CN108348150A - 用于评估在预定义亮度条件下个体的视觉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于使用显示图像(1)的屏幕评估在特定亮度条件下个体的视觉的方法，所述图像包括背景(2)以及出现在所述背景(2)上的待辨认的字符(3)。根据本发明的方法的主要特征在于，所述方法包括以下步骤：调整所述图像(1)的背景(2)的亮度的步骤；以及调整出现在所述图像(1)上的待辨别的字符(3)的亮度的步骤，所述两个步骤彼此独立以便获得所述背景(2)与所述字符(3)之间的期望的对比度。

Description

用于评估在预定义亮度条件下个体的视觉的方法
本发明涉及一种用于评估在预定义亮度条件下个体的视觉的方法。
允许评估在特定亮度条件下、特别是当这种亮度低或甚至非常低时个体的视觉的质量的简单测试确实存在。
可以回想到，中间视觉对应于亮度在3cd/m2与10cd/m2之间的场景的视觉，而暗视觉对应于亮度低于0.001cd/m2的场景的视觉。
现有的数字屏幕无法以如此低亮度级调节显示器。具体而言，为了重构夜景的条件，需将屏幕的亮度降低到比制造商目前允许通过其用于参数化屏幕亮度的页面而允许的更低的水平。
目前，用于检查个体的对比度知觉的测试是通过采用待观看的字符的设备进行的，这些字符可能例如由印在透明膜上的文字和/或数字表示。然而，这些设备具有两个局限性：
1-为了使用给定板测试最大数量的对比度，只有几个字符以给定的对比度水平显示，并且可用于测试个体的视觉的各种测试配置受到极大限制；
2-为了补救前面的局限性，必须倍增测试板的数量，以便允许实现可用于评估个体的视觉的多种配置。
这些局限性导致了两个主要缺点，即一方面与测试板的倍增及其制造相关联的附加成本、以及另一方面与测试板的倍增相关联的巨大体积。此外，在涉及到测试板放置在其周围的滚筒的技术中，仍有较小空间用于其他类型的测试。
根据本发明的评估方法允许评估在各自对应于给定亮度对比度的多种配置下个体的视觉，同时避免现有技术的缺点。
本发明的一个主题是一种用于使用呈现图像的屏幕评估在预定义亮度条件下个体的视觉的方法，所述图像包括背景以及出现在所述背景上的待辨认的字符。
根据本发明的评估方法的主要特征在于，所述方法包括以下步骤：
-调整所述图像的背景的亮度的步骤；
-调整出现在所述图像上的所述待辨认的字符的亮度的步骤，所述两个步骤彼此独立以便获得所述背景和所述字符之间的期望的对比度。
这种方法的原理是在所述背景和所述字符之间的期望亮度对比度下使个体观看出现在图像的背景上的各种可见字符。通过分别调整图像的背景的亮度和可见字符的亮度，可以测试在非常多的配置下个体的视觉，每个配置的特征在于字符的亮度与背景的亮度之间的对比度。借助于单独调整背景的亮度和字符的亮度，根据本发明的方法完全适用于评估个体的中间视觉和暗视觉。具体而言，将图像的背景调整至给定的灰度级以获得期望的背景亮度就足够了，然后必要时调节字符的灰度级以便获得字符与图像的背景之间的期望的对比度，并且因此再现代表待观看的夜景的图像。使用传统的计算机，不可能通过变暗图像的背景来测试个体的暗视觉，因为不可能单独调整字符的亮度以使字符可读。相比之下，使用根据本发明的方法，作用于待辨认的字符的特定亮度和背景的特定亮度就足够使代表夜晚配置的、所述字符的亮度与所述背景的亮度之间的对比度出现。在根据本发明的方法中，待辨认的字符和背景可以是灰度的、和/或彩色的。待辨认的字符可以具有任何性质，并且可以例如对应于单独字母或形成文字的字母、数字、数字和字母的混合物、几何图形、分离或混合调色板等。术语“屏幕”是通用的，并且涵盖了能够使具有背景和待辨认的字符的图像出现的任何装置。例如，这样的装置可以由具有灯泡的装置或由计算机屏幕来表示。
