CN108567404A - 一种青少年眼睛假性近视部分的测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种青少年眼睛假性近视部分的测量系统，所述摄像头用于获取消费者三次面部图像；所述图形处理计算模块用于计算出三次面部图像对应的虹膜的像上直径，并分别计算出三次视距和三次屈光度，根据第一次的屈光度判断是否佩戴正球镜，根据第二次屈光度和第三次屈光度的数值计算出假性近视屈光度。本发明中，眼睛的真性近视部分和假性近视部分可由用户自行操作并完成测量，也可以由用户的朋友、亲人进行操作，避免了传统测量过程中消费者的主观因素的影响，简化了测量过程，使每个消费者都可以随时、随地掌握眼睛状态的变化，从而使消费者可以采用软件提供的饮食、生活等方面的建议进行眼睛的保健。

Description

一种青少年眼睛假性近视部分的测量系统及方法

技术领域

本发明属于青少年眼睛假性近视部分检测技术领域，尤其是一种青少年眼睛假性近视部分的测量系统及方法。

背景技术

假性近视从实质上说不是近视，可能是正视，也可能是轻度远视，但临床上表现为近视状态，其实质上是一种调节功能痉挛的状态，假性近视主要由长时间不科学用眼、眼营养缺乏、受到光色刺激过多等原因造成，在青少年人群中为高发疾病，主要表现为：在看近处物体时，由于使用调节的程度过强和持续的时间太长，在进行长时间的读写后转为看远时，不能很快把调节放松，即调节反应时间较正常者延长，久而久之，不知不觉中会使眼睛的调节异常紧张，睫状肌长期处于收缩痉挛状态，最后失去了调节性，远方视力下降。

青少年出现近视情况时，需要到医院进行检查，而医院一般要求进行散瞳，即通过睫状肌麻痹剂使控制瞳孔收缩的肌肉麻痹，从而瞳孔散大，以避免调节功能对近视屈光度测量的干扰，但在实际使用中发现，用托比酰胺快速散瞳时需要一小时内点药4～6次，恢复期需要6小时，用阿托品慢速散瞳时需要点药3～5天，恢复期需要21天左右，散瞳后眼睛会出现视物模糊、怕光的现象，家长必须注意青少年在恢复期内的用眼卫生，否则极易出现眼部的伤害，导致视力下降。

在假性近视的治疗时，较常使用雾视法，即在做功课、阅读及看电脑时，配戴一幅正球镜，即俗称的老花眼镜，令眼睛在看近物时，也像是在看远景般感觉舒服自然，保持松驰状态，以减轻眼睛的负担，眼睛也不会像以前般疲累，当观看远物时，就可戴上负镜，以让视力恢愎清晰。但雾视法中的近雾视法和远雾视法在操作时需要专业的人员进行指导，否则极易出现视力损害的危害，比如：雾视法会引起外隐斜甚至外斜视。

综上所述，散瞳需要使用验光仪等专用设备进行验光，并且提前使用药物进行眼部处理，验光时由经验丰富的验光师进行镜片的调配，否则无法实现合适近视度数眼镜的配制。上述验光仪价格昂贵，无法普及，不具备便携性，只能在医院使用且专业性强，普通用户无法经常性的进行眼镜的测试，同时散瞳后如果不注意保护，会对眼部造成伤害。雾视法也需要在医院进行并且需要专业人员的指导，而且极易出现外斜视的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供操作简便、无需复杂验光设备、无需专业知识即可以随时、随地了解青少年假性近视部分的一种青少年眼睛假性近视部分的测量系统。

本发明采取的技术方案是：

一种青少年眼睛假性近视部分的测量系统，其特征在于：包括摄像头和图形处理计算模块；

所述摄像头用于获取消费者三次面部图像；

所述图形处理计算模块用于计算出三次面部图像对应的虹膜的像上直径，并分别计算出三次视距和三次屈光度，根据第一次的屈光度判断是否佩戴正球镜，根据第二次屈光度和第三次屈光度的数值计算出假性近视屈光度。

