[发明专利]一种人眼模型及其设计方法

说明书

本发明提出了一种人眼模型及其设计方法，所述人眼模型包括由一透镜组、成像采集模块组成的光学组件和图像处理模块。该方法通过建立光学组件与标准人眼模型的成像退化模型。再根据建立的光学组件和标准人眼模型成像退化模型将光学组件的成像图像处理成人视网膜成像图像，模拟人眼成像。本发明方法利用图像复原方法将简单透镜成的像处理成人眼成像图像，不需要复杂的光学系统设计，可以根据不同的人眼参数来模拟不同状态的人眼。

技术领域

本发明属于人眼模型设计，涉及光学成像原理，图像复原方法，更具体地，涉及一种基于图像复原技术的人眼模型及其设计方法。

背景技术

目前对人眼光学模型的研究方法是：对不同的人的人眼各个组织的光学常数进行测量，根据测得的数据结果取平均值，然后根据平均值来设计透镜折射面的面型和透镜材料折射率，这样形成的光学系统就是常见的模型眼。这样的模型眼用在医疗手术的模拟分析中。针对每一个患者，都要根据患者的眼睛数据建立个性化的眼球模型，成本比较高，并且该模型不具有普适性，其它患者无法使用该模型。

发明内容

本发明针对背景技术的不足，提供一种基于图像复原方法的人眼模型设计方法。

本发明采用如下技术方案：

一种人眼模型设计方法，包括如下步骤：

(1)构建由透镜组和成像采集模块组成的光学组件，并建立所述光学组件与标准人眼模型的成像退化模型。所述标准人眼模型的屈光度与透镜组一致。

(2)根据步骤1建立的成像退化模型将光学组件的成像图像处理成视网膜成像图像，模拟人眼成像，建立获得基于光学组件的人眼模型。

进一步地，所述透镜组为无畸变透镜组。

进一步地，所述成像图像是以镜头成像特性为基础的图像，镜头成像特性包括镜头的设计像差、成像畸变。

进一步地，所述步骤1中，所述光学组件和标准人眼模型成像退化模型采用zemax软件建立。

进一步地，所述步骤1中，建立所述光学组件和标准人眼模型成像退化模型，具体包括如下步骤：

(1.1)分别在zemax软件上建立标准人眼模型和由透镜组和成像采集模块组成的光学组件，分析标准人眼模型和光学组件的成像特性，包含设计相差，成像畸变参数。

(1.2)设计成像退化函数，设f(x,y)为原始输入图像，g(x,y)为标准人眼模型退化后的图像，即人眼模型视网膜成像图像，h(x,y)为标准人眼模型的成像退化模型，g′(x,y)为光学组件退化后的图像，即成像采集模块的成像图像，h′(x，y)为光学组件的成像退化模型，则满足g(x，y)＝f(x，y)*h(x，y)+n(x，y)

g′(x，y)＝f(x，y)*h′(x，y)+n′(x，y)；

其中n(x，y)为标准人眼模型的噪声，n′(x，y)为光学组件的噪声。

(1.3)根据步骤(1.1)中确定的光学系统成像特性参数，可以计算出退化模型h(x，y)、h′(x，y)；

(1.4)建立所述光学组件与标准人眼模型的成像退化模型，即建立g′(x，y)到g(x，y)的退化模型：

g(x，y)＝g′(x，y)*H(x，y)

其中H(x，y)为光学组件与标准人眼模型的成像退化模型。

进一步地，所述成像采集模块为CCD相机。