摘要：突破了对像面漂移量的有理函数计算传统 ,考虑到组元运动曲线的间断性 ,给出了变焦距镜头高斯光学全新的最优化设计方法 ,借助于切比雪夫多项式 ,做到了任意组元联合直线运动的光学补偿 ,以及实现了简便的和有效的任意组元任意变焦方式的机械补偿。

摘要：推导了单位圆域和单位方域内的双变量正交多项式曲面的数学模型,详细分析了将不同正交多项式曲面应用于自由曲面拟合的精度问题。采用均匀随机、阵列分布和环状辐射三种采样方式,并选择具有代表性的普通非球面、自由曲面以及Peaks自由曲面进行了大量的拟合实验。实验结果表明:三种采样方法中,阵列采样的拟合适应度最高;XY多项式和正交XY多项式的拟合适应度最高;方域和圆域内正交的泽尼克多项式在曲面拟合中优势显著;双变量正交切比雪夫多项式在方域内、阵列采样的情况下曲面拟合优势明显。

摘要：针对复杂多变的肝脏图像,提出了一种基于先验稀疏字典和空洞填充的三维肝脏图像分割方法。对腹部CT图像进行Gabor特征提取,并分别在Gabor图像和灰度图像的肝脏金标准边界上选择大小相同的图像块作为两组训练集,利用训练集得到两种查询字典及稀疏编码。将金标准图像与待分割图像配准,并将配准后的肝脏边界作为待分割图像的肝脏初始边界;在初始边界点上的十邻域内选择大小相同的两组图像块作为测试样本,利用测试样本与查询字典计算稀疏编码及重构误差,并选择重构误差最小的图像块的中心作为待分割肝脏的边界点;最后,设计一种空洞填充方法对肝脏边界进行补全和平滑处理,得到最终分割结果。利用医学图像计算和计算机辅助介入国际会议中提供的肝脏数据进行了实验验证。结果表明,该方法对肝脏分割图像具有较好的适用性和鲁棒性,并获得了较高的分割精度。其中,平均体积重叠率误差为(5.21±0.45)%,平均相对体积误差为(0.72±0.12)%,平均对称表面距离误差为(0.93±0.14)mm。

摘要：光学自由曲面具备较高的设计自由度与像差校正能力;全息光学元件具备特有的波前调控特性、选择性、复用性、轻薄性与易加工性。在成像与显示光学系统设计中,将自由曲面与全息光学元件相融合,可以获得较为优秀的系统指标和系统性能,使系统形态更加紧凑、轻便,且得到离轴非对称的新型系统结构。简要介绍了自由曲面光学与全息光学元件的基本原理、光线追迹特性、应用领域等,阐述了自由曲面光学与全息光学元件的融合设计方法,基于对全息光学元件的分类,总结了融合自由曲面光学与全息光学元件的成像与显示光学系统的设计与应用,讨论了两类元件融合设计的限制因素并对未来的发展趋势进行了展望。

摘要：深度学习作为机器学习的重要分支,自出现之初就掀起了机器学习的又一次高潮。深度学习在诸如图像识别与分类、语义分割、智能驾驶等多个领域有着优异的表现。同时,深度学习算法以其抽象特征识别和提取特性,极强的模型构建和泛化推广能力,被广泛应用于光学领域,如计算全息图产生与成像、数字全息的无参数重建和光谱共振曲线预测等方面。详细介绍了深度学习的基本原理及在图像分类、超分辨成像、计算全息和数字全息、表面等离激元共振曲线预测、超表面的结构设计等方面的典型应用研究,并探讨了深度学习在物理光学领域未来值得研究的方向。

摘要：针对目前移动增强现实应用中仅能对少量目标、而不能满足移动用户对大量目标识别和跟踪要求的问题,提出一种基于二维码的新型移动增强现实系统.利用二维码海量内容编码技术和快速定位技术实现了对大量目标的识别,采用关键帧和预估第4对匹配点的方法实现对场景的快速跟踪,再通过手机端的SQLite数据容器存储3D模型实现了本地渲染,减少了从服务器下载3D模型的时延和对无线网络带宽的占用.实验结果表明,文中系统能对大量目标进行有效地识别和快速跟踪,且不依赖服务器实现虚实场景的融合显示.

摘要：设计了一款大视场、免散瞳便携式眼底相机。综合考虑接目物镜被成像和照明系统共用、人眼的像差和视度差异等因素,采用16重结构进行优化设计。设计结果的视场角达60°,分辨率为200万像素,对-8D～+10D(1D=1m-1)的人眼普遍适用,在120lp/mm处各视场的调制传递函数(MTF)均大于0.2,畸变小于5%。为消除角膜反射产生的严重杂散光,提出采用LED环形光源改进传统科勒式照明光路,不仅保证眼底照明均匀,而且大大提高了系统的光能利用率,降低了光学系统的复杂程度。为了解决传统系统中接目物镜杂散光无法消除的难题,提出采用偏振分光棱镜代替系统中的分光镜,同时在接目物镜前端加入λ/4波片,消除了99.5%以上的由接目物镜反射产生的杂光。

摘要：提出了一种基于空间光调制器(SLM)的全息透镜(HL)记录波前像差的优化方法。从波像差理论出发,经过理论分析得出透射式全息透镜的像差表达式与像差特性,绘制了全息透镜的一维像差曲线,提出了基于空间光调制器的全息透镜波前像差优化方法。使用空间光调制器加载全息图,通过单次曝光记录全息透镜减小像差的方法进行了理论分析,并针对空间光调制器的零级串扰以及视场孔径光阑对全息图和像差的影响进行了讨论。使用优化后的全息图函数计算出包含非球面信息的全息图,设计了基于空间光调制器的全息透镜记录与成像实验,实验结果与理论分析相符合。

摘要：为了优化虚拟环境设计,增强虚拟现实系统的可用性,对虚拟环境暴露后用户出现的与视觉相关的模拟器病症状进行了研究。在分析双眼视觉感知机理和虚拟环境立体显示基础上,给出了视差型立体图像显示的深度感知控制公式;通过比较用户在实际环境、平面显示和虚拟立体显示中的视觉感知差异,得出了调节固定的显示模式是虚拟环境暴露后用户视觉感知冲突并诱发视觉相关模拟器病症状的重要致因。最后通过虚拟飞行实验前后用户双眼调节性辐辏AC/A的变化和虚拟环境暴露后模拟器病问卷调查,对上述结论进行验证,并提出虚拟环境优化设计和合理安排模拟训练的原则和建议。

摘要：现代光学系统中除采用传统的球面外,有时亦根据设计要求,采用二次及高次回转曲面、柱、镯、锥、斜锥面。以及这些面型的离轴部分。本文给出用于这些复杂面型的实际光路追迹公式,形式简单,可直接应用于复杂光学系统的分析优化程序。