CN106175657A - 一种视力自动检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视力自动检测系统，涉及医疗器械技术领域，包括：显示器；注视模型训练模块，用于通过在所述显示器的视力检测区域呈现图像，得到视力测试者注视图像的注视模型；视力测试模块，用于通过在所述显示器的视力检测区域呈现频率递增的测试光栅，得到视力测试者注视所述测试光栅的注视行为；测试结果处理模块，根据所述视力测试者的注视模型以及注视行为，确定注视预测值，并根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的视力测试结果。本发明能够自动得到视力检测结果，操作简单，便于掌握，对检测技巧要求大大减低，能够减少培训时间和人力成本，使适用范围更广，检测的准确率更高。

Description

一种视力自动检测系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种视力自动检测系统。

背景技术

视力是检测所有视力疾病的重要指标，在实际应用中，例如，针对不具备完整语言表达和肢体表达能力，智力及认知水平低而注意力不能较长时间保持集中的人群，如婴幼儿，在进行视力检测时，需要采取特殊的方法。目前，针对这种情况，视力检测通常采用优先注视法，该方法需要检查者向受试者展示光栅纸板，通过纸板中心的小孔观察受试者眼睛或头的转动方向，来判断其是否能够看到纸板上的光栅图案，由此得到受试者的视力结果，该过程是人工进行的，通过检查者对受试者眼球或头部转动行为的捕捉和判断，评估受试者的视力，因此十分费时费力，并且易于受到检测者主观因素的影响。其他的方法还有通过计算机屏幕展示光栅刺激，由人工判断受试者是否正确地注意到刺激，这也是主要由人来判断，不是真正意义上的视力自动检测。因此，现行的视力检测方法不能实现自动化，数据获取效率低下，获取数据的准确率不高，难以做到方便、快捷地得到视力检测结果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种视力自动检测系统，解决了现有技术中不能实现自动化，数据获取效率低下，获取数据的准确率不高，难以做到方便、快捷地得到视力检测结果的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种视力自动检测系统，包括：

显示器；

注视模型训练模块，用于通过在所述显示器的视力检测区域呈现图像，得到视力测试者注视图像的注视模型；

视力测试模块，用于通过在所述显示器的视力检测区域呈现频率递增的测试光栅，得到视力测试者注视所述测试光栅的注视行为；

测试结果处理模块，根据所述视力测试者的注视模型以及注视行为，确定注视预测值，并根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的视力测试结果。

