北京工业大学环境与生命学部, 智能化生理测量与临床转化北京市国际科研合作基地, 北京 100124
提出了一种基于变分自编码器的眼科光学相干断层成像(OCT)图像生成方法,缓解了深度学习任务中数据不足的问题,有助于提高眼科疾病辅助诊断算法的性能。搭建了基于变分自编码器的OCT图像生成网络,并基于目前两个公开的视网膜OCT图像数据集,构建了老年性黄斑变性、糖尿病性黄斑水肿和正常三种类别的视网膜OCT图像样本数据集,并分别训练网络得到各自的图像生成模型。采用主观视觉评价和客观实验验证两种方式验证了所提图像生成方法是有效的。主观视觉评价和客观实验结果均表明所提方法可以有效生成三种类别的视网膜OCT图像。
医用光学 图像生成 视光学 光学相干断层成像 深度学习 变分自编码器 光学学报
2021, 41(14): 1417001
1 北京林业大学 工学院 车辆工程系, 北京 100083
2 山东科技大学 电气信息系, 山东 济南 250031
3 北京林业大学 理学院, 北京 100083
描述了一种新的视错觉现象, 运用MATLAB软件对近视者观察等间距密集网格所产生的网格错位现象进行模拟计算分析, 研究了近视程度、网格形状和网格间距对视觉错觉现象的影响规律。通过对不同情况下光线叠加产生的视觉图像进行理论推导, 得到了与真实现象较相符的理论。从推导结论可知,在网格间距与近视度数成不同比例时会出现不同的视觉错位现象, 且该现象的成因与泊松亮斑间有较深的联系。研究结果为进一步了解视觉错觉的产生机制和人眼对图像的处理过程提供了理论依据, 为防治近视错觉可能导致的安全事故提供了帮助, 并对存在相同结构的二维材料研究提供了参考价值。
成像光学 光学数学模型 错位 模拟分析 图像处理 视光学 泊松亮斑 imaging optics optical-mathematical models dislocation simulation analysis MATLAB MATLAB image processing optic optics poisson bright spot
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院， 上海 200093
从眼镜片用顶焦度的定义出发，探讨了渐进加光镜片的原理和结构，介绍了子午线设计的原则和方法。选择镜片周边的加光曲线形式，通过在边界条件下对子午加光曲线做变换，确定镜片表面的屈光度分布，给出了基于加光曲线变换的设计方法。与传统方法相比，不仅在形式上统一了渐进加光镜片的屈光度分布，而且还为设计者提供了更自由灵活的选择。利用曲面微分几何原理获得镜片表面面型矢高，计算屈光度和像散分布。通过实例设计表明，此方法可以设计出所需渐进特征的加光镜片。
视光学 渐进加光镜片 子午线 加光曲线 visual optics progressive addition lenses meridian addition power curve
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
为了利用可见光波段和长波红外波段所蕴含的不同信息进行数据融合和实时彩色显示, 设计了一种大视场的单通道双光谱R-C结构。双谱光学系统的具体结构为R-C系统加校正镜, 采用主镜后分光, 利用二向分光镜反射可见光波段, 透射长波红外波段。全视场角和相对孔径分别为5°和1:1.7; 次镜遮拦比为1:3; 光学系统在可见光波段MTF=0.60的成像质量对应的空间频率为50lp/mm, 在长波红外波段MTF=0.30的成像质量对应的空间频率为15lp/mm。对该系统的结构特点进行分析和讨论, 给出了各种像差曲线和光学传递函数。
夜视光学系统 大视场 大相对孔径 双波段 night vision optical system wide field of view large relative aperture dual-band
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西西安710119
2 中国科学院研究生院，北京100039