有利的是，为了检测夜视，字符的亮度和背景的亮度是可变的。因此，设定背景的亮度、然后调节待辨认的字符的亮度至背景的所述亮度以再现夜景的条件就足够了。
优选地，出现在屏幕上的图像由像素来表征，以所述像素的水平调整图像的背景的亮度和字符的亮度。每个像素可以具有多个灰度级或多种颜色，并且因此允许获得多个不同的亮度。借助于这些许多可能的灰度级和颜色，可以细微地并且因此非常精确地调整背景的亮度和待辨认的字符的亮度。
优选地，调整图像的背景的亮度至相对暗的灰度级以便模拟夜视条件。为了再现夜景的条件，重要的是要符合背景与待辨认的字符之间的特定亮度对比度水平。
有利的是，将背景的亮度调整至给定的灰度级，并且取决于背景的灰度级将字符的亮度调整至某一灰度级，以便控制图像的背景的亮度以及背景与字符之间的显示对比度。以此方式，不仅可以通过调整图像的背景的灰度级来模拟夜景，以便评估个体的中间视觉和暗视觉，而且还可以通过调整字符的灰度级来模拟整个期望的对比度面板。
有利的是，图像的背景和字符是彩色的。因此屏幕可以使图像出现具有可变颜色的背景以及具有它们自己颜色的字符，其可以与背景的颜色不同，或与所述背景的颜色类似但具有不同的强度。
有利的是，根据本发明的评估方法包括评估个体的中间视觉的步骤。调整背景的亮度和待辨认的字符的亮度以便再现在调节后的亮度范围内的可见场景。根据本发明的评估方法特别适用于评估在低亮度级下个体的视觉。
根据本发明评估方法的另一个优选实施例，所述方法包括评估个体的暗视觉的步骤。调整背景的亮度和待辨认的字符的亮度以便再现在调节后的亮度范围内的可见场景。根据本发明的评估方法特别适用于评估在非常低亮度级下个体的视觉，以便模拟夜景的视觉。
本发明的另一个主题是一种用于显示图像以允许实现根据本发明的方法的装置，所述装置包括能够显示包括背景和出现在所述背景上的字符的图像的屏幕。
根据本发明的显示装置的主要特征在于，所述显示装置包括能够独立控制背景的亮度和待辨认的字符的亮度的控制装置。
有利的是，所述图像由像素构成，并且所述控制装置作用于所述像素上以便改变背景的亮度和字符的亮度。
优选地，所述控制装置能够调整每个像素的灰度级或颜色。
优选地，根据本发明的显示装置由能够由期望测试在特定亮度条件下自己的视觉的个体操纵的平板电脑组成。所述平板电脑可以是触摸平板电脑，控制图像的背景的亮度和待辨认的字符的亮度的命令通过按压屏幕上的指示位置而触发。
根据本发明的一种用于评估个体的视觉的方法具有通过具有不同亮度对比度的多个场景测试个体的视觉、而不涉及到难以操纵的笨重设备的优点。此外，所述方法具有不仅特别适用于评估个人的夜视，而且还能够实施涉及到具有预定义亮度对比度的各种灰度级、和/或不同颜色的多种测试的优点。
下面参照以下内容给出了根据本发明的评估方法的一个特定实施例的详细说明：
-图1是允许评估个体的白天视敏度的屏幕的屏幕截图的实例，
-图2是允许评估个体的夜视的屏幕的屏幕截图的第一实例，
-图3是允许评估个体的夜视的屏幕的屏幕截图的第二实例，
-图4是屏幕背景的亮度和待辨认的字符的亮度沿用于实施根据本发明的评估方法的屏幕的x轴的曲线图。
用于显示图像1以便实施根据本发明的允许测试在特定亮度条件下个体的视觉的方法的装置包括能够显示由像素构成的图像的屏幕。可以回想到，通常分解成三个主要组成部分(即红色、绿色、以及蓝色)的颜色与每个像素相关联。因此，每个像素能够在白色与黑色和多种颜色之间产生255个灰度级。这样的显示装置可以采取例如计算机或触摸平板电脑的形式。
通常，一种用于评估在特定亮度条件下个体的视觉的方法通过显示代表具有给定亮度的待观看的场景的至少一个图像1来进行。
因此，参照图1、2、3和4，每个图像1具有特定颜色的背景2、以及具有与所述背景2的颜色不同颜色的待辨认的字符3。这些待辨认的字符3可以以例如数字4、字母5、和/或任何特定几何形状、和/或彩色区的形式出现。
