第5章视听系统建模与仿真学案.pptxVIP

第五章 视听系统建模与仿真 主要内容 5.1 视觉系统概要 5.2 在视网膜和外侧漆状体的信息加工 5.3 大脑视区的信息加工 5.4 听觉功能形成及信息处理 5.1 视觉系统概要 视觉系统 视觉器官 视神经 视觉中枢 一、眼球的光学系统 光线从外界进入眼球，通过角膜、房水液、晶状体和玻璃体到达视网膜。视网膜像的大小可用如下关系式求出： 物的大小/像的大小=物的距离/像的矩离 对各种物距的像距可以从标准关系式求出： 物的距离 像的距离 晶状体的折射指数 晶状体前面的曲率半径 晶状体后面的曲率半径 晶状体的焦距 眼的调节 当眼在看远处物体（6m以外）时，从物体发出的所有进入眼内的光线可认为是平行光线。正常眼在安静时，不须作任何调节即能在视网膜上形成清晰的像。 通常把眼在静息状态下能看清物体的最远点称为远点。当眼看近物（6m以内）时，由于距离移近，入眼光线由平行变为辐散，经折射后聚焦于视网膜之后，因此必须经眼的一系列调节作用，才能在视网膜上形成清晰的物像。 人眼的视近调节 晶状体的调节 瞳孔的调节 两眼球会聚 晶状体的调节 晶状体的调节 当看近物时，视网膜上物像模糊，当模糊的视觉图像到达视皮层时，反射性地引起动眼神经中副交感纤维兴奋，使睫状肌收缩，引起悬韧带放松，晶状体便靠自身的弹性而向前方和后方凸出，尤以前凸起更为明显，折光能力增强，物像前移，正好落在视网膜上。 瞳孔的调节 瞳孔近反射或瞳孔调节反射：看近物时，在晶状体凸度增加的同时，反射性地引起双侧瞳孔缩小。 ↓由折光系统造成的球面像差及色像差↓入眼的光线量，使成像清晰 瞳孔的调节 瞳孔对光反射：瞳孔的大小可随光线的强弱而改变，即弱光下瞳孔散大，强光下瞳孔缩小。 效应的双侧性，即互感反应:一侧眼受光照射时，两侧瞳孔均呈收缩反应。 意义：调节进入眼内的光量，以保护视网膜。 弱光?瞳孔扩大 (保证清晰像) 强光?瞳孔缩小 (保护视网膜) 两眼球会聚 视近物时，发生两眼球内收及视轴向鼻侧聚拢的现象，称为眼球会聚。 意义：当看近物时，物像仍可落在两眼视网膜的对称点上，避免复视而产生单一清晰的视觉。 平行光线聚焦在视网膜上* 平行光线聚焦在视网膜前* 用凹透镜进行矫正 平行光线聚焦在视网膜后* 用凸透镜进行矫正 * 表示眼处于安静未进行调节时 角膜垂直径和水平径不等 (图中呈椭圆形), 平行光线聚焦于不同的焦平面上* 眼的折光异常 二、视觉信息的传递通道 视网膜是一层透明的神经组织膜，仅0.1-0.5mm厚，但结构复杂。 主要分为四层： 色素细胞层 感光细胞层 双极细胞层 神经节细胞层 感光细胞 视杆细胞、视锥细胞 视杆细胞 视锥细胞 数量 多(1.2×108) 少(6×106) 外段 呈圆柱 呈圆锥 分布 周边部 中央凹 连接 会聚式 单线式 视色素 视紫红质 三种视锥色素 功能 晚光觉 昼光觉 无色觉 有色觉 分辨力低 分辨力高 ? 两种感光细胞的比较 ? 视网膜的两种感光换能系统 视杆系统 视锥系统 组成 光敏感性 色觉 分辨率 视锥细胞和与之相联系的双极细胞、神经节细胞 低 有 高 视杆细胞和与之相联系的双极细胞、神经节细胞 高 无, 只辨明暗 低 ? 两种相对独立的感光换能系统存在 感光细胞能接受光的刺激而产生兴奋，是由于它们含有视色素（即为感光物质）的缘故。 视杆细胞内视色素是视紫红质，视紫红质对波长为500nm（蓝绿色）的光线吸收能力最强。 视锥细胞内也含有特殊的视色素。在人的视网膜中，有三种不同的视锥色素，分别存在于三种不同的视锥细胞中，即为感红、感绿和感蓝的视锥细胞。 视色素的光化学反应 视色素受不同波长光线的作用而分解或合成（即发生光化学反应），是诱发视细胞出现感受器电位从而最后产生视觉的基础。视杆细胞中的视紫红质由视蛋白和视黄醛组成。 光照时，视紫红质迅速分解为视蛋白和视黄醛，经过较复杂的信号传递系统的活动，诱发视杆细胞出现感受器电位。 在视紫红质分解和再合成的过程中，有一部分视黄醛被消耗，需要由食物中的维生素A来补充。如果长期摄入维生素A不足，将会影响眼在暗光处的视力，称为夜盲症。 暗适应和明适应 当人从亮光处进入暗处时，最初看不清任何物体，经过一定时间，眼的视觉敏感度才逐渐增高，恢复了在暗处的视力，称为暗适应。这主要是因为在暗处视紫红质的合成大于分解，视杆细胞内视紫红质含量逐渐增高，对光的敏感性逐渐增强所致。此外，在暗处瞳孔扩大也有利于提高光的敏感