本发明的另一个目的是提供一种青少年眼睛假性近视部分的测量系统的测量方法，其特征在于：测量过程包括以下步骤：

⑴使带有摄像头的终端与消费者的面部相互靠近，消费者单眼裸眼观察终端设置的视标，当消费者刚刚看到清晰的视标时，摄像头获取消费者的面部图像；

⑵计算出面部图像中虹膜的像上直径，根据虹膜的像上直径计算出人眼至屏幕的视距；

⑶根据面部图像对应的视距计算出对应的屈光度；

⑷判断是否佩戴正球镜，进入下一步骤；

⑸重复步骤⑴～⑶，计算出第二次的视距和第二次的屈光度；

⑹使终端在第二次的视距基础上远离消费者的面部一段距离，保持终端位置不变；

⑺消费者观察终端设置的视标，并尽量放松眼睛使视标清晰，保持一段时间；

⑻重复步骤⑴～⑶，计算出第三次的视距和第三次的屈光度；

⑼假性近视屈光度为第二次的屈光度与第三次的屈光度的差值。

而且，所述消费者的真性近视屈光度为步骤⑶所述的屈光度与步骤⑼所述差值之间相减的结果。

而且，所述视距为消费者单眼的虹膜中心到视标的距离，通过曲线查值法得到；

建立曲线的过程是：

⑴预先制作消费者面部图像的虹膜的像上直径和实际测量的视距之间的样本表，由像上直径与消费者面部图像宽度的比值求出比例尺；

⑵建立实际测量的视距为横坐标、比例尺为纵坐标的坐标系；

⑶根据样本表在坐标系内绘制曲线。

而且，查值的过程是：

⑴用计算出的像上直径除以人的脸部图像的宽度得出比例尺的数值；

⑵根据比例尺的数值在曲线上查找横坐标对应的视距的数值。

而且，所述视距为消费者单眼的虹膜中心到视标的距离，通过公式计算法得到；

所述公式计算法使用如下公式：

其中，Y为距离，K取值为1.5±0.2，W为面部图像宽度的像素值，D为虹膜的像上直径。

而且，所述虹膜的像上直径的计算过程包括以下步骤：

⑴对面部图像进行颜色空间转换处理，获得灰度图像；

⑵对步骤⑴的结果进行直方图均衡化处理；

⑶对步骤⑵的结果进行人眼区域的分类器定位；

⑷对步骤⑶的结果进行二值化处理；

⑸对步骤⑷的结果进行霍夫圆变换处理，得出虹膜中心及虹膜的像上直径。

而且，步骤⑷所述判断是否佩戴正球镜的步骤是：当步骤⑶的屈光度大于-3D时，则判断消费者需要佩戴+3D的正球镜；当步骤⑶的屈光度小于-3D时，则判断消费者不需要佩戴+3D的正球镜。

而且，步骤⑹所述一段距离为2～5厘米，步骤⑺所述一段时间为8～20分钟。

本发明的优点和积极效果是：

1.本系统中，消费者仅需一部带有前置摄像头和网络连接功能的手机、平板电脑等终端，通过操作完成多次脸部图像获取，再由软件完成计算处理，最终在显示屏上显示出假性近视部分的数值以及真性近视部分的数值和下一步保健的操作方法、饮食菜谱等指导信息，消费者无需购买昂贵的验光设备，也无需经过专业的验光培训，可随时随地了解自身眼睛的状态。

2.本系统中，消费者在工作、生活、购物、排队等任何环境中都可以进行测量，只要光照度足够摄像头获取脸部图像以及处于网络环境中，就可以完成单次测量或多次平均测量，测量步骤简便、自动化程度高、测量效率高，改变了传统测量时大部分时间花费在验光、散瞳以及观察视力表的情况。

3.本系统中，消费者可以在不同的时间、不同的地点进行测量，避免了测量过程中，消费者只能在医院等具有专业测量设备、专业人员的场所中完成测量的问题，也避免了消费者单次测量而产生的误差，消费者可在眼睛处于不同疲劳状态时进行多次测量，由软件进行统计计算，得出平均值，该平均值更能清楚的描述眼睛的状态。

4.本发明中，眼睛的真性近视部分和假性近视部分可由用户自行操作并完成测量，也可以由用户的朋友、亲人进行操作，甚至医生、验光师也可以使用，避免了传统测量过程中消费者的主观因素的影响，简化了测量过程，使每个消费者都可以随时、随地掌握眼睛状态的变化，从而使消费者可以采用软件提供的饮食、生活等方面的建议进行眼睛的保健，解决了现有技术中操作不便、专业性强等的诸多问题和缺陷。

附图说明

图1(a)、(b)分别是本发明的脸部图像的视距的测试原理图，分别为平直和稍微倾斜两种情况；

图2是预先测量的部分样本表；

图3是根据图2样本绘制的视距与比例尺关系的曲线；

图4是根据图2样本绘制的视距与虹膜的像上直径关系的曲线；

图5为视标的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

一种青少年眼睛假性近视部分的测量系统，如图1～5所示，本发明的创新在于：包括摄像头和图形处理计算模块；

所述摄像头用于获取消费者三次面部图像；

所述图形处理计算模块用于计算出三次面部图像对应的虹膜的像上直径，并分别计算出三次视距和三次屈光度，根据第一次的屈光度判断是否佩戴正球镜，根据第二次屈光度和第三次屈光度的数值计算出假性近视屈光度。

