【摘要】： 高分辨率視網(wǎng)膜圖像能夠?yàn)橐暰W(wǎng)膜疾病的早期診斷、治療、人眼視覺的科學(xué)研究提供重要依據(jù)。但人眼作為光學(xué)系統(tǒng),其系統(tǒng)內(nèi)部存在的低階和高階像差,使得對(duì)視網(wǎng)膜的成像很難達(dá)到衍射極限水平,采用常規(guī)成像方法無法得到高分辨率視網(wǎng)膜圖像。近幾年發(fā)展起來的自適應(yīng)光學(xué)技術(shù),使觀察細(xì)胞級(jí)別的視網(wǎng)膜圖像成為可能。論文以基于自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)的視網(wǎng)膜細(xì)胞顯微鏡開發(fā)為背景,對(duì)人眼視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一——像差重建進(jìn)行了深入的研究。論文的主要內(nèi)容如下: 1、論述了人眼的基本結(jié)構(gòu)視網(wǎng)膜成像特點(diǎn)以及人眼波前像差的定義和成因,建立了基于正交歸一化Zernike多項(xiàng)式表達(dá)人眼波前像差的理論模型。 2、研究了利用Hartmann-Shack波前傳感器進(jìn)行像差測(cè)量的原理,在對(duì)光斑圖像預(yù)處理的基礎(chǔ)上,提出了利用六角點(diǎn)原理確定子光斑的方法,實(shí)現(xiàn)了子光斑及其質(zhì)心的準(zhǔn)確定位。 3、重點(diǎn)研究了基于Zernike模式的波前重建算法,研究了基于最小二乘準(zhǔn)則的直接法方程組基于Gram-Schmidt正交變換基于Householder變換基于奇異值分解在內(nèi)的四種模式重建方法,通過理論分析以及仿真實(shí)驗(yàn)證明,各算法精度相當(dāng),能夠滿足人眼波前重建的精度要求。但基于奇異值分解的模式算法由于其理論簡(jiǎn)單,計(jì)算步驟較少,易于編程等優(yōu)點(diǎn)作為人眼波前像差重建算法性能更優(yōu)。 4、分析了基于Zernike多項(xiàng)式模式進(jìn)行波前重建的誤差問題,討論了模式重建過程中截?cái)嗾`差混淆誤差以及耦合系數(shù)與重建項(xiàng)數(shù)的關(guān)系,并以此為依據(jù)選擇人眼波前像差重建過程中Zernike多項(xiàng)式的最優(yōu)項(xiàng)數(shù)。 在上述基礎(chǔ)上,開發(fā)了人眼波前像差測(cè)量及重建模塊,實(shí)現(xiàn)了人眼像差的準(zhǔn)確測(cè)量和重建,為人眼視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)中后續(xù)的像差循環(huán)矯正提供了像差數(shù)據(jù),經(jīng)實(shí)際運(yùn)用,滿足了視網(wǎng)膜細(xì)胞顯微鏡對(duì)視網(wǎng)膜細(xì)胞成像的要求。
[Abstract]:High resolution retinal images can provide important basis for the early diagnosis, treatment and human visual science research of retinal diseases. However, as an optical system, the human eye has low order and high order aberrations in the system, which makes it difficult to reach the diffraction limit level for retinal imaging, and high resolution retinal images can not be obtained by conventional imaging methods. Adaptive optics has been developed in recent years to make it possible to observe retinal images at cell level. Based on the development of retinal cell microscope based on adaptive optics, aberration reconstruction, one of the key techniques in human retinal imaging system, is studied in this paper. The main contents of this paper are as follows: 1. The basic structure of the human eye is discussed. The characteristics of retinal imaging and the definition and cause of human eye wavefront aberration, A theoretical model for the expression of wavefront aberration based on orthogonal normalized Zernike polynomial is established. 2. The principle of aberration measurement using Hartmann-Shack wavefront sensor is studied. A method of determining sub-spot by using the principle of hexagonal point is put forward, and the accurate location of the sub-spot and its centroid is realized. 3. The algorithm of wavefront reconstruction based on Zernike mode is studied emphatically. The direct equations based on the least square criterion are studied. Based on Gram-Schmidt orthogonal transformation? Based on Householder transform? Four methods of pattern reconstruction based on singular value decomposition (SVD) show that the accuracy of each algorithm is the same and can meet the precision requirements of wavefront reconstruction through theoretical analysis and simulation experiments. However, because of its simple theory and less calculation steps, the model algorithm based on singular value decomposition (SVD), The advantage of easy programming is that the performance of wavefront aberration reconstruction algorithm is better. 4. The error problem of wavefront reconstruction based on Zernike polynomial model is analyzed, and the truncation error in the process of pattern reconstruction is discussed. The relationship between the confusion error and the coupling coefficient and the number of reconstructed terms is used as the basis to select the optimal term number of Zernike polynomials in the process of wavefront aberration reconstruction. On the basis of the above, the module of human eye wavefront aberration measurement and reconstruction is developed, which realizes the accurate measurement and reconstruction of human eye aberration, and provides aberration data for subsequent aberration circulatory correction in human retinal imaging system. It meets the requirements of retinal cell microscopy for retinal cell imaging.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TP391.7;R774.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 韓杏子;胡新奇;俞信;;高分辨率空間光學(xué)系統(tǒng)位置誤差的無波前傳感綜合校正[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2011年06期

