CN108271011B - 用于治疗弱视的3d图像系统的参数处理方法及系统和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于治疗弱视的3D图像系统的参数处理方法及3D图像系统和装置，所述3D图像包括左视差图像和右视差图像，分别对应人体的左眼和右眼，其中左眼只能看到左视差图像，右眼只能看到右视差图像；所述左视差图像和右视差图像的参数根据使用者的需要分别单独进行调节。本发明的参数处理方法使得3D图像的左视差图像和右视差图像的参数变化不再被限制，可以根据弱视患者的自身特点，随意调节左右屏幕的全部或者部分画面的大小、亮度、灰度、色饱和度和对比度，针对性的对弱视眼睛进行充分锻炼和治疗，并保护健康眼睛。

Description

用于治疗弱视的3D图像系统的参数处理方法及系统和装置

技术领域

本发明属于医疗器械和图像处理领域，涉及一种用于治疗弱视的图像系统的参数处理方法。

背景技术

弱视是眼科临床常见的儿童眼病，是婴幼儿时期，由于各种原因如知觉、运动、传导及视中枢等原因未能接受适宜的视刺激，使视觉发育受到影响而发生的视觉功能减退的状态，主要表现为视力低下及双眼单视功能障碍。

治疗弱视常见的治疗方法为遮盖法，分为完全以及部分遮盖。目的在于遮盖健眼，强迫弱视眼注视并且进行精细工作。然而遮盖法往往会导致弱视对侧的健康眼由于长时间的遮盖发生弱视并影响双眼的立体视和融合功能。

现有图像处理方法是针对单一图像进行的处理，不具有针对双眼特征将同一图像处理为不同程度展示内容的功能，因此，不能应用于双眼生理参数不同的VR应用场景下。

另一方面，传统图像处理方法不具有参数化的连续调节图像处理效果的特点，因此不能适应不同用眼条件下的微调能力，从而不能有效应用于用眼医疗领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于治疗弱视的图像系统的参数调节方法，采用双眼分视的立体成像方式制作而成，同时双眼所视的图像参数单独调节，以达到针对患者的个体情况有效治疗弱视，保护双眼的目的。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案来实现：

用于治疗弱视的3D图像的参数处理方法，其特征在于，所述图像包括左视差图像和右视差图像，分别对应人体的左眼和右眼，其中左眼只能看到左视差图像，右眼只能看到右视差图像；

所述3D图像在终端播放时，左视差图像和右视差图像的参数根据使用者的需要可以单独进行调节，其中一个图像的参数调节不影响另一个图像的参数。

进一步，所述左视差图像和右视差图像的参数为左视差图像和右视差图像全部或部分画面的大小、亮度，灰度，饱和度，对比度中的一种或多种。

进一步，所述左视差图像和右视差图像部分画面的参数固定不变，调节时仅改变设定部分的参数。

具体的，本发明的处理方法为根据左右眼参数设定进行可配置的内容遮蔽处理，包括以下步骤：

获取VR设备双眼的屏幕，并将其转化为图像

将内容进行左右分屏，并根据左右眼参数进行可配置的内容遮蔽处理。

针对左右眼参数配置，对左右眼图像可进行色彩、明暗、对比度的独立处理。

针对左右眼参数配置，对左右眼图像可进行图像大小的独立处理。

输出左右眼图像。

具体的，其中根据左右眼参数进行可配置的内容遮蔽处理的步骤为：

步骤1，复制图片内容为左右眼两份；

步骤2，将左右眼参数映射成左右两份内容的遮蔽百分比P1，P2,其中双眼遮蔽的内容之和P1+P2<100％；

步骤3，获取图片像素总和X，根据配置计算马赛克的单位大小,m*n像素方块为一个基础单位；

步骤4，随机挑选Y个基础单位作为马赛克方块，使马赛克总像素Y*m*n＝X*(P1+P2)；

步骤5，根据P1：P2值按比例将选中遮蔽方块随机分配给左右双眼的图像。

本发明还提供一种用于治疗弱视的3D图像系统，所述3D图像系统包括显示屏，凸透镜镜片和输出在显示屏上的左视差图像和右视差图像；其中左视差图像和右视差图像在显示屏上平分，左视差图像和右视差图像成轴对称分布；