上述青少年眼睛假性近视部分的测量系统的测量方法是：测量过程包括以下步骤：

⑴使带有摄像头的终端与消费者的面部相互靠近，消费者单眼裸眼观察终端设置的视标，当消费者刚刚看到清晰的视标时，摄像头获取消费者的面部图像；

⑵计算出面部图像中虹膜的像上直径，根据虹膜的像上直径计算出人眼至屏幕的视距；

⑶根据面部图像对应的视距计算出对应的屈光度；

⑷判断是否佩戴正球镜，进入下一步骤；

⑸重复步骤⑴～⑶，计算出第二次的视距和第二次的屈光度；

⑹使终端在第二次的视距基础上远离消费者的面部一段距离，保持终端位置不变；

⑺消费者观察终端设置的视标，并尽量放松眼睛使视标清晰，保持一段时间；

⑻重复步骤⑴～⑶，计算出第三次的视距和第三次的屈光度；

⑼假性近视屈光度为第二次的屈光度与第三次的屈光度的差值。

上述使带有摄像头的终端与消费者的面部相互靠近是指：1.带有摄像头的终端移动并由远及近的靠近消费者的面部；2.消费者移动并使其面部由远及近的靠近带有摄像头的终端；3.二者相向运动并二者之间由较大的距离逐渐相互靠近。

上述单眼是指，每次测量时只有一只眼睁开，另外一只眼被遮挡，比如左眼测量，遮挡右眼等，两只眼均保持睁开状态，待测的单眼不要佩戴美瞳等影响测量的装具。

终端可以是智能手机、平板电脑，甚至可以是普通摄像头，智能手机、平板电脑将屏幕朝向消费者的脸部，在其屏幕中显示一个视标，这个视标可以是一个图形、一个符号或如图5所示的标准视力表中的英文字母E等，消费者可以点击屏幕上的按钮、快捷拍照键进行面部图像的获取。而普通摄像头可以连接电脑，在摄像头上粘贴一个纸板，其上绘制、粘贴有图形、符号或字母E等，摄像头获取的面部图像被采集到电脑中，这样也可以实现视标的作用。上述视标优选为标准视力表中的英文字母E，其共有三个，分布位置如图5所示，且应该尽可能的靠近摄像头的位置，E的绘制规范见《标准对数视力表(GB-11533-2011)》3.1节。

另外，在单眼测量时，单眼要基本正视终端屏幕或纸板上的视标，当然有一定的水平、竖直的偏移也不会影响测量结果，测量环境中的外部光线强度要达到300lux，屏幕亮度达到200(cd/m2),否则会对结果有些许影响。(见《标准对数视力表(GB-11533-2011)》5.3节)。

终端移动可以通过不同的方式实现，包括：由消费者手持终端进行移动的方式、由其他人手持终端进行移动的方式或由移动设备夹持终端进行移动的方式，甚至终端固定而消费者自行移动的方式也是可以的，这四种方式中的任意一种方式均可以实现由远及近的效果，当然，越稳定、越匀速的移动更有利于测量的准确性和快捷性。

由于人类虹膜在出生18个月以后形态上就会稳定，并且人与人之间实际虹膜直径的公差范围很小(±0.5mm)，所以基于虹膜直径求出的视距与屈光度适用于几乎所有的年龄段人群。所以本方法具有普遍的适用性。

上述远点面部图像、近点面部图像的虹膜的像上直径的处理过程包括以下步骤：

⑴对面部图像进行颜色空间转换处理，获得灰度图像；颜色空间转换用于将获取的圆点棉布图像和近点面部图像进行处理，将其转换为灰度图像，比如：使用Opencv里的颜色空间转换函数void cvCvtColor(const CvArr*src,CvArr*dst,int code)，可以实现RGB颜色向HSV,HSI等颜色空间的转换，也可以转换为灰度图像。

参数说明：

src输入的8-比特单信道图像；

dst输出的图像与输入图像大小与数据类型相同；

code：色彩空间转换的模式，该code来实现不同类型的颜色空间转换。

⑵对步骤⑴的结果进行直方图均衡化处理；直方图均衡化则通过使用累积函数对灰度值进行调整以实现对比度的增强，比如：使用Opencv里的直方图均衡化函数voidcvEqualizeHist(const CvArr*src,CvArr*dst)。

参数说明：

src输入的8-比特单信道图像；

dst输出的图像与输入图像大小与数据类型相同。

⑶对步骤⑵的结果进行人眼区域的分类器定位；利用已经训练好的眼睛分类器定位到人眼区域，获取单个眼睛的区域图像。比如：使用Opencv里的应用于眼睛的分类器“haarcascade_mcs_eyepair_big”，“haarcascade_mcs_eyepair_small”，“haarcascade_mcs_lefteye”，“haarcascade_mcs_righteye”，“haarcascade_eye_tree_eyeglasses”。

