人眼视觉的过程及其微观机制

本文阐述了视觉的光学物理、神经生理、感觉心理以及物理-生理、生理-心理的转换过程及其微观机制.     

影响人眼视觉质量的光学因素

人眼作为一种光学器官,存在着一些光学缺陷,从物理学的角度分析了小瞳孔的衍射效应、眼球光学系统的像差、瞳孔尺寸、照明度和光学散射等对人眼视觉质量的影响。重点分析了由眼球的屈光介质引入的光学像差对人眼视觉质量的影响。     

用显示器测量办公亮度环境下的人眼对比度敏感视觉特性

对比度敏感是描述人眼视觉系统空间特性的主要指标之一,对比度敏感函数是反映不同条件下的对比度敏感与空间频率之间的关系。人眼对比度敏感数据的测量受到环境亮度较大的影响,为了研究常用办公环境条件下的人眼对比度敏感情况,对6位青年在环境亮度分别为153,312,470 cd/m2和暗室条件下,在距离为2米处观测11种空间频率的矩形光栅进行测量,光栅用显示器进行显示,其平均亮度分别为60和90 cd/m2。实验结果表明,对于相同频率的光栅,人眼对比度敏感程度随着环境亮度的增加而减小,而且人眼在暗室环境下比在办公环境条件下对亮度光栅更敏感;但是在观测平均亮度为60cd/m2的光栅时,人眼特殊地对在环境亮度为312 cd/m2的条件下更敏感。     

用显示器测量办公亮度环境下的人眼对比度敏感视觉特性

对比度敏感是描述人眼视觉系统空间特性的主要指标之一,对比度敏感函数是反映不同条件下的对比度敏感与空间频率之间的关系。人眼对比度敏感数据的测量受到环境亮度较大的影响,为了研究常用办公环境条件下的人眼对比度敏感情况,对6位青年在环境亮度分别为153,312,470 cd/m2和暗室条件下,在距离为2米处观测11种空间频率的矩形光栅进行测量,光栅用显示器进行显示,其平均亮度分别为60和90 cd/m2。实验结果表明,对于相同频率的光栅,人眼对比度敏感程度随着环境亮度的增加而减小,而且人眼在暗室环境下比在办公环境条件下对亮度光栅更敏感;但是在观测平均亮度为60cd/m2的光栅时,人眼特殊地对在环境亮度为312 cd/m2的条件下更敏感。     

视觉图象-背景相对运动分辨模型

在蝇视觉相对运动神经计算原理的基础上,提出一个新的视觉图象-背景相对运动分辨模型.它包括(1)视觉图象-背景相对运动分辨的初级视觉加工,即运动图象的滤波加工;(2)视觉图象-背景相对运动分辨的中级视觉加工,即滤波器输出的运动图象与亮度边缘信息的平行整合加工.考虑到传统的计算机是串行加工方式,难以实时处理信息量巨大的运动目标图象,而且计算的原理与神经计算有着根本区别,建立了一个生物学似真的实时运动信息加工神经网络电子装置,在此装置上对模型进行检验,实现了目标图象与复杂的背景图象的实时高分辨率相对运动分辨.提出视觉残象在运动图象滤波中起着重要作用;运动视觉的孔径问题应分成两部分来处理:孔径问题引起的运动图象与背景分离不完整的问题,通过视觉的多通道信息的平行整合能得到较好的解决,而孔径问题引起的速度方向测不准在视觉整合中只能得到一定的补偿。     

视觉运动图象滤波模型及其实时模拟

在充满生存竞争的动物世界,视觉的伪装与反伪装现象随处可见,视觉反伪装的原理是什么？本文对Ｒｅｉｃｈａｒｄｔ的图形－背景相对运动分辨模型加以发展,提出了视觉反伪装功能的运动图象滤波器模型。为了检验此模型,我们建立了一个生物学似真的实时运动信息加工神经网络电子装置,实现了实时、高分辨运动目标图象滤波。与Ｍｅａｄ的人工视网膜的运动目标图象检测功能相比,检测的运动目标图象的分辨率有很大提高,而噪声水平显著降低,克服了人工视网膜的一些局限性。     