2 ;[J];;年期

3 ;[J];;年期

4 ;[J];;年期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 楊慧珍;李新陽;;濾波核函數(shù)對(duì)瞳面相位差波前傳感器相位恢復(fù)效果的影響[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

2 段鵬飛;王偉剛;;光學(xué)圓錐非球面的Zernike多項(xiàng)式擬合[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

3 馬世幫;楊紅;楊照金;郭羽;康登魁;;基于Zernike多項(xiàng)式的大口徑離軸拋物面平行光管定焦技術(shù)研究[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2011年學(xué)術(shù)大會(huì)摘要集[C];2011年

4 向汝建;;H-S波前傳感器子孔徑光斑質(zhì)心探測(cè)誤差[A];中國工程物理研究院科技年報(bào)（2002）[C];2002年

5 王洋;張景旭;郭勁;;自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)在大口徑望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];2007'中國儀器儀表與測(cè)控技術(shù)交流大會(huì)論文集（二）[C];2007年

6 李亞斌;宋豐華;;激光推進(jìn)中的波前檢測(cè)技術(shù)研究[A];2006年全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議文集（C 激光技術(shù)與應(yīng)用專題）[C];2006年

7 石海豐;胡新奇;;圖像結(jié)構(gòu)對(duì)相關(guān)法圖像平移測(cè)量精度的影響[A];2004全國光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)、2005全國光學(xué)與光電子學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)、廣西光學(xué)學(xué)會(huì)成立20周年年會(huì)論文集[C];2005年

8 毛宏軍;于起峰;王三宏;;高分辨率相襯波前傳感技術(shù)在自適應(yīng)光學(xué)中的應(yīng)用分析[A];中國光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

9 周永耀;;準(zhǔn)分子激光人眼像差矯正系統(tǒng)[A];中國儀器儀表學(xué)會(huì)醫(yī)療儀器分會(huì)2006年學(xué)術(shù)年會(huì)暨中國儀器儀表學(xué)會(huì)醫(yī)療儀器分會(huì)第三屆第三次理事會(huì)論文匯編[C];2006年

10 胡詩杰;陳善球;楊平;張翔;楊偉;許冰;吳健;;角椎棱鏡陣列對(duì)波前傳感器探測(cè)精度的影響[A];第十七屆全國激光學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2005年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 梁春;視網(wǎng)膜細(xì)胞成像中波前復(fù)原技術(shù)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

2 吳鵬;基于SH波前傳感器的大量程人眼波前像差測(cè)量系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2010年

3 李邦明;基于微機(jī)械薄膜變形鏡的像差校正技術(shù)及其應(yīng)用[D];南京航空航天大學(xué);2010年

4 康巖輝;阿伏伽德羅常數(shù)測(cè)量中硅球直徑測(cè)量的若干關(guān)鍵問題研究[D];天津大學(xué);2009年

5 鞏盾;溫度對(duì)遙感器光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的影響[D];中國科學(xué)院研究生院（長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2010年

6 李俊;傳輸型詳查相機(jī)微小自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2006年

7 姜永靜;指數(shù)矩及其在模式識(shí)別中的應(yīng)用[D];北京郵電大學(xué);2011年

8 李波;正交圖像矩及其在精確定位與產(chǎn)品檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2012年

9 劉天華;高能激光器自由旋渦氣動(dòng)窗口的工程設(shè)計(jì)及其相關(guān)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2002年

10 胡海濤;基于矩特征的鱗癌細(xì)胞識(shí)別[D];北京郵電大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 高瑋瑋;視網(wǎng)膜細(xì)胞顯微鏡波前重建技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

2 汪偉;基于哈特曼—夏克傳感器的波前檢測(cè)方法研究[D];華中科技大學(xué);2011年

3 劉文峰;基于Zernike矩的數(shù)字圖像水印研究[D];華南理工大學(xué);2012年

4 何巍;基于偽Zernike矩抗幾何攻擊的水印算法研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年

5 翟田田;基于Zernike不變矩的數(shù)字圖像水印研究[D];浙江理工大學(xué);2012年

6 胡詩杰;Hartmann-Shack波前傳感器在光束質(zhì)量診斷中的應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2003年

7 周尉剛;PCNN和Zernike矩在遙感圖像處理和目標(biāo)識(shí)別的應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2010年

8 王慧倩;工業(yè)CT圖像高精度尺寸測(cè)量方法研究[D];重慶大學(xué);2011年

9 馮曉冬;單平板剪切干涉儀重構(gòu)波面[D];吉林大學(xué);2005年

10 鮮浩;自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)波前傳感器設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D];電子科技大學(xué);2008年

，

本文編號(hào)：2168550