所述3D图像在终端播放时，左视差图像和右视差图像的参数根据使用者的需要可以单独进行调节，其中一个图像的参数调节不影响另一个图像的参数。

进一步，所述参数可以通过触摸屏，旋钮或按键或者以蓝牙方式连接遥控装置等各种控制方式进行调节。

本发明还提供一种治疗弱视的装置，所述装置包括穿戴式设备，所述设备中3D图像系统包括显示屏，凸透镜镜片和输出在显示屏上的左视差图像和右视差图像；其中左视差图像和右视差图像在显示屏上平分，左视差图像和右视差图像成轴对称分布；

所述3D图像在终端播放时，左视差图像和右视差图像的参数根据使用者的需要可以单独进行调节，其中一个图像的参数调节不影响另一个图像的参数。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明的3D图像本发明的参数调节方法根据弱视患者的自身特点，设计成左右屏幕的全部或者部分画面的大小、亮度、灰度、色饱和度和对比度等单独调节，并不影响另一个画面的参数，可以给医生更充分的选择空间，针对患者个体的情况，更加有效治疗弱视眼，同时保护另一只健康的眼睛得到充分锻炼和保护。

具体的，本发明针对双眼视力可独立进行内容的处理，采用多种弱化方式结合来形成可定制化的医疗过程；各种弱化过程实现都可通过双眼参数进行连续线性调整，可按医疗进度进行微调适应。

通过观看本发明的3D图像，可以锻炼弱视儿童定像、定位、识别、追随、搜寻等有关方面技能。在体感互动技术的支持下，通过训练使弱视儿童学会视觉操作(动作、眼、脑协调)，掌握视觉技能，建立视觉印象，形成视觉记忆，提升大脑皮层视神经元对影响的处理过程，从而促使他们的视觉运用能力的提高。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细阐述。

本发明具体提供一种治疗弱视的装置，所述装置包括穿戴式设备，所述设备中3D图像系统包括显示屏，凸透镜镜片和输出在显示屏上的左视差图像和右视差图像；其中左视差图像和右视差图像在显示屏上平分，左视差图像和右视差图像成轴对称分布；所述左视差图像和右视差图像的参数根据使用者的需要分别单独进行调节。

其中所述头戴式设备穿戴于用户头部，在对应人体双眼位置分别设有透镜或透镜组。

显示器用于播放3D图像，可以为设置在头戴式设备相应位置处的一般显示器，也可以为普通智能手机屏幕，也可以为视网膜投影式显示器。

以目前常见的普通智能手机为例，在头戴式设备对应位置处设置一个容纳腔，将手机放入，手机显示屏对准头戴式设备的透镜或透镜组位置。预设的3D图像可存储于手机中，点击播放即可。

所述左视差图像和右视差图像是根据人体双眼视差原理分别制作的，两者具有微小差别的图像，左视差图像和右视差图像成轴对称分布，人体双眼分别看到其中一幅图画，然后融合得到一幅具有立体效果的图像。通过将同一画面分为左视差图像和右视差图像，使得可以以近目标模拟远目标，使我们的眼睛在近环境包围中就能得到看远和看近的协调锻炼。

本发明中的3D图像从画面中间平分为左视差图像和右视差图像。以智能手机为例，将智能手机屏幕横向放置，然后从中间平分为左屏和右屏，分别播放左视差图像和右视差图像。

凸透镜眼镜的左、右目镜均为凸透镜，左、右目镜中心分别对应左右两个屏幕。

左、右屏可通过触摸屏、按键或旋钮等各种控制方式调整相关软件参数，所述软件根据系统配套的传感器获取信息并对左右屏幕的全部或者部分画面的大小、亮度、灰度、色饱和度和对比度等作出相应的调整，在调整后的左、右屏之间的图像通过3D图像系统可对弱视患者进行治疗训练。

本发明的左视差图像和右视差图像可以单独对参数进行调整。本发明一个实施例中，通过终端设备，如手机上的软件，播放3D图像，该软件同时可以给客户充分的选择，即可单独选择左视差图像和右视差图像的各项参数。或者以蓝牙方式连接遥控装置等控制调节各项参数。