图1展示了由屏幕递送的、并且允许评估个体的白天视敏度的传统图像的实例。为此，这种图像1具有白色背景2和黑色的、采用数字4和多个字母5的形式的多行水平字符3。换句话说，每行包含的字符3都具有相同的大小，两个单独的行包含不同大小的字符。每行包含位于屏幕左侧的数字4、以及一系列五个有规律地间隔开并位于所述数字4的右侧的字母5。不同行的所有数字4都垂直对齐以形成一列。远离图像几米、并且装备有或没有装备具有矫正镜片的镜架的个体试图辨认给定行的所有字符4、5。因此，他可以确定直到哪一行字符4、5他能够毫无困难地阅读所述字符4、5，即他能够毫无困难地阅读的字符最小的行。
当代的屏幕提供了关于用于测试个体的视敏度、更具体地个体看对比度的能力的图像方面的一些可能性。背景2通常保持白色，而待辨认的字符3具有几个灰度级和/或几种颜色，所述背景2和所述字符3的亮度保持统一。关于用当代的屏幕递送的、用于测试在各种亮度条件下个体的视觉的图像的可能性是有限的。
为了测试个体的夜视，无论这是他的中间视觉还是他的暗视觉，如图3所指示，建议使用当代的屏幕来操纵屏幕的传统亮度控件以便统一地使所述屏幕变暗，即，使得图像的背景2和出现在所述背景2上的待辨认的字符3变得更暗。然而，不能充分降低图像1的背景2的亮度至允许实现中间视觉或暗视觉条件。
此外，由于当代的计算机或平板电脑屏幕仅装备有统一地调整图像1的背景2的亮度和待辨认的字符3的亮度的单一亮度控件，因此对于背景2的给定亮度，不允许改变图像1的字符3与背景2之间的相对显示对比度。
根据本发明的用于评估个体的视敏度、和/或在夜间看到对比度或甚至颜色的能力的方法基于独立调整图像的背景2的亮度和待辨认的字符3的亮度的原理。以此方式，通过允许单独调整图像1的背景2的亮度和待辨认的字符3的亮度，根据本发明的方法不仅非常适用于严格且现实地评估个体的夜视，而且还适用于评估在涉及到各种灰度级和/或各种颜色的多种情况下这种类型的视觉。因此，为了通过根据本发明的方法模拟夜景，调整图像的背景2的亮度以便使所述背景2达到特定灰度级，独立于所述背景2的亮度调整待辨认的字符3的亮度，使得背景2与字符3之间的亮度差代表夜景的亮度差。
因此，根据本发明的方法允许在数字屏幕中获得以下功能：
-能够调整图像1的背景2的亮度，而这是使用当代的数字屏幕所不能及的。
通过在灰色背景上而不是在白色背景上显示场景，给出了具有足够低的亮度级的错觉以模拟(中间或暗视)夜视所看到的场景；
更一般地说，允许调整图像1的背景2的亮度，而这是使用当代的数字屏幕所不能及的，并因此可以允许设想除了中间视觉或暗视觉以外的亮度情况。
-能够借助简单的操纵通过调整显示字符3的灰度级或其颜色来连续调整其亮度，以便获得与图像1的背景2的期望的对比度。
因此，根据本发明的用于评估个体的中间视觉或暗视觉的方法包括调整图像1的背景2的亮度以便获得期望的灰度级，然后必要时调整待辨认的字符3的亮度，使得由背景2和字符3形成的整体代表夜景。
在图4的曲线图中总结了根据本发明的评估方法的原理。
曲线10就亮度而言表示随沿着屏幕的x轴的距离而变化的待显示图像。因此，这个正弦曲线的低区11表明存在待辨认的字符3，而高区12表明位于两个连续字符3之间的屏幕空间。曲线13表示图像1的待辨认的字符3的亮度级，其可以根据需要进行调整。曲线14表示图像1的背景2的亮度级，其可以根据需要进行调整。曲线15表示最小亮度级，低于所述最小亮度级，图像1的背景2的亮度不能通过屏幕制造商建议的标准显示亮度调整而降低。根据本发明的方法允许独立地调整曲线13和14，这相当于独立调整图像1的背景2的亮度(这种调整甚至允许降低至低于以标准屏幕亮度调整可能实现的最小值)以及待辨认的字符3的亮度。
