复眼透镜光学信息保密编码及译码的研究——Ⅰ.昆虫复眼成像特性及编、译码技术原理

本文根据光学并列型和光学重叠型两类昆虫复眼的屈光系统,具有分解和综合二维图像的光学特性,提出了一种新的用复眼透镜实现二维图像光学信息编码和译码的技术原理.利用复眼透镜和一个特制的随机抽样编码的掩模板,可将一幅有序的二维图像(或者文献、资料等)编码形成为一幅无序的,具有良好保密性能的分解编码像,而且,还能将此编码像反演综合再现出原始图像.它不仅实现了对二维图像信息的多通道并行处理,而且还具有传输量大、速度快、保密性强等优点.我们利用此种复眼透镜光学信息编、译码的技术原理,对二维图像的光学信息进行了分解编码记录及综合译码再现.     

复眼透镜光学信息保密编码及译码的研究——Ⅱ.分解掩模编码与综合再现

本文根据复眼透镜光学信息编译码的技术原理,实现了对二维图像进行分解编码记录以及综合译码再现.一幅m×n个目标单元的二维图像,通过1×k阵列的复眼透镜,得到(1×k)(m×n)个像元.经过一个特制的掩模板,得到一幅随机分解编码像,并根据透镜的物、像共轭原理,综合再现了原始图像.进而还实现了同时记录多幅二维图像信息的互补编码像,以及将互补编码像分离重现了每一幅原始目标图像.此互补编码像携带了更大的信息量,同时也大大提高了保密性能.     

北京萤火虫复眼的光学成像*

本文利用光学成像方法,研究了不同适应状态下的北京萤火虫phrococelia Pekininsis复眼所成的光学重叠像以及复眼的视场角。不同适应状态的晶体柱都能在距离复眼表面300-350μm之处形成光学重叠像。经过暗适应的晶体柱可以对不同物距的目标形成清晰的正重叠像,像的大小随物距的增大而减小;经明适应的晶体柱,成像物距范围变小,重叠像的像面亮度降低;经过漂白处理的晶体柱只能对一定的物距成像,像面亮度最低。 不同数目的晶体柱都能形成一重叠像,并随着其数目的增加,像面亮度也逐渐增强。根据对局部复眼视场范围的观察和其结构特征的了解,认为萤火虫单个复眼的视场角大于180度。     

家蚕复眼突变系光泽眼（lu）和光泽小眼（ve）的复眼形态观察

家蚕Bombyx mori复眼突变系光泽眼(lustrous, lu）及光泽小眼(varnished eye, ve）都是由单基因控制的隐性突变, 目前为止, 其突变基因及突变机理还未知。为了了解其复眼突变性状内外部形态结构差异, 本研究以家蚕正常品系大造Dazao （Dz）为对照, 利用光学显微镜及扫描电镜对家蚕Dz, lu和ve的成虫复眼和幼虫单眼表面进行观察, 并利用石蜡切片HE染色技术对3个品系复眼内部结构进行观察。结果表明： 突变体lu和ve的复眼表面形态除了典型的富有光泽外, 复眼形状、 大小和小眼形态、 排列及数量上都与正常型明显不同。突变体lu和ve的角膜、 晶锥、 感杆束及色素细胞均发生了异常。lu和ve不仅是复眼表面形态发生了变化, 其内部结构也发生了很大的变化。本研究为lu和ve突变基因的克隆及突变机理的阐明提供了参考信息。     

虻复眼感杆光导的模式与适应状态的关系

利用逆向照明方法,不经角膜中和,通过光学显佩镜快速观察和记录了暗适应,短时间明适应和长时间明适应状态下,虻(Atylotus miser Szilady)复眼感杆光导的模式。同时与角膜中和的实验结果作了比较。本文还讨论了憎黄虻复眼角膜透镜的作用以及该复眼对视觉信憎黄息抽样方式与适应状态的关系。     

