CN102460278B - 用于确定习惯的头姿势的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于确定受试者的习惯的头姿势的方法,具有步骤:在一段时间间隔内记录头姿势,并且从记录中确定优先的头姿势。此外本发明涉及一种用于确定受试者的习惯的头姿势的设备(100),具有记录装置(110),用于在一段时间间隔内记录头姿势,和确定装置(112)、(114)用于从记录中确定优先的头姿势。
Description
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于确定受试者的习惯的头姿势的方法,以及根据权利要求17的前序部分的用于确定受试者的习惯的头姿势的设备。此外本发明涉及根据权利要求10的前序部分的确定定心数据的方法,以及根据权利要求20的前序部分的确定定心数据的设备。最后本发明涉及用于执行上述方法的计算机程序。
背景技术
当验光师为了光学地匹配眼镜而确定定心数据、即用于为顾客或者受试者的个体的应用目的在镜架中正确地对镜片定心而需要的所有说明时,可以如下进行:
顾客被要求采取尽可能自然的头和身体姿势。然后定心值的确定通过借助针或者借助视频摄影在镜架的镜片平面内标记视点(Durchblickpunkt)和接着手工(例如在由本申请人在商标“Video Infral”下销售的视频定心装置的情况下)或者自动地(例如在由本申请人在商标“RV Terminal”下销售的视频定心装置的情况下)确定定心数据而进行。
为确定前倾角已知名称为“Y针”的辅助工具,其在某时刻“冻结”镜架的前倾角,以便能够接着读取该前倾角。这样采集的前倾角在随后的步骤中用于使顾客位于定心系统前的同一位置。
此外从EP 1 591 064 A1中已知一种用于确定头倾斜的测量设备,其由EP 1591 064的申请人在“Ysis”的名称下销售。该测量设备固定在镜架上。该建议的目的在于,在某时刻分别为近视方向和远视方向保持“正常的”头姿势。
从在看远处以及在阅读时采取的头倾斜角来确定在远视任务和近视任务之间的头倾斜角的差别。然后从中确定所属的通过镜片的视点。
现有的所有方法都是静态的,亦即为确定习惯的头姿势采用相应情况的“瞬时照片”。
WO 01/62139 A1公开了针对戴眼镜的人的观看习惯来对他的行为分类。在不同观看任务下确定典型的头和眼睛的运动。据此根据眼睛和头的“运动性”(“head/eye mover”)分类受试者的观看行为。分析的结果在此用作选择合适的镜片的基础。
从EP 1 747 750 A1中已知,确定相对于头的最频繁的观看方向。为此目的同时检测头姿势和观看方向。从已确定的相对的观看方向确定相对的“净”观看方向和由此产生的通过镜片的视点。
DE 2004 063 160 A1说明了一种用于匹配眼镜、特别是用于采集受试者的习惯头姿势的方法和装置,受试者的测量数据在视频定心数据确定时使用。在该方法中从受试者在不同的头姿势位置上拍摄多个视频相片以确定受试者的头姿势角度,采集头姿势角度,并且与镜架的前倾角以及角膜顶距离平衡。相应的视频照片是在操作者看来受试者已采取自然的习惯头姿势时的瞬间拍摄的。
一种定心测量,即用于为顾客或者受试者的个体应用目的而确定用于在镜架中对镜片正确定心所需要的所有说明的测量,对于验光师的顾客来说是一种被迫的情况。虽然从定心测量中已知该顾客在拍摄期间如何保持头,但是这一头姿势不一定与他的在实际不被迫的情况下“正常的”、即最频繁的头姿势相应。
当使用在DE 10 2004 063 160 A1中说明的方法时这点也没有改变。此外这种方法隐藏下面的危险:完全不是拍摄想象的自然的头姿势,而是另一种头姿势,因为受试者在操作者的反应时间内已经采取了另一种头姿势。
发明内容
现在本发明的任务在于,提供一种用于确定受试者的习惯的头姿势的改进的方法,而且构成为,所确定的头姿势比用上面说明的现有技术的方法得到的头姿势更接近受试者的实际的“正常的”头姿势。本发明的另一个任务在于,提供一种用于精确确定受试者的习惯的头姿势的相应的设备。此外本发明的任务在于提供一种用于确定定心数据的精确的方法和一种适合执行本发明的方法的相应的设备。
首先提到的任务通过具有权利要求1的特征部分的特征的一类用于确定受试者的习惯的头姿势的方法解决。