借助于图像1的背景2的调整的灵活性和待辨认的字符3的调整的灵活性，根据本发明的方法可以应用于所有当前可用的测试，例如视敏度测试、立体视觉测试、融合测试、颜色测试等。
当代的数字屏幕不允许进行所有这些测试，因为其不仅不可能调整图像1的背景2的亮度至足够低的水平(即低于由曲线15表示的水平)，而且也不可能将图像1的背景2的亮度的调整和待辨认的字符的亮度的调整解除关联，这大大减少了测试配置的数量。
通过单独改变组成图像1的像素的基色(红色、绿色、蓝色)的组成部分，可以调节这种操作来测试用于测量用各种颜色锥体感知的对比度。
此外，通过将图像的背景2的亮度的变化与字符3的亮度的变化组合，因此可以保持期望的对比度水平并且仅使显示的亮度变化到期望的水平。
最后，这种技术相对于色温的调整还允许进行比色法的校准，而且如果设备装备有合适的传感器，还允许自动调整图像的亮度或颜色。

Claims (12)

1.一种用于使用呈现图像(1)的屏幕评估在预定义亮度条件下个体的视觉的方法，所述图像包括背景(2)以及出现在所述背景(2)上的待辨认的字符(3)，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-调整所述图像(1)的所述背景(2)的亮度的步骤；
-调整出现在所述图像(1)中的所述待辨认的字符(3)的亮度的步骤，所述两个步骤彼此独立以便获得所述背景(2)与所述字符(3)之间的期望的对比度。
2.如权利要求1所述的评估方法，其特征在于，为了检测夜视，所述字符(3)的亮度和所述背景(2)的亮度是可变的。
3.如权利要求1和2中任一项所述的评估方法，其特征在于，出现在所述屏幕上的所述图像(1)由像素来表征，并且以所述像素的水平调整所述图像(1)的所述背景(2)的亮度和所述字符(3)的亮度。
4.如权利要求3所述的评估方法，其特征在于，调整所述图像(1)的所述背景(2)的亮度至相对暗的灰度级以便模拟夜视条件。
5.如权利要求3和4中任一项所述的评估方法，其特征在于，将所述背景(2)的亮度调整至给定的灰度级，并且取决于所述背景(2)的灰度级，将所述字符(3)的亮度调整至某一灰度级，以便控制所述图像(1)的所述背景(2)的亮度以及所述背景(2)与所述字符(3)之间的显示对比度。
6.如权利要求3所述的评估方法，其特征在于，所述图像(1)的所述背景(2)和所述字符(3)是彩色的。
7.如权利要求1至6中任一项所述的评估方法，其特征在于，所述方法包括评估个体的中间视觉的步骤。
8.如权利要求1至7中任一项所述的评估方法，其特征在于，所述评估方法包括评估个体的暗视觉的步骤。
9.一种用于显示图像以允许实施如权利要求1至8中任一项所述的方法的装置，所述装置包括能够显示包括背景(2)和出现在所述背景(2)上的字符(3)的图像(1)的屏幕，其特征在于，所述装置包括能够独立控制所述背景(2)的亮度和所述待辨认的字符(3)的亮度的控制装置。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述图像(1)由像素构成，并且所述控制装置作用于所述像素上以便改变所述背景(2)的亮度和所述字符(3)的亮度。
11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述控制装置能够调整每个像素的灰度级或颜色。
12.如权利要求9至11中任一项所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置由能够由期望测试在特定亮度条件下自己的视觉的个体操纵的平板电脑组成。
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