优选地，还包括：

测距模块，用于在所述显示器的视力检测区域呈现图像之前，获取所述视力测试者与所述显示器之间的测试距离。

优选地，所述注视模型训练模块包括：

采集单元，用于实时采集视力测试者注视所述视力检测区域左侧或右侧呈现图像的注视信息；

匹配单元，用于通过将所采集的注视信息与预置的注视信息进行匹配，查找与所采集到的注视信息相一致的标准注视信息；

获取注视模型单元，用于利用标准注视信息与注视模型的对应关系，得到视力测试者注视图像的注视模型。

优选地，所述采集单元包括：

左眼采集子单元，用于在遮挡视力测试者右眼情况下，实时采集视力测试者左眼注视所述视力检测区域左侧或右侧图像的左眼注视信息；

右眼采集子单元，用于在遮挡视力测试者左眼情况下，实时采集视力测试者右眼注视所述视力检测区域左侧或右侧图像的右眼注视信息；

双眼采集子单元，用于实时采集视力测试者双眼注视所述视力检测区域左侧或右侧图像的双眼注视信息。

优选地，所述匹配单元包括：

左眼匹配子单元，用于通过将所采集的左眼注视信息与预置的左眼注视信息进行匹配，查找与所采集到的左眼注视信息相一致的左眼标准注视信息；

右眼匹配子单元，用于通过将所采集的右眼注视信息与预置的右眼注视信息进行匹配，查找与所采集到的右眼注视信息相一致的右眼标准注视信息；

双眼匹配子单元，用于通过将所采集的双眼注视信息与预置的双眼注视信息进行匹配，查找与所采集到的双眼注视信息相一致的双眼标准注视信息。

优选地，所述获取注视模型单元包括：

获取左眼注视模型子单元，用于利用标准注视信息与注视模型的对应关系，得到视力测试者左眼注视图像的左眼注视模型；

获取右眼注视模型子单元，用于利用标准注视信息与注视模型的对应关系，得到视力测试者右眼注视图像的右眼注视模型；

获取双眼注视模型子单元，用于利用标准注视信息与注视模型的对应关系，得到视力测试者双眼注视图像的双眼注视模型。

优选地，所述视力测试模块包括：

左眼视力测试单元，用于通过在所述显示器的视力检测区域的左侧或右侧呈现频率递增的测试光栅，得到视力测试者左眼注视所述测试光栅的左眼注视行为；

右眼视力测试单元，用于通过在所述显示器的视力检测区域左侧或右侧呈现频率递增的测试光栅，得到视力测试者右眼注视所述测试光栅的右眼注视行为；

双眼视力测试单元，用于通过在所述显示器的视力检测区域左侧或右侧呈现频率递增的测试光栅，得到视力测试者双眼注视所述测试光栅的双眼注视行为。

优选地，所述测试结果处理模块包括：

确定注视预测值单元，用于根据所述视力测试者的注视模型以及注视行为，确定注视预测值；

获取测试结果单元，用于根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的视力测试结果。

优选地，所述确定注视预测值单元包括：

确定左眼注视预测值子单元，用于根据所述视力测试者的左眼注视模型以及左眼注视行为，确定左眼注视预测值；

确定右眼注视预测值子单元，用于根据所述视力测试者的右眼注视模型以及右眼注视行为，确定右眼注视预测值；

确定双眼注视预测值子单元，用于根据所述视力测试者的双眼注视模型以及双眼注视行为，确定双眼注视预测值。

优选地，所述获取测试结果单元包括：

获取左眼测试结果子单元，用于根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的左眼视力测试结果；

获取右眼测试结果子单元，用于根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的右眼视力测试结果；

获取双眼测试结果子单元，用于根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的双眼视力测试结果。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

本发明能够自动得到视力检测结果，操作简单，便于掌握，对检测技巧要求大大减低，能够减少培训时间和人力成本，使适用范围更广，检测的准确率更高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种视力自动检测系统的示意图；

图2是本发明实施例提供的显示器显示的光栅刺激信号；

图3是本发明实施例提供的视力自动检测系统的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明实施例提供的一种视力自动检测系统的示意图，如图1所示，包括：显示器101；注视模型训练模块102，用于通过在所述显示器的视力检测区域呈现图像，得到视力测试者注视图像的注视模型；视力测试模块103，用于通过在所述显示器的视力检测区域呈现频率递增的测试光栅，得到视力测试者注视所述测试光栅的注视行为；测试结果处理模块104，根据所述视力测试者的注视模型以及注视行为，确定注视预测值，并根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的视力测试结果。

本发明还包括：测距模块，用于在所述显示器的视力检测区域呈现图像之前，获取所述视力测试者与所述显示器之间的测试距离。

其中，所述注视模型训练模块102包括：采集单元，用于实时采集视力测试者注视所述视力检测区域左侧或右侧呈现图像的注视信息；匹配单元，用于通过将所采集的注视信息与预置的注视信息进行匹配，查找与所采集到的注视信息相一致的标准注视信息；获取注视模型单元，用于利用标准注视信息与注视模型的对应关系，得到视力测试者注视图像的注视模型。具体地说，所述采集单元包括：左眼采集子单元，用于在遮挡视力测试者右眼情况下，实时采集视力测试者左眼注视所述视力检测区域左侧或右侧图像的左眼注视信息；右眼采集子单元，用于在遮挡视力测试者左眼情况下，实时采集视力测试者右眼注视所述视力检测区域左侧或右侧图像的右眼注视信息；双眼采集子单元，用于实时采集视力测试者双眼注视所述视力检测区域左侧或右侧图像的双眼注视信息。所述匹配单元包括：左眼匹配子单元，用于通过将所采集的左眼注视信息与预置的左眼注视信息进行匹配，查找与所采集到的左眼注视信息相一致的左眼标准注视信息；右眼匹配子单元，用于通过将所采集的右眼注视信息与预置的右眼注视信息进行匹配，查找与所采集到的右眼注视信息相一致的右眼标准注视信息；双眼匹配子单元，用于通过将所采集的双眼注视信息与预置的双眼注视信息进行匹配，查找与所采集到的双眼注视信息相一致的双眼标准注视信息。所述获取注视模型单元包括：获取左眼注视模型子单元，用于利用标准注视信息与注视模型的对应关系，得到视力测试者左眼注视图像的左眼注视模型；获取右眼注视模型子单元，用于利用标准注视信息与注视模型的对应关系，得到视力测试者右眼注视图像的右眼注视模型；获取双眼注视模型子单元，用于利用标准注视信息与注视模型的对应关系，得到视力测试者双眼注视图像的双眼注视模型。