例如，当左视差图像的参数从最小值调节至最大值时，右视差图像的参数能保持原有图像的参数不发生变化。或者当左视差图像的面积参数从原始画面100％的最大值，按同比例调节至70％的最小大值时，右视差图像的面积参数能保持原有图像的原始大小不发生变化。

本发明一个实施例中，本发明的处理方法为根据左右眼参数设定进行可配置的内容遮蔽处理，包括以下步骤：

复制图片内容为左右眼两份；

将左右眼参数映射成左右两份内容的遮蔽百分比P1，P2(双眼遮蔽的内容之和P1+P2<100％)；

获取图片像素总和X，根据配置计算马赛克的单位大小(m*n像素方块为一个基础单位)；

随机挑选Y个基础单位作为马赛克方块，使马赛克总像素Y*m*n＝X*(P1+P2)；

根据P1：P2值按比例将选中遮蔽方块随机分配给左右双眼的图像；

针对方块内容，可使用步骤3中的方式进行弱化处理。

具体的，针对左右眼参数配置，对左右眼图像可进行独立处理。其中图像的各种参数调节步骤可以按任意顺序自由进行，各参数的调节彼此互不影响，且无需限定顺序。本发明下面列举了几个具体实施例，针对不同参数举例说明可以如何进行调节。

实施例1色彩的单独调节

具体步骤如下：

1.获取眼睛参数

2.获取图像的每个像素点数值(现存上有多种像素颜色的表述方法，下面的计算方法处用RGB表述来举例说明)

3.对每个像素的数值进行计算，具体如下：

根据左右眼配置参数，调整图像的色彩强度，使左右眼接收的图像色彩强度形成差异。其具体过程为通过对图像进行像素级别计算，以使图像根据不同参数呈现出不同的色彩效果，方法如下：

输入参数为该左右两眼的信息强度参数百分比P([0，1]范围)

其特征为当P为1时，图像具有原始的色彩呈现，当P为0时，图像呈现为灰度图像，P为中间值变化时，图像的效果变化呈线性变化关系。

本方法采用像素级别的映射方式进行图像的色彩弱化处理，以图像的RGB颜色空间模型为例进行描述，(其他模型如HSV等，表述方法不同，但是其数学计算本质类似)。

对于图像的每个像素获取其RGB值，并将其替换为响应的映射值，符合以上特征的具体图像灰化的像素处理方法有多种计算方式，典型映射方法例子如下(但不仅含):

(R,G,B)->(R*P+(R+G+B)/3*(1-P),G*P+(R+G+B)/3*(1-P),B*P+(R+G+B)/3*(1-P))。

根据左右眼配置参数，调整图像的明暗强度，使左右眼接收的图像明暗强度形成差异。其具体过程为通过对图像进行像素级别计算，以使图像根据不同参数呈现出不同的亮度效果，方法如下：

输入参数为该左右两眼的信息强度参数百分比P([0，1]范围)

其特征为当P为1时，图像具有原始的色彩呈现，当P为0时，图像呈现为纯黑图像，P为中间值变化时，图像的效果变化呈线性变化关系。

本方法采用像素级别的映射方式进行图像的色彩弱化处理，以图像的RGB颜色空间模型为例进行描述，(其他模型如HSV等，表述方法不同，但是其数学计算本质类似)；

对于图像的每个像素获取其RGB值，并将其替换为响应的映射值，符合以上特征的具体图像暗化的像素处理方法有多种计算方式，典型映射方法例子如下(但不仅含):

(R,G,B)->(R*P,G*P,B*P)。

实施例2对比度的单独调节

具体步骤如下：

1.获取眼睛参数

2.获取图像的每个像素点数值

3.对每个像素的数值进行计算，具体如下：

根据左右眼配置参数，调整图像的对比度强度，使左右眼接收的图像明暗强度形成差异。其具体过程为通过对图像进行像素级别计算，以使图像根据不同参数呈现出不同的亮度效果，方法如下：

输入参数为该左右两眼的信息强度参数百分比P([0，1]范围)

