图像处理技术在人眼像差仪中的应用研究

论文摘要

波前像差用于指导手术,可极大提高LASIK手术后的视觉质量,在波前像差引导的准分子激光治疗手术过程中,患者眼波前像差的测量至关重要。论文研究了主观式人眼像差仪中像差测量部分,对其中的关键技术——图像处理、瞳孔中心提取、瞳孔中心自动跟踪技术进行深入研究,以达到对瞳孔中心的实时跟踪,确保人眼波前像差测量实时性、准确性。论文主要研究如下:（1）引入了人眼像差的概念,探索了波前像差产生的原因,并分析了其对视觉质量的影响情况,为像差测量提供了理论依据。（2）结合主观式人眼像差仪的结构,研究了人眼像差仪的测量原理,并对像差仪的机械部分、电气部分特别是光路部分进行了研究。（3）研究了主观式人眼像差仪的图像处理关键技术。对人眼瞳孔图像采集、图像处理进行了研究,着重图像灰度处理、灰度变换、二值化处理的各种方法进行研究、分析,选择最适合本像差仪的方法对瞳孔图像进行处理。以期提取瞳孔中心实现跟踪。（4）研究了像差测量中瞳孔中心自动跟踪的实现技术,从软硬件的角度分别研究了串口通信技术,API编程,对跟踪系统的设计原理,跟踪系统的软件进行了研究。论文的研究成果已应用于WFA-1000人眼像差仪的控制软件中,取得了良好的效果。论文的最后对主观式像差仪中的相关技术进行了总结和展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 波前像差测量的研究背景
• 1.1.1 计算机辅助生物医学工程
• 1.1.2 波前像差的研究
• 1.1.3 波前像差的应用
• 1.2 国内外研究状况
• 1.2.1 国外的研究状况
• 1.2.2 国内的研究状况
• 1.3 选题意义和依据
• 1.4 论文主要研究内容和结构层次
• 第二章 眼屈光学基础及像差对视觉质量的影响
• 2.1 眼屈光学基础
• 2.1.1 眼屈光学
• 2.1.2 屈光不正对人眼视觉的影响
• 2.2 波前像差的概念
• 2.2.1 波像差的描述方法
• 2.2.2 人眼波像差对视觉成像质量的影响
• 2.3 主观式像差仪
• 2.3.1 像差仪的测量原理
• 2.3.2 像差仪的结构组成
• 2.4 本章小结
• 第三章 像差测量中的图像处理技术及瞳孔中心的提取
• 3.1 图像处理的方法
• 3.1.1 图像处理的概念
• 3.1.2 本项目采用的图像处理方法
• 3.2 像差仪中的图像采集
• 3.3 像差仪中的图像处理
• 3.3.1 图像的灰度变换
• 3.3.2 图像的二值化处理
• 3.3.3 瞳孔中心的提取
• 3.3.4 瞳孔中心与光学中心的比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 像差测量中瞳孔中心自动跟踪技术
• 4.1 串口通讯技术
• 4.1.1 串口通讯技术概述
• 4.1.2 端口参数
• 4.1.3 Windows API 编程控制串口
• 4.2 瞳孔自动跟踪系统设计思路
• 4.3 瞳孔自动跟踪系统的实现
• 4.3.1 跟踪系统设计原理
• 4.3.2 跟踪系统的软件设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 图像处理及自动跟踪技术在像差仪中的应用
• 5.2 总结
• 5.3 研究展望
• 5.3.1 波前像差测量的优化改进
• 5.3.2 波前像差测量在眼模型中的应用
• 5.3.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果
• 在学期间发表的论文
• 在学期间参与的项目