初级视觉的小波表征及其图象压缩效果

初级视觉的Ｇａｂｏｒ函数模型和变换尺度为３是初级视觉处理外界信息的主要特征。在此基础上,由于小波所具有的多分辨特性与视觉处理由粗到细的过程相一致,因而,希望存在一类能够表征这两个初级视觉特征的小波变换。从这点出发,本文先给出了具有变换尺度为３的正交Ｈａａｒ基,而后给出了具有以上两个特征的小波基和小波滤波器。我们将其应用到图象信息的压缩上,着重与传统二进的小波变换图象压缩的效果进行了比较,结果说明具有视觉特征的小波变换能够提供良好的图象压缩效果和主观视觉效果     

初级视觉的小波表征及其图象压缩效果

初级视觉的Ｇａｂｏｒ函数模型和变换尺度为３是初级视觉处理外界信息的主要特征,在此基础上,由于小波所具有的多分辨特性与视觉处理由粗到细的过程相一致,因而,希望存在一类能够表征这两个初高觉特征的小波亦换。从这点出发,本文先给出了具有变换尺度为３的正交Ｈａａｒ基,而后给出了具有以上两个特征的小波基和小波滤波器。     

人眼和微光夜视仪

人眼是一个很好的图象检测器。人眼网膜的感受器有两种:视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞分辨本领高,有色觉,但是灵敏度低,适用于明视觉;视杆细胞灵敏度高,但分辨力差,色盲,适用于暗视觉。在正常照度下,人眼检测目标的效果主要     

视觉皮层复杂细胞时空编码特性

针对输入在视皮层的编码表达,在地空滤波窗口基础上构建了一个复杂细胞时空编码模型,对几种特殊的输入函数进行了编码仿真实验,结果说明了视皮层复杂细胞时空整合编码序列的精细时间结构进行视觉输入的神经表象。     

半滑舌鳎仔、稚鱼视网膜结构与视觉特性

对1-50d半滑舌鳎仔、稚鱼视网膜和全长50mm的半滑舌鳎幼鱼视网膜结构和视觉特性进行了研究。结果表明:(1)3d仔鱼色素层形成,15d仔鱼没有显著的视网膜运动反应,25d时具有正常感受自然光的明视功能,43d半滑舌鳎稚鱼适应自然光的功能丧失;(2)半滑舌鳎仔鱼阶段感受细胞主要为高密度的单锥,视杆细胞和双锥细胞出现的较晚;单锥融合成双锥时,由于半滑舌鳎视锥细胞椭圆体细长,融合程度较差,尽管在视网膜横切面上能够看到双锥,但在切向切面上仍呈现单锥排列方式;随其生长发育,视锥和神经节细胞密度降低,视杆细胞密度增加,31d后视杆细胞数量显著增加;同时,外核层细胞核与神经节细胞的比值增大,网络会聚程度提高;相关数据表明,20-31d是视网膜结构和视觉特性发生明显变化的过渡时期,这是与半滑舌鳎从浮游生活到底栖生活生态环境的变化相适应的;(3)半滑舌鳎内核层结构特殊,50mm时只有1层水平细胞,属感光系统不发达类型,双极细胞和无长突细胞共4-5层,但不可分辨;内核层细胞层数的减少,基本上没有分化的水平细胞、双极细胞和无长突细胞,说明半滑舌鳎视网膜的光敏感性不高;(4)半滑舌鳎仔鱼浮游生活阶段视敏度较高,视觉在捕食行为中具有重要意义;底栖生活后,视敏度和光敏感性都较差,视觉在捕食行为中不可能具有重要作用     

人眼的几个实验

１测定人眼的远点和近点人眼能看到的最远点即眼睛的远点,人眼能看到的最近点即眼睛的近点,一般的书上都介绍了正常眼睛的远点在无穷远处,近点在离眼１０ｃｍ处（对一般人来说,眼的远点、近点并不是保持不变的）,这些数字是如何测出的呢？１．１材料用具长度３ｍ左右...     

人眼视网膜成像的实验

在讲解人眼视网膜成像时,如何使学生弄懂我们所看到的每件物体都是“正”像,而实际上反映在人视网膜上的像却是“倒”像,怎样来证明这一点呢?下面介绍一个简单的实验方法.     