为了充分利用可见光和长波红外所蕴含的不同信息进行数据融合、彩色显示，分析了3种不同类型双波段光学系统及其成像性能，设计了全折射光学系统、折反射光学系统和离轴三反射双谱光学系统。采用不同的分光形式，反射可见光波段，透射长波红外波段，使3种不同类型光学系统的全视场角和相对孔径分别为5°和1∶1.7；光学系统在可见光波段成像质量对应的空间频率50lp/mm处的MTF=0.60，在长波红外波段成像质量对应的空间频率15lp/mm处的MTF=0.30。对不同结构类型的系统特点进行分析和讨论，给出了各种像差曲线和光学传递函数曲线,为多波段彩色夜视设计了不同类型的光学系统。
夜视光学系统 微光彩色 双波段 光学设计 night vision optical system low-level-light color dual-band optical design
1 国家食品药品监督管理局杭州医疗器械质量监督检验中心, 浙江 杭州 310009
2 杭州朗视光学科技有限公司, 浙江 杭州 310011
3 浙江大学医学院附属第一医院, 浙江 杭州 310003
基于光辐射危害的算法, 建立眼光路中外加光学器具的光辐射危害降低量分析基础。通过引入起比较作用的原器具概念, 建立相对光辐射危害降低量和绝对光辐射危害降低量的概念和表达式, 以及两者间的换算关系。根据人眼瞳孔的限光机理, 推导了人眼瞳孔前和瞳孔后组织各自的光辐射危害降低量算法, 介绍了实际应用方法; 通过视觉应用分析, 提出暗光效增率的概念来评价视明度水平, 同时在暗光效增率的表达式基础上导出实用算法; 通过光源变换分析, 得出了运用光源显色性评价方法可评价色觉水平的结论, 同时给出了评价显色性的显色指数Ra应用标准。最后以举例形式说明, 该方法可实现系统评价目的。
医用光学 辐射度学 视光学 眼光路光学器具 光辐射危害
1 南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室,江西 南昌 330063
2 南开大学 现代光学研究所,天津 300071
3 天津医科大学 天津眼科医院眼科研究所,天津 300020
基于屈光手术的角膜切削模型和临床测量的波前像差数据,分析了矫正近视散光的常规屈光手术中切削偏心对波前像差的影响。结果表明,切削偏心主要会引起彗差的增大,引入彗差与偏心程度成线性关系,与被矫正的近视散光的屈光度也近似成线性关系。3-5阶像差中,除彗差以外的其它高阶像差并不会随着切削偏心的增大而显著增大。屈光手术后高阶像差的增大主要是切削偏心、激光斜入射和角膜愈合反应等多重因素导致的。
医用光学与生物技术 视光学 切削偏心 波前像差
1 南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室,南昌 330063
2 南开大学 现代光学研究所,天津 300071
基于人眼光学质量客观评估方法,通过实测的屈光手术前后人眼波前像差数据,研究和分析了球差与离焦的补偿关系.结果表明,对于屈光手术前的近视眼患者,离焦与球差的补偿关系并不明显.对于屈光手术后的近视眼患者,离焦与球差的补偿关系明显,残余离焦可以部分补偿由于高阶像差增加引起的视功能降低.当残余离焦处于0.27D~0.74D范围内,离焦与高阶像差组合后,光学质量提高了20%以上.在屈光手术方案设计时,预留0.27D~0.74D的离焦时,可以使80％的人眼达到更好的视觉矫正效果.
视光学 光学质量标准 球差 离焦 Visual optics Metrics of optical quality Spherical aberration Defocus
1 南开大学 现代光学研究所,天津 300071
2 南昌航空大学 无损检测技术教育部重点实验室,江西 南昌 330063
波前像差的客观验光准确度对眼科临床应用有重要的意义。基于实测人眼的波前像差数据,计算波前像差曲面图的曲率分布,得到人眼在瞳孔平面位置的屈光度。通过波前传播,计算得到眼镜镜片所处位置的屈光度。该方法包含了高阶像差对人眼屈光度的影响,分析该屈光度与主观验光屈光度间的差异发现,4 mm瞳孔直径下的波前验光结果与主观验光结果差异较小,平均球度差异为0.06D,平均柱度和柱度角的差异分别为-0.07D和0.62°。结果表明,利用4 mm瞳孔直径下的曲率分布图验光结果可以较准确的预测主观验光结果。
医用光学 验光 波前像差 视光学
