由于涉及极其复杂的光学元件，模仿人类视觉系统的性能被视为一项艰巨的任务。在新的工作中，研究人员表明，可以使用简单的球形光学元件创建一个可以再现人类视力某些特征的镜头系统。

来自加拿大拉瓦尔大学的GuillaumeAllain将在2023年6月4日至8日在加拿大魁北克市举行的Optica设计和制造会议上介绍这项研究。

“拥有一个可以准确呈现人眼全方位视觉的物理眼睛模型以及一个生物学上准确的瞳孔，可以成为我们用于娱乐或医疗目的的设备质量保证的重要工具，”说阿兰。

复制人类视觉系统需要透彻了解它的工作原理。然而，可变折射率材料或曲面光敏表面等光学元件以及对宽视场和多层图像处理的要求使得将人类视觉系统当作传统光学系统来研究具有挑战性。

在这项新研究中，研究人员报告了一种理解和可视化人眼光学性能的新方法，这种方法可用于设计模仿人眼的镜头系统。为此，他们使用了两种不同的计算眼模型来提取关键的光学测量值：入射光瞳、基于调制传递函数的分辨率以及相对照度。

然后使用这些测量来创建一个只需要球面的简单光学设计。镜头系统旨在首先以恰到好处的细节渲染场景，以模拟人类视野中图像质量的下降。由于瞳孔形状和位置也是某些仪器的重要要求，因此准确模拟瞳孔也是该研究项目的一个方面。

为了了解这种方法的效果如何，研究人员将他们设计的镜头系统的性能与人类视觉系统的性能进行了比较。这种质量评估表明，新设计只需最少的优化，就可以轻松重现人类视觉系统的质量，而无需任何非球面组件，这会增加系统的复杂性。事实上，最初的设计可以通过移除一些表面来放松，并且仍然可以达到与人类视觉相似的质量。

Allain说：“我们目前正在研究进一步简化平面相机的设计，以及受人眼视网膜曲率启发，添加曲面图像传感器如何在这方面有所帮助。”

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：人类视觉系统