接着说明的任务通过具有权利要求17的特征部分的特征的一类用于确定受试者的习惯的头姿势的设备解决。
最后提到的任务通过具有权利要求10的特征部分的特征的一类用于确定定心数据的方法或者通过具有权利要求20的特征部分的特征的相应的一类设备解决。
本发明的有利的实施方式和扩展是从属权利要求的主题。
本发明的用于确定受试者的习惯的头姿势的方法包括下面的方法步骤:
a.在一定的时间间隔内记录头姿势,
b.从记录的头姿势确定优先的头姿势。
用于确定受试者的习惯的头姿势的相应的设备以对应的方式包括:
a.用于在该时间间隔内记录头姿势的记录装置,
b.用于从记录的头姿势确定优先的头姿势的确定装置。
通过上面简述的方法或者特别为执行该方法构造的相应的设备,避免把受试者的习惯的头姿势错误地假定为在某时刻偶然拍摄的头姿势或者正好不相应于他的习惯的头姿势的确定的头姿势,而这根据在说明书引言中说明的现有技术的方法就是这种情况。由此开始时提出的任务通过该方法或者相应的设备完全解决。
把习惯的头姿势假定为从在一定的时间内记录的头姿势中确定的优先的头姿势,使得还能够例如校正在定心测量(例如借助在名称Relaxed Vision Terminal和Video Infral下由本申请人销售的视频定心设备)时测量的头姿势,以便基于“正常的”而不是偶然的头姿势确定定心数据。
因此本发明还包括用于确定定心数据的方法,其中,
a.确定受试者的实际的瞬时的头姿势,
b.确定镜架相对于已确定的实际的瞬时的头姿势的设置,
c.用自动化方法确定习惯的头姿势,以及
d.借助自动地确定的习惯的头姿势校正已确定的实际的瞬时的头姿势。
以相应的方式本发明的主题还有用于确定定心数据的设备,具有:
a.头姿势确定装置,用于确定受试者的实际的瞬时的头姿势,
b.确定装置,用于确定镜架相对于已确定的实际的瞬时的头姿势的设置,
c.用于自动地确定习惯的头姿势的设备,以及
d.校正装置,用于借助已确定的习惯的头姿势校正已确定的实际的瞬时的头姿势。
上面说明的任务通过这种方法或者相应的设备完全解决。
在本发明的用于确定受试者的习惯的头姿势的方法中可以预先给定其间记录头姿势的时间间隔。于是例如可以仅在也允许提取受试者的习惯的头姿势的可靠数据的时间期间内记录头姿势。能够避免记录被迫的和/或不自然的头姿势。此外允许单独地确定所述时间间隔,使得拍摄的数据材料允许足够可靠地说明实际的习惯的头姿势。有利的是例如从记录中仅选择其间受试者也采取符合人体工程学的头和/或身体姿势的那些时间片段来用于确定习惯的头姿势。
作为优先的头姿势应该理解为受试者在进行预先给定的观察任务时以一定的概率保持他的头所处的头姿势。该概率的典型值对于确定的观察任务为例如大于30%、大于50%、大于80%或者甚至大于90%。这种分析可以用通常的数学/统计方法进行。在确定典型的头姿势前,适宜的软件算法可以根据需要自动地或者借助用户的支持从习惯的头姿势的记录的数据集合中消除极值(分散值)。然后例如从最可能的头姿势集合中进行选择。
作为优先的头姿势也可以选择所记录的受试者以最大概率保持头所处的头姿势。
虽然基本上可以由受试者自由决定在记录他的头姿势时他以什么样的身体姿势观察和/或观察什么,但是更确切地说有利的是使受试者承担确定的观察任务。特别当头位置用于镜片计算或者对镜片的定心时,把特殊的注意力放在针对近处和/或远处的观看方向上是有意义的。本发明例如规定,作为优先的头姿势选择所记录的、受试者在观看近处和/或观看远处时保持头所处的姿势。
此外有意义的是观察受试者的身体姿势。在观看远处时人更多地站立,相反人在观看近处时(例如在阅读时)优选采取坐的位置。因此本发明规定,作为优先的头姿势选择所记录的受试者站立和/或坐立期间的姿势。
习惯的头姿势在特别大的程度上取决于受试者的活动和受试者察觉到的视觉印象。因此另外有利的是,给受试者提供具体的日常情况和/或日常的观察任务,应当在所述具体的日常情况和/或日常的观察任务下确定受试者的习惯的头姿势。与此联系的优点在于,受试者/顾客从真正的测量情况引开注意力,由此不会采取不自然的头姿势。观察任务在此可以是,受试者/顾客例如在记录习惯的头姿势的验光师的店铺内自由地运动并且例如观察陈列品,或者受试者/顾客例如跟踪通过电子介质例如显示器、投影仪等显示的交通情况,如例如在US2007/0229761A1中说明的,或者给他提供文字阅读。观察任务例如这样选择,即使得能够在站立和/或坐着时确定典型的头姿势。在为老花镜确定定心数据时例如考虑受试者坐着和阅读期间采取的习惯的头姿势。
