一、概念解释
角膜是眼睛的透明、保护和光学外层，覆盖虹膜，占眼睛光学力量的绝大部分。当光线主要到达其表面时折射并进入眼睛，小部分反射回到环境中，并且当观察人的眼睛时可以注意到(图21.1)。角膜的已知形状和姿态使角膜能够被建模-这是利用相机几何形状作为折射成像系统从眼睛图像的环境照明，并将其应用于计算机视觉和计算机图形学的各种任务中。这种方法通常称为角膜成像(Nishino&Nayar，2006年；Nitschke，2011年；Nitschke，2013年等人）分析和开发来自眼睛图像的这种角膜反射提供了环境(场景全景/模型)和观察者(面部/眼睛姿势)之间的直接关系，其允许广泛的耐人寻味的应用和解决现有问题的新方法。
二、应用
对角膜反射进行建模允许确定人被拍摄的情况(监视、取证)，允许计算人的视野和GAZ点E(POG)(人类感应，HCI)，并允许一个更高的级别进行刺激和反应（心理学）的分析，这可以使新的见解和界面概念得以实现：Backes、Chen、Dobth、Lensch和Welk（2009）描述了基于图像的EAVE用于从计算机显示器恢复反射内容的技术在遥远的位置显示。为此，他们分析了角膜反射系统的点扩散函数(PSF)，并引入了一种非盲去卷积方法来补偿散焦和运动模糊。Nishino和Nayar(2006)首次对嵌入在人眼图像中的环境的视觉信息进行了全面分析。他们的开创性研究正规化摘要将摄像机和角膜反射镜作为一种屈光反射成像系统，推导出其成像特性，并通过眼模型和姿态估计来描述其几何标定。恢复的环境图的事件照明在眼睛允许许多有趣的应用，如计算全景图或被摄者对场景的看法。后者得到了进一步的改进，实现了在任意动态环境下的无标定无眼凝视跟踪 (Nakazawa & Nitschke, 2012; Nakazawa, Nitschke, & Nishida, 2016; Nitschke, Nakazawa, & Nishida, 2013a; Nitschke, 2011; Takemura, Kimura, & Suda, 2014a; Takemura, Yamakawa, Takamatsu, & Ogasawara, 2014a, b).有趣的是，角膜成像甚至使它变成了科幻小说的作品，在那里他们展示了一些令人兴奋的应用（运动图片，2004）。例如，通过将(一些花哨的)角膜反射提取到显示一个人面部区域的监控视频片段中，他们获得了有关周围SCE的详细信息。在视频中的人看，揭示一个犯罪的脸或印刷的织物图案。Nitschke和NaKazawa（2012）的启发描述了一项针对COR的切实可行的超分辨率策略通过恢复丢失的细节来简化图像采集和提高图像质量的Neal成像。
三、局限性、潜力
虽然角膜成像使屈光反射视力(Yagi，1999)具有许多潜在的应用，但角膜并不是一个完美的镜子，有几个问题。其中包括(A)a小尺寸大视场的低分辨率角膜镜，(b)低对比度，因为角膜的反射率小于1％(NiShino&Nayar，2004)；(c)具有虹膜纹理反射的污染(Wang，Lin，Ye，&Gu，2008)作为TH。角膜是透明的，和(d)不被简单的眼睛模型处理的unknown个体形状的失真。低反射率进一步使图像采集具有挑战性，因为它需要长曝光和开放孔径，这会导致运动和焦距模糊。角膜反射分析在折反射成像中的OM理论和技术（Sturm，Ramalingam，Tarddif，Gasparini，和Barreto，2011），但同时要求专门的算法来处理和开发独特的眼睛的特性。对于问题的复杂性，大多数算法要么完全不进行几何建模，要么应用实质性的简化，这通常是SARRI。质量、可用性和适用性(Nitschke等人，2013年b)。
角膜反射分析有很大的发展潜力，但目前的进展受到几个需要处理的因素的限制。这些包括(A)低质量的角膜图像(分辨率，Re)。(B)个体眼睛的未知特征(形状、外观)；(C)建立可靠的自动建模技术；(D)多方面的集成。眼睛和场景图像(对应匹配)与可用的领域知识。关于局限性和挑战，角膜成像将不会取代高质量的折反射系统，但是当只有面部/眼睛图像可用时，才能收集信息。影响人与环境的关系。它的一个优点是，只需一张人脸图像就可以从每只眼睛看到不同的场景，这是一种最低限度的要求。这自然允许对动态和实时的临时应用程序。通常没有用标准方法实现的情形。
四、眼解剖
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人眼
眼睛是为视觉系统提供光学和光接收的器官，并且解剖结构遵循其在该生理过程中的功能。在人眼的外视图显示出具有颜色纹理的虹膜及其中心的瞳孔是最独特的组成部分。虹膜周围是白色巩膜，是一种致密而不透明的纤维。主要具有保护作用的组织。
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眼球
眼球横截面显示，它的主要部分位于皮肤和从外部可见的部件后面。在几何上，眼球不是一个普通的球体；它的o。Uter层可细分为两个近似球形节段，其半径不同，曲率中心分离：角膜前段和巩膜后段(图21.2c)。较小的前段覆盖了大约六分之一的眼睛，并包含玻璃体前的成分，包括角膜、房水、虹膜、瞳孔和晶状体。它有半径曲率约为8毫米。后段覆盖其余的六分之五，曲率半径约为12毫米。两个曲率中心用距离约为5毫米的DCE隔开。眼睛球体不对称，直径约为23.5mm水平(Dh)，23 mm垂直(Dv)，24 mm前后径(角膜顶点前极与TH之间的距离)。视网膜后极)。
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眼角膜
透明角膜是眼睛的外层,其覆盖虹膜并在角膜缘溶解到巩膜中。在具有保护功能的旁边，角膜起主要作用。以眼睛为光学系统将图像聚焦在视网膜上。其透明度和光学清晰度源于三个因素（Kaufman&ALM，2003；CRick&Khw，2003）：（a）均匀尺寸和排列亚显微胶原纤维的形成，(B)缺乏血管(血管)，(C)脱水的相对状态。眼睛的内压高于阿特摩斯。它保持角膜的形状，并产生光滑的外部表面。