无透镜显微技术

无透镜显微成像(lens-free microscopy)是一种在不借助透镜的情况下进行成像的技术。它基于Gabor同轴全息原理,利用面阵探测器采集原始全息图,随后通过数字图像处理技术重建样本,从而实现数字显微成像。像素超分辨技术缩小了等效像素,提供更多细节信息使得再现像的分辨率得以直接提升,而且多种相位恢复手段通过去除孪生像也达到了间接提高分辨率的目的,尤其是对密集样本。无透镜显微成像技术突破了传统光学显微镜由透镜带来的空间带宽积的限制,实现了大视野范围下的高分辨率成像,因此,这一技术能够提供大视场下的临床样本快速诊断和准确检测。另外,新兴的算法和硬件都在不断地加快数据采集和计算速度,扩展了其在高速运动样本和纳米尺度样本上的应用。最近无透镜技术和其配套硬件设备发展方向趋向于硬件紧凑、算法密集、实时、三维、彩色、高分辨率的便携式分立器件或配件。     

亲土苔蛾成虫复眼超微结构

【目的】重叠型眼在昆虫复眼演化中起着重要作用。本研究旨在阐明夜出型亲土苔蛾Manulea affineola复眼类型及结构特征,以期填补灯蛾亚科昆虫复眼研究的空白,扩充夜出型昆虫复眼的特征数据,为探讨重叠型眼的变异趋势及复眼演化提供依据。【方法】运用光学和透射电子显微技术观察亲土苔蛾成虫复眼的超微结构。【结果】亲土苔蛾成虫复眼具有一个透明区,由6个次级色素细胞的透明胞质构成。小眼具8个视网膜细胞,其中1个视网膜细胞较短,仅位于小眼基部。在透明区内,7个视网膜细胞聚集成一束,其远端与晶体束末端相接,但并不形成视杆。在透明区下方,这7个视网膜细胞形成一个中心融合的视杆。在复眼背缘区的小眼的视杆具有近似矩形的横截面,而其余小眼的视杆具多分支状截面。【结论】亲土苔蛾成虫复眼属于重叠型眼;复眼背缘区的矩形视杆很可能与昆虫的偏振敏感性有关。     

昆虫复眼结构及视觉导航研究进展

复眼是昆虫主要的视觉器官,具有感受物体的大小、形状和颜色等功能。研究复眼结构是了解昆虫感光机制的基础,进而明确视觉信号在昆虫行为中的作用。昆虫的复眼包括了重叠像眼和并列像眼两种类型,重叠像眼具有聚光作用,可以感受到低强度的光,但是分辨率较低;并列像眼没有聚光作用,分辨率较高。大多数白天活动的昆虫具有并列像眼,夜晚活动的昆虫具有重叠像眼。分子生物学、视网膜电位和行为学研究结果均表明昆虫对紫外、蓝和绿光最敏感。昆虫利用天体和地面目标物信号定向和导航,依靠天体发出的偏振光和地面目标物与背景颜色的对比度进行视觉判断,对于任何一种昆虫,这两种信号都可能同时应用。视觉信号在昆虫定位植物寄主、寻找配偶和产卵过程中起着至关重要的作用,不能低估昆虫视觉能力的作用。利用昆虫对不同波长光波的趋性,研制专一性强的诱捕装置,可为害虫的无公害防治提供理论基础。     

棉铃虫复眼对过强刺激的调光反应

<正> 灯光防治是贯彻“预防为主,综合防治”植保方针的一项有效措施。了解害虫复眼的特性,对研究趋光行为的原理是非常重要的。 复眼对光的反应甚为复杂。就对光的强度而言,有能不能感受和能不能耐受的反应。也就是说,任何一种光强度对复眼的影响至少存在着照明作用的有无和大小以及刺眼(眩目)作用的有无和大小。有关昆虫复眼敏感度的研究     

一种模拟昆虫视觉系统并行信息处理功能的光学实现

本文提出了一种新的模拟生物视觉神经系统并行信息处理功能的光学方法,它采用了昆虫复眼透镜阵列处理器和非相干光源实现图像矩阵正交变换,它为光神经计算提供了一种可能实现的新途径.     

