Statisztikus módszer vizsgálata az átlagos emberi szem számítógépes modellezéséhez Fizika, Földtudományok és Matematika

35 OTDK, Fizika, Földtudományok és Matematika Szekció, Optika Tagozat.

Statisztikus módszer vizsgálata az átlagos emberi szem számítógépes modellezéséhez

Hallgató: Kócziás Veronika
Szak: Fizikus mesterképzési szak, Képzés típusa: msc, Intézmény: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Kar: Természettudományi Kar

Témavazető: Dr. Erdei Gábor - egyetemi docens, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Természettudományi Kar

Az átlagos, egészséges emberi szem modellezésére rengeteg példát találhatunk a szakirodalomban, melyek több-kevesebb sikerrel közelítik meg a mérési eredményeket [1],[2], de sajnos mindben van kisebb-nagyobb hiba, hiányosság.

A modellekben közös, hogy koherens optikai szimuláción alapulnak, azaz a képalkotási hibákat a szem által torzított hullámfrontból határozzák meg. Ebből az a probléma fakad, hogy az átlagos optomechanikai paraméterekkel rendelkező szem esetén e modellek sokkal jobb képminőséget adnak, mint ami a valóságban mérhető. Az ok egyszerű: mindegyik szem, amelyek átlagolásából képezték a modelleket, tartalmaz egy kis képalkotási hibát (mind mást), így ezek képminősége sosem ideális. Pl. Cambell és Gubisch mérései [3] ezt mutatják. A következtetés az, hogy az átlagos szemről nem lehet valósághű koherens modellt készíteni, csak olyat, amelyik adott eloszlással többféle, kis mennyiségű aberrációt tartalmaz, majd ezeket átlagolja.

Dolgozatomban egy ilyen statisztikus modell kialakítására teszek kísérletet, a legegyszerűbb aberráció, a defókusz alkalmazásával. A módszer alapjául az egyetemen elkészült BME-3A (koherens) szemmodell [4] szolgál. Ebben az átlagos aberrációkat egy adott pozícióba eltolt (defókuszált) képsíkkal reprezentálták. A módszerrel az illeszkedés nagyon szoros, ám a kép bármely paraméter változtatása (pl. az eredeti szemlencse helyett egy műlencse behelyezése) esetén élesre áll, mivel a retina pozíciója nem rögzített. Ennek a korrigálására vizsgálom azt a módszert, amikor a retina az éleslátás helyén van rögzítve, és ekörül ellentétes előjelű eltolásokkal mozgatom a képsíkot. Néhány ilyen állapot megfelelő súlyozásával történő átlagolása megoldást jelenthet a problémára. A Zemax OpticStudio programot használva végeztem a számításaimat, melyek során az LSF (vonalválasz) függvényt használom. Eredményeimet Campbell és Gubisch mérései alapján ellenőrzöm [3].

Hivatkozások:
[1] Pier Giorgio Gobbi, Modeling the Optical and Visual Performance of the Human Eye,SPIE Press, Bellingham WA, USA, 2013
[2] Pablo Artal, Handbook of Visual Optics, Volume One, CRC Press, Boca Raton, 1st edition, 2017
[3] F. W. Campbell and R. W. Gubisch, Optical quality of the human eye, J. Physiol.,186, pp. 558-578, 1966.
[4] Dr. Erdei Gábor, Nemes-Czopf Anna: Valósághű szemmodell kifejlesztése átlagos szemparaméterek figyelembevételével - Optikai szemmodell készítése, Medicontur VKSZ-12, WP2-2014/1/1, 2014-06-30, BME Atomfizika Tanszék