具体说为了在时间间隔内动态确定习惯的头姿势给受试者/顾客提供日常情况或者在近区和/或远区内的日常的观察任务。在该段时间内连续测量头姿势,必要时结合所属的身体姿势并且必要时还连续测量(相对的)位置,例如受试者戴的眼镜或者镜片的倾斜角。该测量如此进行,即使得受试者/顾客不由此受到影响。紧接该测量可以确定各最频繁的头姿势,只要与记录一起地还确定所属的身体姿势并且必要时还确定位置,特别是眼镜或者镜片的倾斜角,并且可以在后来确定定心数据时加以考虑。特别可以确定近距和/或远距观看任务时的视点,即所谓的镶边(Inset)和/或走廊长度具体说例如可以从在观看近区和远区时的头姿势中在已知观看目标的位置的情况下确定通过镜片的视点。由此如果视点已知,则也可以确定镶边(Inset)的大小,以及双焦镜片视近距部分的走廊的长度。在头方向和观看方向之间的可能的差别可以在确定视点和/或镶边(Inset)时一同考虑。
受试者的头姿势能够用不同的方式方法确定。从而例如可以借助在受试者的头上设置的位置记录设备执行头姿势的记录。因此,该位置记录设备可以间接地例如在镜架腿上或者直接在顾客的头上固定。该位置记录设备可以根据数据记录器的原理以及随后通过基站进行的数据传输来工作,或者数据传输可以同时通过无线连接如WPAN(Wireless Personal Area Network,无线个人域网)—即例如通过蓝牙—或者WLAN(Wireless Local Area Network,无线局域网)在线地在整个测量时间间隔期间内进行。位置记录设备可以测量绝对的位置信息,但是或者可以测量位置的改变。在第二种情况下,在测量过程前和/或后必须把测值传感器设置在其对准方向已知的参考位置处。例如水平的桌面或者专门为此提供的支架的接触面可以用作参考位置。
头姿势的记录可以附加地或者替换地借助图像记录设备进行。这种图像记录设备例如可以是具有连接的自动化的图像分析装置的视频或者数字照相机系统。图像数据可以作为二维(2D)数据直接或者在建立三维(3D)模型后作为3D数据继续处理。从这些数据中例如还能够确定眼镜的典型的参数如前倾角、侧倾角等。
在本发明的用于确定定心数据的方法中,可以借助已确定的习惯的头姿势校正已确定的实际的瞬时的头姿势,使得基于习惯的而非偶然的头姿势确定定心数据。该校正例如可以通过确定瞬时的头姿势与习惯的头姿势的偏离并且借助该偏离进行定心值的换算/校正来进行。
已确定的受试者/顾客的习惯的头姿势和必要时同样已确定的眼镜的前倾角也可以用于强迫使顾客对准以进行常规的定心数据确定,这通过在眼镜达到尽力追求的前倾角时自动地触发成像单元或者给操作员发出关于现在能够进行定心数据的确定的信号来完成。
本发明还特别规定,上述用于确定习惯的头姿势以及用于确定定心数据的方法以可在计算机内执行的具有程序代码的计算机程序形式存在。计算机程序可以在机器可读的数据载体上存储。
为完整起见这里指出,上面列举的用于在一段时间间隔内记录头姿势的记录装置可以包括可在受试者的头上设置的位置记录设备和/或图像记录设备。位置记录设备和/或图像记录设备例如可以以上述方式构造。用于从记录中确定优先的头姿势的确定装置可以包括计算机。
用于决定受试者的实际的瞬时的头姿势的头姿势确定装置可以包括位置记录设备和/或图像记录设备,特别是上述类型的。
用于确定镜架相对于已确定的实际的瞬时的头姿势的设置的确定装置可以包括图像记录设备—特别是视频或者数字照相机—和/或计算机。
附图说明
现在借助附图详细说明本发明。附图中:
图1示出本发明的用于确定定心数据的设备的示意图,其具有本发明的用于确定受试者的习惯的头姿势的设备;
图2示出在零视向(Nullblickrichtung)上具有匹配的镜架的顾客的脸部照片
a.从前面
b.从侧面
c.从前面,带有定心数据,即x、y
d.从侧面,带有定心数据,即角膜顶距离和镜架前倾角
具体实施方式
假定顾客进入一家光学器具商店要购买一副新的眼镜。首先向他建议对他适用的镜片和镜架。在成功地选择镜架后借助本发明的设备进行实际的定心数据确定。