其中，所述视力测试模块103包括：左眼视力测试单元，用于通过在所述显示器的视力检测区域的左侧或右侧呈现频率递增的测试光栅，得到视力测试者左眼注视所述测试光栅的左眼注视行为；右眼视力测试单元，用于通过在所述显示器的视力检测区域左侧或右侧呈现频率递增的测试光栅，得到视力测试者右眼注视所述测试光栅的右眼注视行为；双眼视力测试单元，用于通过在所述显示器的视力检测区域左侧或右侧呈现频率递增的测试光栅，得到视力测试者双眼注视所述测试光栅的双眼注视行为。

其中，所述测试结果处理模块104包括：确定注视预测值单元，用于根据所述视力测试者的注视模型以及注视行为，确定注视预测值；获取测试结果单元，用于根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的视力测试结果。具体地说，所述确定注视预测值单元包括：确定左眼注视预测值子单元，用于根据所述视力测试者的左眼注视模型以及左眼注视行为，确定左眼注视预测值；确定右眼注视预测值子单元，用于根据所述视力测试者的右眼注视模型以及右眼注视行为，确定右眼注视预测值；确定双眼注视预测值子单元，用于根据所述视力测试者的双眼注视模型以及双眼注视行为，确定双眼注视预测值。所述获取测试结果单元包括：获取左眼测试结果子单元，用于根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的左眼视力测试结果；获取右眼测试结果子单元，用于根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的右眼视力测试结果；获取双眼测试结果子单元，用于根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的双眼视力测试结果。

本发明通过电脑摄像头获得视力测试者注视光栅刺激的相应信号，如图2所示的光栅刺激信号，运用机器学习的方法对信号进行处理，最后给出视力测试者在光栅刺激出现时的注视情况，从而得到其视力检测结果。该系统能够降低视力检测的时间成本，提高视力检测的效率，保证结果的准确率。

本发明将视力检测分为标定阶段和测试阶段，通过在标定阶段得到视力测试者的注视模型，然后对在测试阶段得到的视力测试者的注视行为，并将注视行为与注视模型进行匹配，获取其注视的方向，最后将视力测试者测试阶段的所有注视方向和当时刺激显示的方向作比较得出视力测试者的视力结果。包括如下步骤：

1、布置视力检测环境，保证整个检测过程中，视力测试者只会注视计算机屏幕；

2、由操作者对视力测试者作初步判断，确定视力测试者的相关信息，并将相关信息输入到计算机中；相关信息包括视力测试者的姓名，出生年月日，测试距离以及所测试眼睛(包括左眼、右眼和双眼)；

3、在标定阶段，计算机会在屏幕的左边和右边依次呈现图片多次，同时记录下此时视力测试者眼睛注视图片的信息，通过机器学习的方法训练出该视力测试者向左看和向右看的注视模型；

4、在测试阶段，计算机会在屏幕的左边和右边随机呈现频率递增的光栅刺激，同时记录下每一特定频率的光栅刺激的位置作为真实值，然后通过摄像头记录下每一特定频率的光栅刺激呈现过程中视力测试者眼睛的注视行为，作为视力测试者的测试样本集；

5、利用步骤4中的测试样本集与步骤3中得到的注视模型进行匹配，来得到视力测试者在每一特定频率的光栅刺激呈现过程中注视方向的预测值，将此预测值与步骤4中的真实值作比较，即得到视力测试者注视到的光栅刺激的最高频率，以此作为视力测试者视力检测的结果。

6、在计算机屏幕中输出视力测试者视力检测结果表。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

本发明可以节省以往在婴幼儿或认知能力低下人群中检测视力所耗费的大量人工劳力和时间，明显提高视力检测效率，降低视力检测的人工成本。同时，对测试者技能要求的降低，使社区医疗服务中心等基层医疗保健机构也可以掌握应用。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种视力自动检测系统，其特征在于，包括：

