快速对比敏感度函数在视功能评估中的应用

对比敏感度函数（CSF）是在不同空间频率下对空间视觉进行基础描述的视觉心理物理学检查方法，为视功能的评估奠定了基础，在基础和临床工作中有很重要的应用，但是过长的检测时间使其缺乏对视功能评估的简便性和广泛性。快速对比敏感度函数（qCSF）是一种新的快速测量CSF的自适应心理物理学程序，它极大地提高了CSF的检测效率。在正常视功能群体、弱视患者以及近视患者等视功能低下患者群体中，qCSF检测结果的高敏感度、高精密度和高重测信度均已得到证实。大样本水平研究也证实qCSF提高了CSF检测效率并降低了花费。目前，qCSF已实现在iPad设备上的应用，运用此程序的临床医疗设备也已在美国、德国的一些临床机构中应用，在临床应用中具有很好的发展前景，因此，本文就qCSF在视功评估中的应用进展进行综述。

CIE L*a*b*色空间色调角对比敏感度函数研究

为获取人眼视觉在均匀颜色空间下的空间频率响应特性并构建其模型,在CIE 1976 L*a*b*色度系统下,对色调角对比敏感度函数(SH)进行了测试研究.采用校准的彩色显示系统,对色调角正弦波变化的图像序列进行显示,经大量视觉观察实验,获取了人眼在12种色调角中心下的对比敏感度函数曲线.结果表明,在不同色调角中心下,色调角对比敏感度函数存在差异,这种差异与人眼对不同色调的辨别能力紧密相关.基于测试数据,构建了色调角对比敏感度的数学函数模型.

人眼对比敏感度函数测量方法研究

根据对比度及对比敏感度函数的定义,提出了一种基于积分球和特制调光器产生人眼对比敏感度测试目标的方法,搭建了人眼对比敏感度函数自动化测量系统。该系统采用交叉阶梯法进行心理物理学实验,可以实现人眼对比敏感度函数的测量,可测量的空间频率包括0.8,1.5,2.0,3.0,4.5,6.0,12.0和18.0周/(°),对比度测试目标背景亮度示值误差±5%,对比度重复性0.001,复现性0.004,均满足人眼对比敏感度函数的测量要求。

调制传递函数和对比敏感度函数评价LASIK术后早期视觉质量的研究

目的:应用调制传递函数(modulation transfer function,MTF)检查和对比敏感度函数(contrast sensitivity function,CSF)检查评价近视患者准分子激光原位角膜磨镶术(Laser in situ keratomileusis,LASIK)术后视觉质量的变化。方法:前瞻性研究。47例92眼行LASIK手术的患者按照术前验光度数分为低度近视组(A组)、中度近视组(B组)、高度近视组(C组)。术前等效球镜值分别为-2.28±0.48D,-4.54±0.97D,-6.86±1.17D。分别于术前,术后1wk;1,3mo检查裸眼视力(the uncorrected visual acuity,UCVA)、最佳矫正视力(best-corrected visual acuity,BCVA)、屈光度、波前像差、3mm和5mm瞳孔下的MTF和昼视及夜视视远状态下的CSF。利用德国Zeiss公司WASCAAnalyer波阵面像差仪检查三组患者在3mm和5mm瞳孔下去掉高阶像差后的MTF曲线,将图像扫描并载入至Engauge Digitizer4.1数字化软件,得出一定空间频率下的MTF值;利用Optical6500对比敏感度测试灯箱(美国STEREO OPTICAL公司)测量患者在昼视及夜视视远状态下的CSF值。对数据进行配对t检验。结果:(1)术后1wk,CSF值与术前相比有明显下降。术后3mo,只有明环境下低空间频率和暗环境下低中度近视组的低空间频率的CSF值可以恢复至术前。近视度数越高,中高空间频率的CSF值越不容易恢复至术前。(2)3mm瞳孔条件下低度近视组100L/mm,150L/mm,300L/mm空间频率的子午曲线和中度近视组50L/mm空间频率的子午曲线的MTF值,在术后7d与术前相比已经无统计学差异。3mm瞳孔条件下中度近视组150L/mm,200L/mm,300L/mm空间频率的弧矢曲线、高度近视组250L/mm空间频率下的子午曲线的MTF值和5mm瞳孔条件下低度近视组100L/mm,300L/mm,400L/mm空间频率下的子午曲线、中度近视组400L/mm,500L/mm空间频率下的弧矢曲线,200L/mm,400L/mm空间频率下的子午曲线,高度近视组全部空间频率下的弧矢曲线,100L/mm,200L/mm,300L/mm空间频率下的子午曲线的MTF值术后3mo可恢复到术前水平。其余所有空间频率下的MTF值均能在术后1mo恢复至术前水平。结论:(1)MTF值比CSF值恢复更早,只有部分低空间频率的CSF值可以恢复至术前,而所有的MTF值均能恢复至术前水平。(2)MTF值在术后早期可以更早更全面和客观的反映出视觉质量的提高。(3)利用Carl Zeiss公司WASCA Analyer波阵面像差仪检测患者MTF可以更立体全面客观的反映术后人眼光学系统的改变。