图1示出本发明的用于确定定心数据的设备100。该用于确定定心数据的设备100包括具有视频照相机112的视频定心设备110和具有键盘116、显示屏118和存储介质120的计算机114。这涉及校准的系统,亦即用于拍摄和确定尺寸的系统。
在零视向上从前面和从侧面用视频照相机112拍摄顾客的带有匹配的镜架202的脸,如在图2a)和b)中所示。
使用在显示屏118上显示的正面照片(图2c)首先采集镜架形状202。此外例如在一致性方法中相对于镜架形状202确定瞳孔中心204。使用侧面照片确定满足眼睛转动点要求的角膜顶距离HSA和镜架前倾角如在图2d)中所示。
根据本发明现在规定,例如借助校准了的视频照相机在较长的时间段内记录习惯的头姿势和眼镜的倾斜角,并且从中确定一个习惯的头姿势和眼镜的一个优先的倾斜角。
由此确定的头姿势和眼镜的与之相关的前倾角以及其他的测量数据(例如眼镜在镜架平面或者镜片平面以x、y表示的设置)用于换算借助视频定心设备110常规确定的定心数据(例如远参考点206,近测量圆208),如果在确定定心数据时顾客采取了与正常的头姿势不同的头姿势(参见图2c)的话。
Claims (1)
1.一种用于确定定心数据的方法,其中,
a. 确定受试者的实际的瞬时的头姿势,
b. 确定镜架(202)相对于已确定的实际的瞬时的头姿势的设置,
其特征在于,
c. 当受试者被从测量情况引开注意力时,在一段时间间隔内记录该测量情况中的头姿势,
d.从记录中确定优先的头姿势,以及
e. 借助已确定的习惯的头姿势校正已确定的实际的瞬时的头姿势。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤c. 同时确定镜架(202)的倾斜角(φ)。
3. 根据权利要求1到2之一所述的方法,其特征在于,借助已确定的习惯的头姿势校正已确定的实际的瞬时的头姿势,使得基于习惯的而非偶然的头姿势确定定心数据(φ、HSA、x、y)。
4. 根据权利要求3所述的方法,其特征在于,借助已确定的习惯的头姿势校正已确定的实际的瞬时的头姿势,这通过确定瞬时的头姿势与习惯的头姿势的偏离并且借助该偏离进行定心值的换算来进行。
5. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,时间间隔预先给定。
6. 根据权利要求1或5所述的方法,其特征在于,作为优先的头姿势选择所记录的受试者在预先给定的观察任务下以最大的概率保持头所处的姿势。
7. 根据权利要求1或5所述的方法,其特征在于,作为优先的头姿势选择所记录的姿势中受试者在看近处和/或在看远处时保持头所处的姿势,和/或作为优先的头姿势选择所记录的姿势中受试者站立和/或坐立期间的姿势。
8. 根据权利要求1或5所述的方法,其特征在于,给受试者提供日常情况和/或日常的观察任务。
9. 根据权利要求1或5所述的方法,其特征在于,头姿势的记录借助在受试者的头上设置的位置记录设备进行,和/或头姿势的记录借助图像记录设备(110)进行。
10. 一种用于确定定心数据的设备(100),具有
a. 头姿势确定装置(110),用于确定受试者的实际的瞬时的头姿势,
b. 确定装置(114),用于确定镜架相对于已确定的实际的瞬时的头姿势的设置,
其特征在于还具有
c. 用于当受试者被从测量情况引开注意力时在一段时间间隔内记录该测量情况中的头姿势的记录装置(110),
d. 用于从记录中确定优先的头姿势的确定装置(114),和
e. 用于借助已确定的习惯的头姿势校正已确定的实际的瞬时的头姿势的校正装置(114)。
11. 根据权利要求10所述的设备,其特征在于,头姿势确定装置包括位置记录设备和/或图像记录设备(112)。
12. 根据权利要求10或11所述的设备,其特征在于,确定装置包括图像记录设备(112)和/或计算机(114)。
13. 根据权利要求10所述的设备,其特征在于,记录装置包括能在受试者的头上设置的位置记录设备和/或图像记录设备(112)。
14. 根据权利要求10或13所述的设备,其特征在于,确定装置包括计算机(114)。
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