显示器；

注视模型训练模块，用于通过在所述显示器的视力检测区域呈现图像，得到视力测试者注视图像的注视模型；

视力测试模块，用于通过在所述显示器的视力检测区域呈现频率递增的测试光栅，得到视力测试者注视所述测试光栅的注视行为；

测试结果处理模块，根据所述视力测试者的注视模型以及注视行为，确定注视预测值，并根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的视力测试结果。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

测距模块，用于在所述显示器的视力检测区域呈现图像之前，获取所述视力测试者与所述显示器之间的测试距离。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述注视模型训练模块包括：

采集单元，用于实时采集视力测试者注视所述视力检测区域左侧或右侧呈现图像的注视信息；

匹配单元，用于通过将所采集的注视信息与预置的注视信息进行匹配，查找与所采集到的注视信息相一致的标准注视信息；

获取注视模型单元，用于利用标准注视信息与注视模型的对应关系，得到视力测试者注视图像的注视模型。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述采集单元包括：

左眼采集子单元，用于在遮挡视力测试者右眼情况下，实时采集视力测试者左眼注视所述视力检测区域左侧或右侧图像的左眼注视信息；

右眼采集子单元，用于在遮挡视力测试者左眼情况下，实时采集视力测试者右眼注视所述视力检测区域左侧或右侧图像的右眼注视信息；

双眼采集子单元，用于实时采集视力测试者双眼注视所述视力检测区域左侧或右侧图像的双眼注视信息。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述匹配单元包括：

左眼匹配子单元，用于通过将所采集的左眼注视信息与预置的左眼注视信息进行匹配，查找与所采集到的左眼注视信息相一致的左眼标准注视信息；

右眼匹配子单元，用于通过将所采集的右眼注视信息与预置的右眼注视信息进行匹配，查找与所采集到的右眼注视信息相一致的右眼标准注视信息；

双眼匹配子单元，用于通过将所采集的双眼注视信息与预置的双眼注视信息进行匹配，查找与所采集到的双眼注视信息相一致的双眼标准注视信息。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述获取注视模型单元包括：

获取左眼注视模型子单元，用于利用标准注视信息与注视模型的对应关系，得到视力测试者左眼注视图像的左眼注视模型；

获取右眼注视模型子单元，用于利用标准注视信息与注视模型的对应关系，得到视力测试者右眼注视图像的右眼注视模型；

获取双眼注视模型子单元，用于利用标准注视信息与注视模型的对应关系，得到视力测试者双眼注视图像的双眼注视模型。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述视力测试模块包括：

左眼视力测试单元，用于通过在所述显示器的视力检测区域的左侧或右侧呈现频率递增的测试光栅，得到视力测试者左眼注视所述测试光栅的左眼注视行为；

右眼视力测试单元，用于通过在所述显示器的视力检测区域左侧或右侧呈现频率递增的测试光栅，得到视力测试者右眼注视所述测试光栅的右眼注视行为；

双眼视力测试单元，用于通过在所述显示器的视力检测区域左侧或右侧呈现频率递增的测试光栅，得到视力测试者双眼注视所述测试光栅的双眼注视行为。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述测试结果处理模块包括：

确定注视预测值单元，用于根据所述视力测试者的注视模型以及注视行为，确定注视预测值；

获取测试结果单元，用于根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的视力测试结果。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述确定注视预测值单元包括：

确定左眼注视预测值子单元，用于根据所述视力测试者的左眼注视模型以及左眼注视行为，确定左眼注视预测值；

确定右眼注视预测值子单元，用于根据所述视力测试者的右眼注视模型以及右眼注视行为，确定右眼注视预测值；

确定双眼注视预测值子单元，用于根据所述视力测试者的双眼注视模型以及双眼注视行为，确定双眼注视预测值。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述获取测试结果单元包括：

获取左眼测试结果子单元，用于根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的左眼视力测试结果；

获取右眼测试结果子单元，用于根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的右眼视力测试结果；

获取双眼测试结果子单元，用于根据所述测试光栅的频率值以及注视预测值，得到所述视力测试者的双眼视力测试结果。