随机敏感度函数法在非自治非线性系统中的应用

研究非自治微分动力系统周期吸引子受弱高斯白噪声扰动后的分布特性。基于频闪映射将微分动力系统离散为映射,通过求解映射系统周期吸引子的随机敏感度函数,构造置信椭圆来刻画随机吸引子的分布情况,从而避免了求解矩阵微分方程的边值问题,只需求解矩阵代数方程即可。研究了Duffing方程随机周期吸引子的分布情况,结果表明置信椭圆与Monte-Carlo模拟取得了很好的一致。最后对Duffing方程的噪声诱导混沌现象进行了定性研究,证明了通过随机敏感度函数可以揭示这类现象的机理。

正视眼屈光系统的对比敏感度函数分析

目的通过实验对正视眼屈光系统的对比敏感度函数(CSF)特点进行初步研究。方法使用温州医学院研制的激光视网膜CSF测定仪和美国VEC TORVISION公司的CSV-1000型分别对正视眼50人100只眼进行视网膜到大脑系统的CSF和全视觉系统的CSF测量。根据公式:眼屈光系统的CSF=全视觉系统的CSF/视网膜到大脑系统的CSF,求出眼屈光系统的CSF值。结果视网膜到大脑系统和全视觉系统的CSF曲线都呈钟型曲线(空间频率为6周/度时CSF最高)。正视眼屈光系统的CSF在坐标上呈近似直线型,其斜率为负值(空间频率为3周/度时CSF最高,空间频率为18周/度时CSF最低)。结论正视眼人眼屈光系统的CSF,愈在高频区其值愈低。

老年人彩度对比敏感度函数研究及滤波应用

为研究老年人彩色视觉频率响应特性,获取彩度对比敏感度与空间频率之间的函数关系,本文在LCH均匀颜色空间基础上,固定明度和色调角值,以彩度作为变量,设计人眼彩度对比敏感度实验,进行人眼视觉观察实验。获得彩度对比敏感度与空间频率的关系,并构建指数型对比敏感度函数模型。经分析表明老年人眼彩度对比敏感度随着空间频率的增加,产生先升高再缓慢降低的变化,各色调角下彩度对比度存在差异。经分析人眼对比敏感度差异与人眼视觉辨色特性有很大的相关性。并且,将构建的对比敏感度函数模型用于实现基于人眼视觉系统的滤波处理。

基于LCH色空间对比敏感度函数的彩色图像滤波方法

本研究采用由CIE1976 LAB色空间发展而来的LCH颜色空间和基于人眼视觉系统(HVS)的对比敏感度函数(CSF),建立了LAB模式下彩色图像滤波流程,对彩色图像进行LCH-CSF视觉滤波,并进行了彩色图像色差分析。研究表明,基于LCH颜色空间的对比敏感度函数模型,可以满足设备无关条件下彩色图像频域处理的要求。依照所构建的图像滤波流程,进行CSF视觉滤波,可以实现不同观察距离、不同图像尺寸下的良好视觉效果。

急性轻、中度缺氧对视觉对比敏感度函数(CSF)的影响

15名青年男性受试者,在暗室静卧位,吸含氧量分别为17.8％、13.5—14.0％和12.0％的氮氧混合气。分别在实验前,中和后,用0.5、1.1、1.8、3.7、9.2和29.1周/度六个空间频率,测试了视觉对比敏感度。结果表明,在上述3种缺氧条件下,所有空间频率的对比敏感度均明显下降。但各频率间的对比敏感度变化不一致。中频(1.8、3.7和9.2周/度)的对比敏感度在全部3种缺氧条件下均显著下降(P<0.01),而低频(0.5和1.1周/度)分别在17.8％和13.5-14.0％氧含量时下降明显(P<0.05),和高频(29.1周/度)仅在12.0％氧含量时才显著降低(P<0.05)。上述结果说明,急性轻度缺氧主要对低,中频空间频率的对比敏感度产生影响。因此,CSF可作为轻度缺氧时视觉和脑功效的评价指标。

形态小波和对比敏感度函数结合的图像融合算法

提出了基于形态小波MW(Morphological Wavelet)和对比敏感度函数CSF(Contrast Sensitivity Function)的图像融合算法,并采用该算法对异类故障谱图进行了图像融合.融合结果表明,采用该算法融合后的图像更符合人眼的视觉特性,图像信息量和空间频率更大,图像更清晰,这说明基于MW-CSF图像融合算法进行图像融合是有效的.

