基于非对称人眼光学模型的视觉成像方法、装置及设备与流程-k8凯发

本技术涉及视觉成像，尤其是涉及基于非对称人眼光学模型的视觉成像方法、装置及设备。

背景技术：

1、传统的人眼光学模型通常基于球对称的假设，这在许多情况下是合理的，但在某些情况下，例如考虑特定角膜形状或眼球结构的非对称性时，这种模型可能不足以准确模拟视觉成像。现有的人眼光学模型通常假设球对称结构，这在一定程度上简化了模型，但也忽略了眼球结构的非对称性，这可能在某些情况下影响视觉质量和成像精度。所以，如何提高视觉成像的精度以及准确率成为了不容小觑的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提供基于非对称人眼光学模型的视觉成像方法、装置及设备，光线从外部入射到三维非对称人眼光学模型的角膜，然后经过角膜前表面和角膜后表面的折射，光线进入模型内部，在晶状体的前表面和后表面发生进一步的折射，光线在光学焦点上聚焦，形成了光学图像，从而实现了更加准确地、真实地模拟出人眼视觉成像的过程。

2、本技术实施例提供了一种基于非对称人眼光学模型的视觉成像方法，所述视觉成像方法包括：

3、调整待成像物体与三维非对称人眼光学模型的物距，基于光线计算公式确定出在所述物距下第一入射光线从外部入射到所述三维非对称人眼光学模型的角膜结构模型之中，在角膜前表面发生折射的后第一折射光线；

4、当所述第一折射光线作为第二入射光线从所述角膜前表面进入角膜后表面发生折射时，确定出第二折射光线；

5、当所述第二折射光线作为第三入射光线进入所述三维非对称人眼光学模型的非对称晶状体模型之中，在晶状体前表面以及晶状体后表面发生折射时，确定出所述晶状体后表面的出射光线；

6、基于出射光线确定出所述出射光线在所述三维非对称人眼光学模型的视网膜上的聚焦点位置，根据所述聚焦点位置生成所述待成像物体的光学图像。

7、在一种可能的实施方式之中，通过以下方式构建所述三维非对称人眼光学模型：

8、基于眼球前后直径、眼球水平直径、眼球垂直直径、角膜前表面曲面常数、角膜前表面的曲面水平曲率半径、角膜前表面的曲面垂直曲率半径、角膜后表面曲面常数、角膜后面的曲面水平曲率半径、角膜后表面的曲面垂直曲率半径、瞳孔直径、晶状体直径、晶状体前水平曲率、晶状体前垂直曲率、晶状体后水平曲率、晶状体后垂直曲率以及视网膜曲率，构建出所述三维非对称人眼光学模型。

9、在一种可能的实施方式之中，所述基于光线计算公式确定出在所述物距下第一入射光线从外部入射到所述三维非对称人眼光学模型的角膜结构模型之中，在角膜前表面发生折射的后第一折射光线，包括：

10、基于光线计算公式确定出在所述物距下第一入射光线从外部入射到所述三维非对称人眼光学模型的角膜结构模型之中经过角膜前表面后的入射点位置；

11、基于所述入射点位置、斯涅尔定律以及角膜前表面曲面的方程表达式确定出所述第一折射光线。

12、在一种可能的实施方式之中，所述基于光线计算公式确定出在所述物距下第一入射光线从外部入射到所述三维非对称人眼光学模型的角膜结构模型之中经过角膜前表面后的入射点位置，包括：

13、基于所述第一入射光线的初始坐标以及所述第一入射光线的方向向量，确定出所述第一入射光线的方程表达式；

14、基于角膜前表面的曲面水平曲率半径以及角膜前表面的曲面垂直曲率半径，确定出角膜前表面曲面的方程表达式；

15、基于所述第一入射光线的方程表达式以及所述角膜前表面曲面的方程表达式，确定出所述入射点位置。

16、在一种可能的实施方式之中，所述基于所述第一入射光线的方程表达式以及所述角膜前表面曲面的方程表达式，确定出所述入射点位置，包括：

17、将所述第一入射光线的方程表达式代入所述角膜前表面曲面的方程表达式之中，确定出参数值；

18、基于所述参数值、所述初始坐标、所述第一入射光线的方向向量以及所述第一入射光线的方程表达式，确定出所述第一入射光线在角膜前表面上的入射点位置；其中，所述入射点位置为所述第一入射光线与所述前角膜的第一交点坐标。