人眼的阈上调制传递函数

视觉系统的阈上调制传递函数与阈值对比敏感度函数具有明显的区别.但由于阈上测试方法复杂,因而迄今为止阈上调制传递函数的测试数据比阈值对比敏感度函数要少得多.我们应用传统的极限调节法和对比度比配法分别测试了人眼的阈值对比敏感度函数和三种对比度级别的阈上调制传递函数.测试结果表明,一个以DOG(Difference of two Gaussians)函数为基础的函数是一种合理的模型,可由现有阈值对比敏感度函数预测不同对比度和象场亮度级别下的人眼阈上调制传递函激.这个模型也可做为一种有效的人眼生理光学经验公式,用于目视光电成象系统的设计和象质评价.     

图象教学与学生智能的培养

一、用图“原则”学生对图象的认识,是由具体转化到抽象的思维过程。由于学生思维的目的性、趋向性、序列性、灵活性和差异性,都会直接影响到对图象语言的感受、贮存和处理。因此,教学过程中需根据对象的实际,准确灵活地“播映”图象,以此加深学生对课本知识的理解,启动其思维,发展其智能。1、要对比“播映”,使抽象的内容具体化,如“图21光合作用过程的图解”和“图22有氧呼吸过程的图解”两幅图,形象地反映了光合作用和     

消化腺电镜图象

图1.肝小叶局部扫描电镜(SEM)图象:图为兔肝小叶局部断面,有的肝细胞被断开暴露出细胞质及核(N);可见肝细胞彼此相连,形成许多肝细胞索(板)。在相邻细胞索之间,为宽窄及形态不一的窦状隙(*)。×1,350 图2.肝小叶间胆管超薄切片透射电镜图象:L为其管腔,其管壁由单层立方或柱状上皮组成。在上皮细胞的游离面(腔面),有散在的微绒毛(mv)和少量纤毛(↑)。 N为上皮细胞核。×6,000 图3.双核肝细胞SEM图象:肝细胞呈多边形,     

眼底图象定量分析

本文介绍了基于数学形态学的图象分析系统在生物医学,特别是眼底图方面日益广泛的应用.提出了运用图象分析系统取得眼底照片上一些参数的方法.主要参数包括:动静脉管径及其比例,无灌注区的面积等.这些参数不仅用于眼科方面的诊断和治疗,对于分析和诊断全身性疾病,如高血压、动脉硬化、糖尿病、静脉阻塞等都具有重要价值     

单眼视觉剥夺猫外膝体神经元的双眼反应特性

采用在位（ｉｎ ｖｉｖｏ） 胞内记录技术,研究了单眼视觉剥夺猫外膝体（ＬＧＮ） 神经元的双眼反应特性（ｂｉｎｏｃｕｌａｒｉｔｙ） , 结果发现单眼剥夺猫外膝体几乎所有的双眼反应神经元都对非优势眼的闪烁光斑刺激有不同程度的反应,并且剥夺层和非剥夺层神经元在反应特性上没有明显差异。但是,与非剥夺层神经元相比,几乎没有剥夺层的神经元能对非优势眼的正弦移动光栅刺激起反应,并受其空间频率的调制。结果提示皮层下外膝体水平上这种双眼反应的某些精细反应性质可能与后天视觉经验的修饰有关,并可能受皮层反馈输入的影响。     

视觉剥夺猫外膝体神经元最优方位的分布特性

记录和测定了视觉剥夺猫（ｄａｒｋ－ｒｅａｒｅｄｃａｔｓ）外膝体３４４个细胞的方位调谐等感受野特性,多数细胞（８２％）具有方位敏感性（Ｂｉａｓ＞０．１）。最优方位的分布与正常猫类似,偏向于水平方位,但分布特性强于正常猫。与正常猫类似,视觉剥夺猫外膝体细胞的最优方位与该细胞感受野在视网膜上的位置有关,偏向平行于视网膜中心区与感受野中心的连线（向心线）;外膝体内位置相邻近的细胞具有相近的最优方位,亦呈现初步有序排列。结果表明：外膝体细胞最优方位的分布特性与后天视觉经验无关而可能来源于遗传因素。