基于贝叶斯概率估计算法的多维度周边对比敏感度函数检测方法的建立及验证

目的建立基于贝叶斯概率估计算法的多维度周边快速对比敏感度函数(pqCSF)检测方法,并评估此检测方法的可行性和准确性。方法采用横断面研究设计,2017年9月至2018年3月于中山大学中山眼科中心非连续纳入12名健康正视眼受试者19眼,平均年龄(22.92±2.91)岁,平均球镜度和柱镜度分别为(-0.34±0.52)D和(-0.30±0.42)D,裸眼视力均≥1.0。基于贝叶斯概率估计算法,通过对比敏感度峰值γ_(max)、空间频率峰值f_(max)、带宽β和低对比度截距δ来快速描绘全空间频率的对比敏感度函数(CSF)曲线,建立了(pqCSF)检测方法。所有受试者均在上方、下方、颞侧和鼻侧4个方向6°、12°、18°和24°离心率的16个周边视野位置(其中周边18°的颞侧视野接近生理盲点,不纳入研究)进行pqCSF检测。比较各个视野位置的CSF曲线下面积(AULCSF)以及19个空间频率(以对数单位等间隔分布)所对应的对比敏感度。结果各方向内随着离心率不断增加,AULCSF逐渐降低,不同离心率间AULCSF两两比较,差异均有统计学差异(均P<0.05)。周边6°、12°和24°水平方向(鼻侧+颞侧)AULCSF均较垂直方向(上方+下方)AULCSF大,差异均有统计学意义(均P<0.05)。CSF曲线显示,随着与中心凹距离的增加,pqCSF、AULCSF及高频截止频率都有不同程度的降低,并且数据标准差也逐渐增大。结论pqCSF检测可以描绘出周边大范围视野较完善的周边CSF曲线图,较好地反映周边视功能质量。

基于单频走时敏感度核函数的三维波动方程初至层析

地震波走时层析是主要的近地表速度建模技术.对于变速模型,尤其是复杂近地表模型,波动方程能够更加精确地描述地震波的一阶绕射效应,理论上反演精度高于射线(束)类层析.然而,波动方程的数值求解的计算量较射线理论增加了几个数量级,严重制约了波动方程走时层析技术的三维实用化.为解决波动方程走时层析中遇到的计算和存储问题,本文通过引入随机边界条件以及离散Fourier积分,提出了基于单频梯度反演策略的实用化三维波动方程初至层析方法.本文方法的优势在于:在计算和存储方面,相比于基于波场重构算法(需要三次波传播)的梯度计算策略,本文提出的单频梯度计算方法对内存需求极低(相对于波动方程正演,仅需要增加两个单频波场以及一个成像体),且计算量至少减少1/3(仅需要两次波传播且无需处理数值吸收边界).此外,随机边界的引入使得正演算法大幅简化因而更适用于GPU(Graphics Processing Unit,图形处理器)加速.在理论层面,由于影响地震波一阶散射效应的主要区域集中在连接炮检的中心射线邻域的第一菲涅尔带内,随机边界条件的引入降低了随机边界内产生的散射波的空间相关性,使得第一菲涅尔带内的单频梯度相干加强;同时,地震观测系统的多次覆盖特性有助于第一菲涅尔带外的高波数振荡相互干涉.数值实验表明,光滑处理后的单频梯度仍然保留了非常可观的低波数成分,有助于实现背景速度反演.此外,三维复杂模型反演结果验证了本文方法能够较为准确地反演近地表速度结构.相对于传统的波动方程走时层析实现方案,本文方法在显著降低内存需求的同时进一步提高了计算效率,有望将波动方程初至层析技术推向三维实用化.

视觉对比敏感度的临床应用

视觉对比敏感度比标准视力表检查能够更加敏感、真实地反映及评估视功能情况。目前研究已显示其在白内障、青光眼、屈光不正、斜视、弱视及视网膜病变等眼病的早期诊断和疗效评价等诸多领域具有应用价值。本综述结合新近相关文献,概述了视觉对比敏感度在上述领域的应用。

