Image Modeling of the Human Eye pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Acharya U, Rajendra (EDT)/ Ng, Eddie Y. k. (EDT)/ Suri, Jasjit S. (EDT)

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2008-5

价格:$ 179.67

装帧:

isbn号码:9781596932081

丛书系列:

图书标签:

眼科
医学影像
图像处理
生物医学工程
眼建模
计算机视觉
光学
人体解剖学
眼科学
图像分析

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具体描述

Advanced eye imaging and modeling techniques are paving the way to powerful new clinical applications, and this groundbreaking book puts researchers right at the cutting edge. It's the first book to detail emerging computational methods that combine 2D and 3D image processing, simulation, and statistical analysis in efforts to improve early detection of cataracts, diabetic retinopathy, glaucoma, corneal haze, maculopathy, iridocyclitis, and other conditions. Written by a "who's who" in biomedical imaging, this comprehensive volume covers the essentials of the human eye, eye imaging systems, and imaging optics. Moreover, it presents the latest advances in computer-based detection and identification of eye conditions. Supported by 250 illustrations, this definitive work provides researchers and bioengineers with the know-how they need to develop diagnostic and therapeutic tools for ocular health.

探索光影、结构与感知：人类视觉系统的精妙设计图书名称：视觉的构造与感知：从光信号到大脑图像内容简介：本书旨在深入剖析人类视觉系统的复杂性与精妙之处，从基础的光学原理到高级的神经信息处理，构建一个全面的认知框架。我们拒绝将视觉视为简单的“照相机”模型，而是将其视为一个高度动态、适应性强且不断构建意义的主动过程。全书聚焦于视觉如何从外界光线的物理输入，逐步转化为我们所体验到的丰富多彩、稳定连贯的内在世界。第一部分：光与眼的物理基础——捕捉世界的入口本部分着重于视觉的起点：光线如何与眼球结构相互作用。我们首先回顾基础的光学定律，阐述光是如何穿过角膜、房水、晶状体和玻璃体的，以及这些介质如何共同完成聚焦任务。 1.1 眼球的光学系统：精确的聚焦机制详细探讨晶状体的调节机制（Accommodation）。这不是一个静态的对焦过程，而是一个受自主神经系统精确控制的动态过程。我们将分析晶状体厚度、曲率变化如何适应不同距离的目标，并讨论老花眼（Presbyopia）的成因，这源于晶状体弹性的自然退化。同时，书中会深入解析眼球的屈光不正问题（如近视、远视、散光），不仅仅是描述这些现象，更会探究它们在眼轴长度或角膜形态上的生物学根源。 1.2 视网膜的转化：从连续光谱到离散信号视网膜是视觉的“数字传感器”。我们用大量篇幅来描绘视网膜的层级结构，从最外层的色素上皮层到最内层的神经节细胞层。重点放在感光细胞——视杆细胞和视锥细胞的结构与功能差异。我们不仅会介绍三色视觉理论（Trichromacy Theory），还会细致剖析视杆细胞在弱光下的巨大增益和其所决定的低分辨率特性。