仿真假体视觉下基于触觉感知的光幻视尺寸特性研究

摘要

视觉假体旨在用电刺激的方法帮助盲人修复视觉。在假体植入后，通过刺激盲人视觉通路，可以诱发出离散的视觉感受——光幻视。而假体植入者“看到”图像是由光幻视组成的。光幻视现象可以说是视觉假体研究中的基础。那么，准确地描述光幻视的大小，形状，位置等特征，就具有重要的指导意义了。本课题主要研究了基于触觉感知的仿真假体视觉环境中的光幻视尺寸特性。本课题的研究内容包括两个阶段：在第一个阶段的研究中，设计了第一套触觉尺寸匹配板(圆孔触摸板)，并在该尺寸匹配板的基础上开展了四个实验，分别研究观察距离，光幻视亮度、位置以及闪烁等参数对光幻视尺寸评估结果的影响；在前一研究的基础上，增加了一套触觉尺寸匹配板(圆柱触摸板)，通过开展心理物理学实验，研究不同触觉刺激方式对尺寸匹配的结果的影响。我们得出的主要结论有：(一)触觉尺寸匹配板能准确表达受试者所感知的光幻视的大小；(二)刺激亮度对光幻视的大小知觉有显著影响，一般而言，匹配结果的准确度随着亮度的增加而增加；(三)匹配结果随着光幻视在视野中位置的偏心率的增加而变差；(四)闪烁的光幻视知觉起来比静止时的稍大；(五)圆柱触摸板比圆孔触摸更能准确表达受试者所感知的光幻视大小。

目录

摘要

ABSTRACT

1. 绪论

1.1 视觉系统

1.1.1 眼和视觉通路

1.1.2 视网膜——“外周脑”

1.1.3 视神经

1.1.4 视皮层——最高级中枢

1.2 人工视觉假体

1.2.1 视网膜假体

1.2.2 视神经假体

1.2.3 视皮层假体

1.2.4 几种视觉假体的特点

1.3 视觉假体中的心理物理学研究

1.3.1 视觉信息的传输（知觉）

1.3.2 视觉信息的处理与整合（知觉与行为）

1.3.3 自我功能报告

1.4 基于仿真假体视觉的光幻视特性的研究意义

1.5 本文的研究内容

1.5.1 课题来源

1.5.2 本文的研究内容

2. 光幻视尺寸评估平台设计

2.1 光幻视尺寸评估研究的设计基础

2.1.1 光幻视的特性

2.1.2 触觉感知对视觉感知的表达

2.2 模拟假体视觉的设计

2.2.1 光幻视的设计

2.2.2 模拟假体视觉场景的设计

2.3 光幻视尺寸评估实验平台构成

2.3.1 硬件系统

2.3.2 实验软件系统及数据处理分析方法

2.4 本章小结

3. 光幻视尺寸评估实验

3.1 光幻视尺寸评估实验一：距离的影响

3.1.1 研究方法

3.1.2 实验结果

3.1.3 总结和讨论

3.2 光幻视尺寸评估实验二：亮度的影响

3.2.1 研究方法

3.2.2 实验结果分析

3.2.3 总结和讨论

3.3 光幻视尺寸评估实验三：闪烁的影响

3.3.1 研究方法

3.3.2 实验结果分析

3.3.3 总结和讨论

3.4 光幻视尺寸评估实验四：光幻视位置的影响

3.4.1 研究方法

3.4.2 实验结果分析

3.4.3 总结和讨论

4. 不同触摸板对光幻视尺寸评估实验的影响

4.1 研究方法

4.2 实验结果分析

4.3 总结和讨论

5. 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

附录1：仿真假体视觉下光幻视尺寸评估实验任务流程图

致谢

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