近年来,我国的近视患者总数逐年增加,已经达到了6亿之多。其中青少年的近视情况则更加令人担忧。根据2020年的数据,我国儿童和青少年群体的近视率占到了近视总人口数的52.7%。在此大背景下,便携式视力筛查设备的研制逐渐成为了一个热门课题,其涉及到眼科医学、光学镜头设计、图像处理等多个研究领域。目前,大多数国内外医院仍采用体型较大、价格昂贵的视力检测设备。这类视力检测设备的检测精度较高,但是便携度较低且需要被检测人员的高度配合,无法适用人数较多的视力筛查。鉴于上述提到的问题,本课题计划研究一种便携式的验光系统,能够位于被检测者人眼90 cm左右距离处进行检测。在保证人眼屈光度检测精度的前提下,使视力筛查系统的验光光路尽量简单,缩小视力筛查设备的体积,使其易于携带,以便能够在不同地点和时间下随时进行便携式检测。根据以上视力筛查设备的实际需求,本文确定了以偏心摄影验光为原理的视力筛查设备的总体设计方案,并详细介绍了图像采集和图像处理等过程。文章首先分析了人眼眼球的内部结构和偏心摄影方法的验光原理,明确了视力筛查系统的验光需求,并根据验光需求对图像采集部分进行了设计:明确了光学镜头的实际使用需求,并对其进行了优化。对优化后的成像光学系统进行像质分析、公差分析。利用本文设计的验光系统对人眼进行了拍摄实验,获取的眼瞳图像符合预期要求。然后根据采集的眼瞳图像数据,对图像数据进行了处理。还对图像数据中识别瞳孔的位置和大小的相关算法分别进行了讨论。如:直方图阈值分割方法、Otsu阈值分割方法、基于C-V模型、基于Canny算子、Hough变换以及基于RLSF模型的分割方法等,并利用眼瞳图像对相关算法的有效性进行了验证。最终实现对眼瞳图像中的瞳孔进行检测。最后,基于图像采集和图像处理实验环境的建立,进行了大量的眼瞳图像采集实验,采用最合适的算法对本文研究的视力筛查设备的屈光度检测功能的有效性以及准确性进行了验证。