具有视力计功能的手持式视网膜对比敏感度测量仪的研制与应用

目的研究设计具有干涉视力计功能的手持式视网膜对比敏感度（retina contrast sensitive function，RCSF）测量设备，并探究其临床测量的重复性和有效性。方法制作手持式具有干涉视力计功能的RCSF样机3台，并对48例（48眼）正常人（RCSF测量组）和20例（33眼）成熟白内障患者（干涉条纹视力测量组），分别进行2次RCSF测量和术前最佳矫正视力测量。对2组间RCSF测量差异性进行独立样本t检验，术前、术后最佳矫正视力相关性采用线性相关分析。结果在对48例正常人的2次测量中，对应空间频率2．4c·d^-1、3．6c·d^-1、6．0c·d^-1、9．0c·d^-1、15．0c·d^-1、24．0c·d^-1的前后不一致的次数分别是0次、0次、2次、4次、4次、9次，一致率分别是100％、100％、95．8％、91．7％、91．7％、81．3％。除对应空间频率24．0c·d^-1的RCSF测量值外，其余空间频率测量结果与平板微机RCSF测定仪的测量结果相比差异均无统计学意义（均为P〉0．05）。33眼白内障患者中有19眼术前无法用样机测出最佳矫正视力，术前和术后最佳矫正视力之间具有相关性（r=0．382，P=0．028）。〉20～40岁组、〉40—60岁组和〉60～80岁组，术前与术后视力测量一致性分别为34．4％、53．7％和25．9％。结论具有干涉视力计功能的手持式RCSF测量样机具有较好的移动性、良好的测量稳定性和有效性，不但可以用于测量RCSF，且具有良好的干涉视力计测量功能。

煤与瓦斯突出预测敏感指标确定及应用

为了防止突出煤层在煤巷掘进中发生突出,减少防突措施工程量,基于模糊数学与多元统计分析理论,建立突出预测指标敏感度函数数学模型,将预测指标敏感度定量化,通过定量与定性对比分析确定突出预测敏感指标。在某煤矿021710掘进工作面的应用实践表明:钻屑瓦斯解吸指标Δh2较钻屑量S更为敏感,运用Δh2指标预测掘进工作面突出危险性,可减少防突工程量,实现煤巷快速安全掘进。

基于不同方法的滑坡滑带力学参数敏感性分析

滑坡参数敏感性分析是滑坡机理分析和定量评价的基础。滑坡参数敏感性分析有多种方法,然而采用不同方法所得的分析结果是否一致,目前尚不清楚。本文以具有流变特征的甘肃省舟曲县泄流坡滑坡为例,采用敏感性系数法、敏感度函数法和正交试验法等3种最常用方法分析滑坡位移速率对滑带力学参数的敏感性。对比分析发现,3种方法识别出的最敏感参数均为Maxwell黏度,而滑坡对其他参数的敏感性排序却不尽相同。由于敏感性系数法和敏感度函数法适用于参数较少的情况,所以对于受多个流变力学参数控制的缓慢活动性滑坡,基于正交试验法所得的敏感性分析结果相对更为合理。

水泥搅拌桩各参数敏感性分析

运用敏感性分析方法,结合有限元数值模拟,对水泥土搅拌桩支护结构各参数进行敏感度分析,选取影响桩顶最大水平位移的6个参数,计算在基准值不变的情况下,各参数对桩顶最大水平位移的敏感性,为合理选择水泥土搅拌桩的结构参数提供参考。

突出预测敏感指标研究及其应用

采用模糊数学和多元统计分析理论建立了煤与瓦斯突出预测敏感指标数学模型,定量研究了突出预测敏感指标的敏感度,并对各个指标敏感性进行排序。确定了钻屑瓦斯解吸指标Δh2与钻屑量指标S为主要预测指标,钻孔瓦斯涌出初速度指标q为辅助预测指标。利用此方法在某矿煤巷掘进工作面进行了应用。实践证明,选择的预测指标对突出危险性较敏感,保证了煤巷掘进的顺利进行。

海洋井架极限承载力敏感性分析

井架的极限承载能力是井架工作性能的一个重要标志,受到各种损伤、缺陷的影响。以非线性分析理论为依据,对完好井架及损伤井架进行几何非线性和双重非线性分析,得到不同损伤因子作用下的井架剩余承载能力;对3种损伤因子进行敏感度函数分析和正交设计试验,定量分析不同损伤因子对井架极限承载能力影响的敏感性。研究表明:双重非线性分析得到的井架极限承载力更准确;不同损伤因子对井架极限承载力的敏感性影响具有分段性。

不同色光和不同年龄下人眼的调制传递函数

用自制三变仪测量了六种波长的单色光栅和两个年龄组的人眼对比阈。结果表明,在象场亮度为5cd/m^2时,青年人的不同色光对比阈曲线比较接近,其中黄色光栅对比阈最低,蓝色其次。两个年龄组的白光对比阈相比较,除了象场亮度为10cd/m^2时低频段阈值相近外,在两个亮度水平(10,100cd/m^2)下,青年组的白光对比阈普遍低于中年组。