 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 研究内容总结 |
| 7.2 创新性工作说明 |
| 7.3 不足与研究展望 |
| 缩略词 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（9）基于眼球模型的视线估计方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本文的研究背景及意义 |
| 1.2 视线估计方法的发展 |
| 1.2.1 非光学的视线估计方法 |
| 1.2.2 基于光学的视线估计方法 |
| 1.2.3 基于神经网络的视线估计方法 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 论文的研究内容 |
| 第二章 基于 3D眼球模型的视线估计技术理论基础 |
| 2.1 人眼概述 |
| 2.1.1 眼睛的结构 |
| 2.1.2 人眼参数 |
| 2.1.3 眼睛的运动方式 |
| 2.2 眼球模型 |
| 2.2.1 球体模型 |
| 2.2.2 Le Grand模型 |
| 2.2.3 Gullstrand模型 |
| 2.2.4 折射模型 |
| 2.3 普尔钦斑形成的原理 |
| 2.4 视线估计技术的数学模型 |
| 2.4.1 视线估计技术的通用模型 |
| 2.4.2 双摄像机双光源模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 一种改进的视线估计模拟框架 |
| 3.1 模拟框架概述 |
| 3.2 眼球模型 |
| 3.2.2 眼球角膜 |
| 3.2.3 眼球的旋转 |
| 3.3 光源模型和摄像机模型 |
| 3.3.1 针孔成像模型 |
| 3.3.2 不同坐标之间的转换关系 |
| 3.4 仿真实验 |
| 3.4.1 仿真实验的设计 |
| 3.4.2 仿真实验结果与分析 |
| 3.5 本章总结 |
| 第四章 基于非球面眼球模型的视线估计方法 |
| 4.1 椭球面眼球模型 |
| 4.2 基于椭球面眼球模型的求解 |
| 4.2.1 二次曲面的性质 |
| 4.2.2 光轴的求解 |
| 4.2.3 视轴和注视点的求解 |
| 4.2.4 人眼参数的标定 |
| 4.3 Matlab仿真 |
| 4.3.1 模拟系统的光学配置 |
| 4.3.2 仿真实验结果与分析 |
| 4.4 实验设计 |
| 4.4.1 实验设备 |
| 4.4.2 实验流程 |
| 4.4.3 实验结果与分析 |
| 4.5 本章总结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）婴幼儿视网膜广域成像关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 视网膜成像技术 |
| 1.3 视网膜成像相关的眼光学特性 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 国外研究现状 |
| 1.4.2 国内研究现状 |
| 1.5 论文主要内容与章节安排 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 论文章节安排 |
| 第二章 视网膜成像系统的设计原理 |
| 2.1 婴幼儿眼屈光系统 |
| 2.1.1 婴幼儿眼屈光系统的构成 |
| 2.1.2 婴幼儿眼球特点 |
| 2.1.3 眼睛像差 |
| 2.1.4 眼组织的光谱特性 |
| 2.1.5 人眼光安全 |
| 2.2 婴幼儿视网膜广域成像系统结构与原理 |
| 2.3 系统质量评价标准 |
| 2.3.1 光学像差 |
| 2.3.2 点列图 |
| 2.3.3 光学传递函数 |
| 2.3.4 非成像系统质量评价 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 婴幼儿视网膜广域成像光路设计 |
| 3.1 成像光路结构及设计指标 |
| 3.2 婴幼儿模型眼 |
| 3.3 广域成像实现 |
| 3.3.1 非球面镜 |
| 3.3.2 角膜接触眼底镜 |
| 3.4 成像光路设计 |
| 3.4.1 调焦接目物镜 |
| 3.4.2 成像物镜 |
| 3.4.3 结构参数确定 |
| 3.5 成像系统仿真与评价 |
| 3.5.1 系统仿真 |
| 3.5.2 像质评价 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 婴幼儿视网膜广域成像照明设计 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 照明设计 |
| 4.2.1 均匀广域照明实现 |
| 4.2.2 照明系统设计 |
| 4.2.3 杂散光与鬼像的控制 |
| 4.2.4 图像传感器的光照度 |
| 4.3 照明系统仿真与评价 |
| 4.3.1 系统仿真 |
| 4.3.2 系统评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 婴幼儿视网膜广域成像图像处理系统 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 相机标定 |
| 5.2.1 相机标定技术 |
| 5.2.2 摄像机标定的实现 |
| 5.3 图像几何畸变校正 |
| 5.3.1 图像几何畸变校正技术 |
| 5.3.2 畸变校正实现 |
| 5.4 软件功能及界面开发 |
| 5.4.1 软件功能 |
| 5.4.2 软件特性及运行环境 |
| 5.4.3 功能设计 |
| 5.4.4 界面设计 |
| 5.5 婴幼儿视网膜广域成像系统实现 |
| 5.5.1 实验平台搭建 |
| 5.5.2 样机搭建 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、眼球光学(第四讲)（论文参考文献）
- [1]虹膜识别中的活体检测技术研究[D]. 王鹏. 北方工业大学, 2021(11)
- [2]机器人辅助视网膜静脉注射的注药器械研究[D]. 李安龙. 河北大学, 2021(09)
- [3]眼前节虚拟手术中物理模型构建与形变算法研究[D]. 刘畅. 电子科技大学, 2021(01)
- [4]基于扫频源OCT的全眼组织参数测量系统的研制[D]. 任天慧. 北京协和医学院, 2021
- [5]桌面式光场显示关键技术研究[D]. 王培人. 北京邮电大学, 2021(01)
- [6]复眼式静态太阳能聚光器设计[D]. 司武汉. 合肥工业大学, 2021
- [7]基于人眼视觉特性的近眼显示技术研究[D]. 赵健. 东南大学, 2019(01)
- [8]符合人眼视觉特性的近眼显示技术研究[D]. 陈志东. 北京邮电大学, 2019(01)
- [9]基于眼球模型的视线估计方法研究[D]. 罗利利. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [10]婴幼儿视网膜广域成像关键技术研究[D]. 姚凤莹. 南京航空航天大学, 2019