19、在一种可能的实施方式之中，所述基于所述入射点位置、斯涅尔定律以及角膜前表面曲面的方程表达式确定出所述第一折射光线，包括：

20、基于所述入射点位置以及角膜前表面曲面的方程表达式，确定出所述入射点位置处的曲面法线向量；

21、基于所述曲面法线向量以及所述第一入射光线的方向向量，确定出所述第一入射光线的入射角；

22、基于所述斯涅尔定律确定出所述第一入射光线的出射角；

23、基于所述入射角以及所述出射角，确定出所述第一折射光线。

24、在一种可能的实施方式之中，当所述第二折射光线作为第三入射光线进入所述三维非对称人眼光学模型的非对称晶状体模型之中，在晶状体前表面以及晶状体后表面发生折射时，确定出所述晶状体后表面的出射光线，包括：

25、基于晶体状前表面的曲面水平曲率半径以及晶体状前表面的曲面垂直曲率半径，确定出晶体状前表面曲面的方程表达式；

26、基于第三入射光线的方程表达式以及所述晶体状前表面曲面的方程表达式，确定出所述第三入射光线与所述晶状体前表面的第二交点坐标；

27、基于所述第二交点坐标、晶体状前表面的方程表达式、所述第二交点坐标的法线向量以及光线折射率，确定出所述非对称晶状体模型的出射光线。

28、本技术实施例还提供了一种基于非对称人眼光学模型的视觉成像装置，所述视觉成像装置包括：

29、光线入射模块，用于调整待成像物体与三维非对称人眼光学模型的物距，基于光线计算公式确定出在所述物距下第一入射光线从外部入射到所述三维非对称人眼光学模型的角膜结构模型之中，在角膜前表面发生折射的后第一折射光线；

30、角膜折射模块，用于当所述第一折射光线作为第二入射光线从所述角膜前表面进入角膜后表面发生折射时，确定出第二折射光线；

31、晶状体折射模块，用于当所述第二折射光线作为第三入射光线进入所述三维非对称人眼光学模型的非对称晶状体模型之中，在晶状体前表面以及晶状体后表面发生折射时，确定出所述晶状体后表面的出射光线；

32、图像生成模块，用于基于出射光线确定出所述出射光线在所述三维非对称人眼光学模型的视网膜上的聚焦点位置，根据所述聚焦点位置生成所述待成像物体的光学图像。

33、本技术实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的基于非对称人眼光学模型的视觉成像的步骤。

34、本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述的基于非对称人眼光学模型的视觉成像的步骤。

35、本技术实施例提供的基于非对称人眼光学模型的视觉成像方法、装置及设备，所述视觉成像方法包括：调整待成像物体与三维非对称人眼光学模型的物距，基于光线计算公式确定出在所述物距下第一入射光线从外部入射到所述三维非对称人眼光学模型的角膜结构模型之中，在角膜前表面发生折射的后第一折射光线；确定出所述第一折射光线作为第二入射光线从所述角膜前表面进入在角膜后表面发射折射后的第二折射光线；当所述第二折射光线作为第三入射光线进入所述三维非对称人眼光学模型的非对称晶状体模型之中，在晶状体前表面以及晶状体后表面发生折射时，确定出所述晶状体后表面的出射光线；基于出射光线确定出所述出射光线在所述三维非对称人眼光学模型的视网膜上的聚焦点位置，根据所述聚焦点位置生成所述待成像物体的光学图像。光线从外部入射到三维非对称人眼光学模型的角膜，然后经过角膜前表面和角膜后表面的折射，光线进入模型内部，在晶状体的前表面和后表面发生进一步的折射，光线在光学焦点上聚焦，形成了光学图像，从而实现了更加准确地、真实地模拟出人眼视觉成像的过程。

36、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。