其特征为利用P值来重新分布图像的色域，P值越大图像的颜色对比度越明显，P值越小图像的颜色范围以及像素间差异对应缩小。当P为1时，图像具有原始的色彩呈现，当P为0时，图像呈现为灰色图像，P为中间值变化时，图像的效果变化呈线性变化关系。

本方法采用像素级别的映射方式进行图像的对比弱化处理，以图像的RGB颜色空间模型为例进行描述，(其他模型如HSV等，表述方法不同，但是其数学计算本质类似)

对于图像的每个像素获取其RGB值，并将其替换为响应的映射值，符合以上特征的具体图像对比弱化的像素处理方法有多种计算方式，典型映射方法例子如下(但不仅含):

(R,G,B)->((R+Max*(1-P))/2,(G+Max*(1-P))/2,(B+Max*(1-P))/2)

其中Max值为RGB的最大取值上限，归一化后可视为1。

实施例3图像大小的单独调节

具体步骤如下：

1.获取眼睛参数

2.获取图像的每个像素点数值

3.对每个像素的数值进行计算，具体如下：

根据左右眼配置参数，调整图像的大小，使左右眼接收的图像大小形成差异。

输入参数为该左右两眼的信息强度参数百分比P([0，1]范围)

其特征为P值越大图像面积越大，P值越小图像面积越小。当P为1时，图像具有原始的大小呈现，当P为0时，图像面积为0，P为中间值变化时，图像的效果变化呈线性变化关系。

本方法采用插值方法进行图像的缩放计算，其过程如下：

通过比例重新计算缩放后图片的大小(长与宽)；

计算目标图片中每个像素在源图片中的对应坐标；

根据像素坐标进行，目标图片像素色彩的插值计算(如邻近插值，双线插值等等)；

输出目标图像。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的遮蔽装置和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于治疗弱视的3D图像系统，其特征在于，所述3D图像系统包括显示屏，凸透镜镜片和输出在显示屏上的左视差图像和右视差图像；其中左视差图像和右视差图像在显示屏上平分，左视差图像和右视差图像成轴对称分布；

所述3D图像在终端播放时，对所述左视差图像和右视差图像的参数进行单独调节，其中一个图像的参数调节不影响另一个图像的参数；

根据左右眼参数设定进行可配置的内容遮蔽处理，包括以下步骤：

步骤1，复制图片内容为左右眼两份；

步骤2，将左右眼参数映射成左右两份内容的遮蔽百分比P1，P2,其中双眼遮蔽的内容之和P1+P2<100％；

步骤3，获取图片像素总和X，根据配置计算马赛克的单位大小,m*n像素方块为一个基础单位；

步骤4，随机挑选Y个基础单位作为马赛克方块，使马赛克总像素Y*m*n＝X*(P1+P2)；

步骤5，根据P1：P2值按比例将选中遮蔽方块随机分配给左右双眼的图像；步骤6，针对方块内容，可使用步骤3中的方式进行弱化处理。

2.根据权利要求1所述的用于治疗弱视的3D图像系统，其特征在于，所述参数通过触摸屏，旋钮或按键,或者以蓝牙方式连接遥控装置进行调节。

3.一种治疗弱视的装置，其特征在于，所述装置包括穿戴式设备，所述设备中3D图像系统包括显示屏，凸透镜镜片和输出在显示屏上的左视差图像和右视差图像；其中左视差图像和右视差图像在显示屏上平分，左视差图像和右视差图像成轴对称分布；

所述3D图像在终端播放时，对所述左视差图像和右视差图像的参数进行单独调节，其中一个图像的参数调节不影响另一个图像的参数；

根据左右眼参数设定进行可配置的内容遮蔽处理，包括以下步骤：

步骤1，复制图片内容为左右眼两份；

步骤2，将左右眼参数映射成左右两份内容的遮蔽百分比P1，P2,其中双眼遮蔽的内容之和P1+P2<100％；

步骤3，获取图片像素总和X，根据配置计算马赛克的单位大小,m*n像素方块为一个基础单位；

步骤4，随机挑选Y个基础单位作为马赛克方块，使马赛克总像素Y*m*n＝X*(P1+P2)；

步骤5，根据P1：P2值按比例将选中遮蔽方块随机分配给左右双眼的图像；步骤6，针对方块内容，可使用步骤3中的方式进行弱化处理。