在激光治疗近视手术过程中,对患者进行精确的验光是至关重要的。波前像差检查能够提高验光测量的精确性和客观性,从而指导手术,极大提高LASIK手术后的视觉质量。本文以南京航空航天大学与苏州六六视觉科技股份有限公司合作研制的人眼波前像差仪为背景,对其像差测量中的瞳孔自动跟踪系统的关键实现技术,图像处理和串口通信进行了深入研究。本论文主要研究内容如下:1、探索了波前像差理论。介绍了人眼像差的概念,分析了其产生的原因,并确定了采用Zernike多项式表示像差的方法;分析了Zernike多项式系数与人眼波前像差的对应关系;采用主观式人眼像差仪测量像差,并研究其实现原理和软件控制框图。2、分析了人眼波前像差测量的研究现状、像差测量中瞳孔自动跟踪系统的需求及现阶段的应用状况,对自动跟踪系统进行了总体设计。3、对捕捉到的眼球图像进行一系列数字图像处理,通过对各种算法的比较,本系统对采集到的人眼图像先进行Sobel锐化得到图像大致轮廓,再采用Gauss滤波器平滑,最后再通过改进的Canny算子边缘检测方法得到瞳孔的精确边界,大大提高了定位精度。4、研究了瞳孔自动跟踪的计算机与步进电机实现实时通信的串口通信技术,并给出了实现流程及部分程序代码,实现了测量过程中人眼瞳孔的自动跟踪。5、联合有关单位,把研究成果用于研制出的第一台主观式人眼像差仪。根据屈光矫正手术的临床报告、临床手术数据的统计分析、像差矫正手术临床报告和临床对比试验,证明该技术为波前像差引导的屈光手术提供了更精确可靠的理论依据,很好地解决了像差测量过程中由于病人瞳孔无法精确定位而造成的手术效果不理想的问题。