復(fù)眼是昆蟲的一種小巧而又精密的光學(xué)器官。復(fù)眼主要在昆蟲及甲殼類等節(jié)肢動物的身上出現(xiàn)，同樣結(jié)構(gòu)的器官亦有在雙殼綱身上出現(xiàn)，每只復(fù)眼由排列在球面上的成千上萬的六角形的小眼組成，每個(gè)小眼與單眼的基本構(gòu)造相同，即每個(gè)小眼都具有獨(dú)立的感光單元，由角膜，晶錐和感桿束組成，是一種多孔徑的光學(xué)成像系統(tǒng)。復(fù)眼的體積大小和小眼的數(shù)量及昆蟲視力有關(guān)系，復(fù)眼的體積越大，小眼的數(shù)量就越多，看東西的視力也就越強(qiáng)。復(fù)眼中的小眼的數(shù)目變化很大，從最少的只有一個(gè)小眼，到最多的有數(shù)萬個(gè)小眼。家蠅的復(fù)眼約由4000個(gè)小眼組成，蝶、蛾類的復(fù)眼約有28000個(gè)小眼。
多數(shù)昆蟲的復(fù)眼呈圓形、卵圓形或腎形。通常在昆蟲的頭部占有突出的位置，有些昆蟲的復(fù)眼在每側(cè)又分為上、下兩個(gè)，成為“四眼”昆蟲。一般昆蟲的成蟲和不全變態(tài)類的若蟲都有一對復(fù)眼，頭頂上還有1～3個(gè)背單眼。
昆蟲復(fù)眼視覺系統(tǒng)在原理上具有體積小、重量輕、視場角大、時(shí)間分辨率高、運(yùn)動目標(biāo)探測靈敏等優(yōu)點(diǎn)。自然界中生物復(fù)眼擁有寬廣的視野，以及深度感知的能力，可以通過極大視場角、極小像差，以全景模式觀察周邊的事物。昆蟲通過單眼與復(fù)眼對外界光的變化做出反應(yīng)，進(jìn)行覓食、求偶、定向、休眠、滯育等活動。其中，光線強(qiáng)弱會影響復(fù)眼中色素細(xì)胞的狀態(tài)，光線強(qiáng)時(shí)色素細(xì)胞延伸，光線弱時(shí)色素細(xì)胞收縮，以此調(diào)節(jié)光的透過率。
生物界的復(fù)眼
1、復(fù)眼（Compound eye）是相對于單眼而言的，是昆蟲的主要視覺器官，通常在昆蟲的頭部占有突出的位置。多數(shù)昆蟲的復(fù)眼呈圓形、卵圓形或腎形。它由多數(shù)小眼組成。每個(gè)小眼都有角膜、晶椎、色素細(xì)胞、視網(wǎng)膜細(xì)胞、視桿等結(jié)構(gòu)，是一個(gè)獨(dú)立的感光單位。軸突從視網(wǎng)膜細(xì)胞向后伸出，穿過基膜匯合成視神經(jīng)。一些節(jié)肢動物門的復(fù)眼中含有色素細(xì)胞，光線強(qiáng)時(shí)色素細(xì)胞延伸，只有直射的光線可以射到視桿，為視神經(jīng)所感受，斜射的光線被色素細(xì)胞吸收，不能被視神經(jīng)感受。這樣每個(gè)小眼只能形成一個(gè)像點(diǎn)，眾多小眼形成的像點(diǎn)拼合成一幅圖像。光線弱時(shí)，色素細(xì)胞收縮，這樣通過每個(gè) 小眼射入的光線，除直射的光線到達(dá)視桿，光線還可通過折射進(jìn)入其他小眼，使附近每個(gè)小眼內(nèi)的視桿都可以感受相鄰幾個(gè)小眼折射的光線。這樣在光線微弱時(shí)，物體也能成像。家蠅的復(fù)眼約由4000個(gè)小眼組成，蝶、蛾類的復(fù)眼約有28000個(gè)小眼。小眼面的大小，不但在不同種的昆蟲中不同，而且同一個(gè)復(fù)眼中不同部位的小眼面也可不同，如雄性牛虻，復(fù)眼背面的小眼面較大；有些毛蚊（Biblio），其前后部的小眼面的大小也不同，可劃分為兩個(gè)區(qū)域。小眼面的形狀在不同昆蟲中差異很大，雄性介殼蟲的復(fù)眼僅由圓形小眼組成。這些變化與它們的生活習(xí)性等有關(guān)。
2、視覺傳感器。由多個(gè)光感或多個(gè)紅外傳感器組成。可以傳感一條線或一個(gè)面的光值或紅外線。
仿生學(xué)應(yīng)用
隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭的發(fā)展，對精確制導(dǎo)信息處理技術(shù)的要求越來越高，ATR(自動目標(biāo)識別)技術(shù)已成為精確制導(dǎo)技術(shù)發(fā)展的方向，而ATR技術(shù)的發(fā)展則是起源于人類對生物視覺的模仿。基于這一點(diǎn)，本文在對復(fù)眼的研究及討論的基礎(chǔ)上，提出了一些自動目標(biāo)識別的技術(shù)。復(fù)眼作為一個(gè)現(xiàn)實(shí)中的生物的視覺系統(tǒng)，它首先具有一般生物眼睛的視覺系統(tǒng)功能，在此之外，還擁有其獨(dú)特的特點(diǎn)。本文就是從這兩點(diǎn)展開討論研究。首先，把復(fù)眼作為一般視覺系統(tǒng)看待，從圖像的預(yù)處理、圖像的分割、特征提取以及目標(biāo)的分類與識別，這一系列的一般視覺處理過程來考慮。然后，根據(jù)對其復(fù)眼特有的特點(diǎn)的理解，提出了一種仿復(fù)眼的多模復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)。本文所作的工作主要在以下幾個(gè)方面： 1、紅外圖像的預(yù)處理：首先介紹了傳統(tǒng)的圖像預(yù)處理方法，然后重點(diǎn)介紹和總結(jié)了前人關(guān)于側(cè)抑制機(jī)理在紅外圖像預(yù)處理中的應(yīng)用。其中包括側(cè)抑制理論的數(shù)學(xué)模型、穩(wěn)定性判據(jù)、時(shí)域特征、頻域特征、側(cè)抑制網(wǎng)絡(luò)突出圖像邊框、增強(qiáng)反差的功能以及在圖像分割中的應(yīng)用。 2、紅外圖像的分割：首先系統(tǒng)地介紹了圖像分割的模型和分類，然后力求從圖像分割的自適應(yīng)和魯棒的角度，仔細(xì)討論了最佳和模糊熵的圖像分割技術(shù)
參考資料 >
LAM | 仿生復(fù)眼的先進(jìn)微納制造技術(shù).澎湃新聞.2024-03-16
察顏觀色的復(fù)眼與單眼.中國科普博覽.2024-03-20
科技日報(bào):新型仿生復(fù)眼 揭示昆蟲如何看世界.天津大學(xué)新聞網(wǎng).2024-03-16
“從昆蟲視角看世界”!上理工這支科研團(tuán)隊(duì)的研究成果登上《自然》子刊.新浪網(wǎng).2024-03-16