视觉器官功能恢复研究主要有三个方向：电刺激中枢方法、人工视网膜和采用触觉替代视觉。触觉替代视觉方法是指通过图像获取装置获取本该由视觉器官看到的环境图像信息，以物理刺激的方式使操作者以触觉的方式“看”到其周围环境。它以非视觉方式帮助盲人和弱视群体获得周围的环境信息，较好地提高他们的生活质量，减轻社会负担。触觉替代视觉方法不仅安全，而且回避了脑视觉中枢刺激和人工视网膜方法中生物兼容性的难题，是当前的一个研究热点和前沿课题。 论文针对触觉替代视觉技术进行研究，搭建了触觉替代视觉系统的构架，该系统功能丰富、人机交互友好，能够很好的实现视觉信息的采集。主要研究内容包括： 1）完成了触觉替代视觉的系统设计，该系统以摄像头来模拟人的眼睛，采集视觉图像信息，实现了视频的捕获和单帧图像的截取。 2）触觉图像重构。基于边缘检测实现了视觉图像信息转化为二值化触觉信息，在分析视觉和触觉特点和区别时，对Canny边缘检测算法加以改进，使检测出来的边缘信息更适合触觉替代。 3）大视场触觉图像重构。研究了两种大视场触觉图像重构方法，在使用角点匹配图像拼接方法进行触觉图像重构过程中，对Harris角点检测算法进行改进，实现了角点阈值的自动提取；在使用基于轮廓匹配方法中，通过特征段之间曲率和Hausdorff距离获得可匹配的轮廓段。 4）触觉图文实验分析。在触觉显示平台上进行实验分析，对算法改进的实用性加以验证。 论文工作表明，触觉替代视觉系统设计合理，图像处理算法有效，能够较好地满足触觉替代视觉的技术要求。