视觉假体是当今国际上对老年黄斑病变和视网膜色素变性的失明患者进行视觉功能修复的研究热点，它主要由外置微摄像机采集外界图像信息，通过信息处理器把图像转换为对应的电刺激模式，再由微电流刺激器将多路电脉冲加载到微电极阵列，对视觉神经系统进行电刺激，在视觉中枢产生光幻视，从而实现视觉功能修复。由于现阶段有限数量的刺激电极诱发有限的离散光幻视点，因而所形成的假体视觉仅能提供简单的视觉信息，因此，在目前视觉假体的信息处理研究中，最为关键的问题之一是如何突破神经刺激电极数量有限的瓶颈，向假体植入者提供最有用的视觉信息，使盲人获得最佳的视觉感受。本课题基于信息科学及认知科学开展视觉假体中人工视觉的最小信息需求及其优化研究，具体内容如下：首先，本文基于触觉感知研究了仿真光幻视的空间特性（空间位置和尺寸），结果表明仿真光幻视定位误差和离散度随着偏心率的增加而增加；被试对于尺寸大、稳定的、高亮度的光幻视定位表现较好；长期训练能够显著地提高定位的精确度和可重复性。视觉刺激的亮度和偏心率显著影响光幻视的尺寸判断结果；被试对亮度较高、偏心率较大的光幻视尺寸判断较大。因此，在临床试验中，研究人员可以使电刺激参数有所偏向，提高假体植入者术后光幻视特性评估的准确性。然后，在光幻视空间特性研究的基础上，我们建立了优化的仿真假体视觉模型，研究了图像处理方法（直接低像素化和边缘提取）、光幻视特性（分辨率、扭曲、缺失以及灰度等）和图像复杂度对常见物体识别的影响。结果表明当分辨率达到32×32时，物体识别准确率达到90%以上。随着分辨率的降低以及扭曲度和缺失率的增大，物体识别率显著降低；当仿真光幻视扭曲度大于0.4或缺失率高于30%时，准确率低于60%，物体难以识别；灰度级仅当由2级升为4级时物体识别率有显著提高。所用图像处理方法和图像复杂度在光幻视阵列不规则程度较严重时显示出显著性差异。最后，本文基于仿真假体视觉开展了中文阅读研究，评估光幻视特性对汉字识别和语段阅读的影响。针对其中的扭曲因素，我们提出不同的汉字表达方法以改善汉字识别和语段阅读的表现。结果表明扭曲、缺失和点大小的变化对假体视觉下汉字的识别有显著的影响，当扭曲度不高于0.2、缺失率不高于20%或点大小变化不高于4时，汉字识别准确率仍高于80%；而灰度级对汉字识别影响较小。阅读准确率和效率随视野内单字分辨率的降低、缺失率和灰度级的增加而降低；而亮度仅影响阅读效率。当视觉假体电极数达到1000个、缺失率不高于10%时，中文阅读有较好的表现。语段阅读准确率显著高于单字识别准确率。对于不同的汉字表达方法，扭曲度均显著影响单字识别和语段阅读的表现。在扭曲度较小时，电极阵列对应法就能获得较好的汉字识别和阅读表现，扭曲度较大时，近邻搜索法显著提高汉字识别准确率和语段阅读表现。搜索范围显著影响近邻搜索法的性能，对于不同的扭曲度需要选择合适的搜索范围。上述研究工作的开展，为视觉假体中的信息处理与刺激编码方案、术后功能评估奠定重要的实验依据和理论基础。