Just-Noticeable Levels of Aberration Correction

PurposeThe objectives of this study were to determine whether the correction of higher-order aberrations (HOA) would be detectable by “normal” subjects and whether a full correction is necessary or better than a partial correction of the main HOA (i.e., spherical aberration (SA), coma and trefoil).MethodsThree subjects made side-by-side comparisons between an uncorrected aberrations image (i.e., including typical HOA) and partially corrected variant images in order to determine which image was subjectively preferred.ResultsThe subjective preference was found to be well correlated (r2=0.84) with the volume under the modulation transfer function (VMTF). A significant difference of subjective preference was found with change of SA correction (P=0.014) and with change of coma correction (P=0.009) but not with the correction of trefoil (P=0.133). Changing the VMTF by less than 6.3% did not induce a perceptible difference (i.e., subjective preference higher than 25%) whereas changing the VMTF by more than 10% often induced a perceptible difference. Moreover, based on the through-focus subjective preference curve, we obtained a just-noticeable level of defocus of 1/8 D.ConclusionsThe subjective quality of vision of a subject with typical aberrations could be improved by either a partial (50%) or a full correction of both SA and coma, this gain being comparable to 1/8 D of defocus blur. However, the effect of the correction of the trefoil appears negligible. The VMTF is a good image quality metric to predict subjective preference. A perceptible difference in image quality can be obtained by changing the VMTF by 6.3 to 10%.

ResumenObjetivoLos objetivos de este estudio eran determinar si sujetos “normales” serían capaces de detectar la corrección de las aberraciones de alto orden (AAO) y, asimismo, determinar si una corrección completa de dichas AAO (es decir, aberración esférica (AE), coma y astigmatismo triangular o trefoil) es necesaria y es más beneficiosa que una corrección parcial de las mismas.MétodosTres sujetos realizaron la comparación de diversos pares de imágenes, colocadas una al lado de la otra: una simulando siempre un patrón de aberraciones sin corregir (es decir, incluyendo las típicas AAO) y otra, cambiante, correspondiente a una situación de aberraciones parcialmente corregidas. El sujeto tenía que indicar, para cada par de imágenes, aquella que prefería subjetivamente.ResultadosSe encontró que existe una buena correlación (r2=0,84) entre la “preferencia subjetiva” y el volumen bajo la función de transferencia de modulación (en inglés, VMTF). Se halló que la preferencia subjetiva cambia de forma significativa al variar el grado de corrección de la AE (P=0,014), y también al variar el grado de corrección del coma (P=0,009). Sin embargo, el grado de corrección del astigmatismo triangular o trefoil no hizo variar significativamente (P=0,009) el valor de la preferencia sujetiva. Un cambio en el VMTF inferior al 6,3% no hizo que hubiera una diferencia perceptible entre ambas imágenes (es decir, un valor de preferencia subjetiva superior al 25%), mientras que un cambio en el VMTF superior al 10% sí que hizo a menudo que el sujeto percibiera una diferencia entre las correspondientes imágenes. Utilizando la curva de preferencia subjetiva en función del desenfoque, obtuvimos un nivel de desenfoque mínimo perceptible de 1/8 D.ConclusionesLa calidad de visión subjetiva de un sujeto afectado por un patrón de aberraciones típico se podría mejorar realizando una corrección parcial (del 50%) o total tanto de la AE como del coma. La mejora en términos de calidad de visión sería comparable a la obtenida corrigiendo 1/8 D de desenfoque. Sin embargo, parece que la corrección del astigmatismo triangular o trefoil produce un efecto imperceptible e insignificante. El VMTF es un descriptor numérico de la calidad de imagen que resulta óptimo para predecir la preferencia subjetiva. Se puede lograr una diferencia perceptible en la calidad de imagen variando el VMTF entre un 6,3 y un 10%.