书中还会对“暗适应”（Dark Adaptation）曲线进行详尽的数学和生物学模型分析，揭示视觉系统如何高效地重新校准其灵敏度以适应环境光照的巨大变化。第二部分：神经编码与信息的初步处理——细胞间的对话视觉信息一旦被光电转换，就需要通过复杂的神经通路传递和初步加工。本部分着眼于视网膜内部以及从视网膜到皮层的早期信息整合过程。 2.1 视网膜内的计算：感受野的诞生介绍双极细胞、无长突细胞和水平细胞在视网膜内部网络的关键作用。核心概念是感受野（Receptive Fields）。我们将详述“中心-周边拮抗”结构（On-center/Off-surround 与 Off-center/On-surround）是如何自动地增强对比度、检测边缘和运动的。这表明，视网膜并非简单地传递光子信息，而是在进行初级的图像增强和特征提取。书中会利用生物物理模型来模拟这些神经元如何对输入光斑做出非线性反应。 2.2 视交叉与丘脑中继：通往皮层的必经之路追踪信号离开视网膜后，穿过视神经，在视交叉处进行的信息重组（左视野信息归入右半脑，反之亦然）。重点分析外侧膝状体核（LGN）的功能。LGN被誉为“视觉信息的守门人”，我们探讨它如何根据大脑的注意力状态（如通过皮层传入的反馈信号）来调节信息的传输速率和特征选择性，而不仅仅是被动地接收来自视网膜的信息。第三部分：皮层处理的复杂性——构建有意义的感知视觉信息的终极解析发生在初级视皮层（V1）及其后续的高级视觉区域（V2, V3, V4, V5/MT等）。这部分是全书的理论核心。 3.1 初级视皮层（V1）：基本特征的提取深入探讨Hubel和Wiesel的开创性发现。我们详细分析了V1中简单细胞（Simple Cells）和复杂细胞（Complex Cells）如何对特定方向、特定空间频率和特定大小的线条做出反应。书中将构建数学模型来解释它们如何通过整合来自LGN的输入，形成对特定方向敏感的“过滤器”。同时，我们会讨论柱状组织（Cortical Columns）的结构，如叠轮柱（Ocular Dominance Columns）和定向柱（Orientation Columns），揭示大脑如何以高度有序的方式组织其计算资源。 3.2 视觉通路的分离与整合：背侧流与腹侧流阐明“两流假说”（Two-Stream Hypothesis）：背侧流（Dorsal Stream，"Where/How" Pathway）：专注于空间定位、运动感知和引导动作。我们将探讨MT/V5区对速度和方向的专业化处理，以及它如何直接与运动皮层互动，实现抓取和避让等动作。腹侧流（Ventral Stream，"What" Pathway）：专注于物体识别、颜色和形状的稳定表征。深入研究梭状回面孔区（FFA）等区域的功能特化，解释我们如何在复杂背景下快速识别熟悉的物体和面孔。 3.3 颜色与深度知觉：主观体验的涌现颜色知觉并非光波的直接映射，而是大脑对波长差异进行相对比较的结果。我们分析赫林对立过程理论（Opponent-Process Theory）如何在视网膜和更高级的皮层区域（如V4）中实现。在深度知觉方面，书中将从双目视差（Binocular Disparity）的三角测量原理，扩展到单目线索（如纹理梯度、相对大小、遮挡）如何被整合，形成对三维世界的稳定感知。第四部分：超越基础——感知、注意与认知互动视觉不仅仅是被动接收信息，它是一个积极的、受目标驱动的认知过程。 4.1 视觉注意力的调控：信息的筛选器视觉系统具有极大的带宽限制。本部分探讨注意力如何作为一种动态机制来增强特定区域的神经响应。讨论自下而上（Bottom-up）的显著性驱动（如一个突出的红色物体）和自上而下（Top-down）的目标驱动（如“寻找你的钥匙”）如何共同决定我们“看到”了什么。书中将介绍眼动追踪研究如何揭示注意力在扫视过程中对信息采集的引导作用。 4.2 知觉的重建与缺失：模型的局限性视觉经常需要“填补空白”。我们将讨论盲点（Physiological Blind Spot）的消失，以及大脑如何基于周围信息和预测模型来主动重建缺失的图像信息。通过对错觉（Illusions）的分析——例如错视图像、运动后效——我们展示了视觉系统对模式和假设的依赖性，以及这些预测机制在特定情况下可能导致的系统性偏差。结论：本书旨在提供一个跨越生物物理学、神经科学和认知心理学的整合视角，揭示人类视觉是如何从光信号的微小波动中，以惊人的效率和准确性，构建出我们赖以生存的、丰富而稳定的外部世界模型。它不仅是理解人类感知基础的科学著作，也是对自然界最令人惊叹的工程奇迹之一的致敬。