昆虫重叠型复眼的光学综合成象特性

本文计算了复眼锥形晶体柱端面凸球对输入数值孔径的作用,讨论了昆虫重叠型复眼的非相干综合成象特性.     

棉铃虫蛾复眼的微细结构及其区域性差异

用电子显微镜观察棉铃虫蛾复眼的微细结构及其区域性差异。此复眼具有小网膜细胞柱的透明带。每个小眼包括一个外凸内平的角膜,一个晶锥,四个形成晶锥、晶束的晶锥细胞和两个围绕着晶锥的主虹膜细胞,六至八个小网膜细胞和一个基细胞。晶锥末端有一短小固定的晶束。小网膜细胞柱远侧中央有似微绒毛结构的视杆束。每个小眼被六个附色素细胞围绕。 微细结构的区域性差异:1.背方小眼视杆中段横切面近似矩形,主要由六个微绒毛平行排列的三角形视小杯组成,整个视杆包含两个互相垂直的微绒毛轴;腹方、前方、后方和侧方区域的小眼视杆中段横切面为风扇形,“V”字形视小杆内微绒毛排列不平行;2.前方区域小眼视杆中段的横切面要比后方大;3.前方、腹方区域内,有的相邻小眼的小网膜细胞柱互相连结,背方、后方区域未观察到这一现象。     

北京萤火虫复眼的模型小眼设计与光线追迹

以实际的北京萤火虫复眼结构与生理参数与依据,基于已知的ＧＲＩＮ透镜特征,把小眼的整个光学系统分成几个部分被模型化。模型中,在晶体柱部分使用了一个径向梯度折射率透镜柱具有的抛物线轮廓折射率公式;在晶锥末端所接的半椭球ＧＲＩＮ透镜部分,使用了一个径向梯度和纵向梯度分布都存在的折射率公式．模型的尺寸与折射率的大小根据实际晶锥的测量值．通过对模型小眼的光线追迹,证明模型小眼基本上是一个平行光入射,年行光出射的望远镜系统．小眼光学系统的前半部分把入射的平行光束聚焦到中间焦点,而这个点的位置恰好位于实际晶锥的腰的部位,而光线再次经过晶锥近端以后又以大致平行光束从晶锥末端出射。此模型小眼的最大入射角为３０度,在这个入射角内其角放大率基本上是相同的。随着对平行入射光束与小眼光轴的角度的增加,所产生的中间像越来越远离晶锥光轴。     

神经重叠复眼感杆光导的模式与性特化光感受器

采用反向照明的角膜中和方法,光镜下观察了活体家蝇和华虻神经重叠复眼感杆光导的模式.结果表明:其模式不仅与复眼的适应状态有关,而且与复眼的性特化区以及它的性别有关,这一结果用电镜方法得到证实.本文讨论了Boschek和Franceschini等不同研究结果和神经重叠复眼两个亚视觉系统的概念.     

ALLOCATION OF ELECTRICAL RESPONSES FROM THE COMPOUND EYE OF GRASSHOPPERS

1. The effect of extirpation of the optic ganglion on the ERG and on electrical oscillations recorded from the compound eye was determined. 2. Extirpation of the optic ganglion prevents the occurrence of oscillations, and it is concluded that they originate in the ganglion. 3. Extirpation of the optic ganglion changes the wave form of the ERG. The sharpness of the b-wave is decreased, the relative magnitude of the c-wave is increased, and the d-wave is obliterated. These changes can be explained by assuming that the ERG is the algebraic sum of two potential changes, one in the compound eye, and another, of opposite sign in the ganglion. This assumption is supported by data from a number of experiments in which the electrode positions were varied. 4. The explanation of the present data (which indicates two sites of origin of the ERG) is similar to the three-component theory which accounts for the complex wave form of the vertebrate ERG.