双眼调用库1和库2，单眼图像调用库3和库4，实例化分类器类CascadeClassifier后调用CascadeClassifier下的void load(string filename)。

detectMultiScale函数参数说明：

objects—检测得到的矩形；

rejectLevels—如果不符合特征的矩形，返回级联分类器中符合的强分类器数；

levelWeights—滑动窗口每次移动的距离。它必须是块移动的整数倍；

scaleFactor—图像缩放因子；

minNeighbors—表示构成检测目标的相邻矩形的最小个数；

flags—阈值，即校正系数；

minObjectSize和maxObjectSize—最小和最大检测窗口大小，minSize和maxSize用来限制得到的目标区域的范围。

load函数参数说明：

string filename:haarcascade_mcs_eyepair_big.Xml等库的路径。

⑷对步骤⑶中的单个眼睛的区域图像进行二值化处理；将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的只有黑和白的视觉效果，标记出虹膜的大致轮廓。比如：使用Opencv里的cvThreshold函数对单通道数组应用固定阈值操作，即对灰度图像进行阈值操作得到二值图像，或者是去掉噪声，例如过滤很小或很大像素值的图像点。

本函数支持的对图像取阈值的方法由threshold_type确定。

void cvThreshold(const CvArr*src,CvArr*dst,double threshold,doublemax_value,int threshold_type)

参数说明：

src：单信道图像；

dst：输出数组，必须与src的类型一致，单信道图像；

threshold：阈值；

max_value：使用CV_THRESH_BINARY和CV_THRESH_BINARY_INV的最大值；

threshold_type：阈值类型。

⑸对步骤⑷的单个眼睛的区域图像进行霍夫圆变换处理，得出虹膜中心及虹膜的像上直径。在眼睛区域匹配出最佳圆，圆的直径就是虹膜像上直径，圆心即为虹膜中心。

比如：使用Opencv里的cvHoughCircles函数，

CvSeq*cvHoughCircles(CvArr*image,void*circle_storage,int method,double dp,double min_dist,double param1,double param2,int min_radius,int max_radius)

参数说明：

image:输入8bit(灰度)图像，其内容可被函数所改变；

circle_storage:检测到的圆存储仓,可以是内存存储仓；

method:Hough变换方式；

dp:寻找圆弧圆心的累计分辨率；

min_dist:该参数是让算法能明显区分的两个不同圆之间的最小距离；

param1:用于Canny的边缘阀值上限，下限被置为上限的一半；

param2:累加器的阀值；

min_radius:最小圆半径；

max_radius:最大圆半径。

OpenCV的全称是:Open Source Computer Vision Library，OpenCV是一个基于(开源)发行的跨平台计算机视觉库，可以运行在Linux、Windows和Mac OS操作系统上，具有轻量级且高效的优点，其由一系列C函数和少量C++类构成，同时提供了Python、Ruby、MATLAB等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。当然，除了OpenCV以外，还可以使用类似的具有相同功能的函数、库、开发包等实现功能。

远点面部图像对应的视距以及近点面部图像对应的视距均为消费者单眼的虹膜中心到视标的垂直距离，均可以通过曲线查值法或公式计算法得到。无论是曲线查值法，还是公式计算法，图2的样本表均为随机测量的数值，即视距Y可能是远点的视距、近点的视距或任意位置的视距。

曲线查值法是：

预先拍摄各距离下面部图像、计算出虹膜的像上直径，然后使用激光、红外等测距设备进行实地测量，取得每个像上直径对应的视距，见图2中的样本表，表中的视距Y由10～55厘米，对应的像上直径D为291～52，该像上直径为像素值，面部图像的像素统一为1944*2592，前者为宽度W，后者为高度H，比例尺为R＝D/W。

如果样本足够多，可以根据表中的Y、R进行曲线的绘制，得出的结果见图3，横坐标为视距Y，纵坐标为比例尺R。

公式计算法是：

以表2的样本表为数据源，绘制的曲线见图4，横坐标为视距Y，纵坐标为像上直径D，根据Y与D的曲线进行公式拟合，得到

Y为视距，K取值为1.5±0.2，W为面部图像宽度的像素值，D为虹膜的像上直径。

无论通过上述哪种方法获取面部图像的视距后，进行屈光度的计算，视距单位为米。

屈光度的计算公式是：

屈光度＝-(1/面部图像对应的视距)

测试过程中，通过红外、激光、超声波等多种外部设备进行视距尺寸验证，误差很小，基本在1～2％，可见，本发明计算出的视距已经很准确，尽管存在误差，但对于后续的屈光度计算时，完全可以忽略不计。

无论通过上述哪种方法获取面部图像视距后，第一、二、三次屈光度的计算公式是：步骤⑶中的第一次的屈光度＝-1/(步骤⑵的第一次的视距)，步骤⑸中的第二次的屈光度＝-1/(步骤⑸的第二次的视距)，步骤⑻中的第三次的屈光度＝-1/(步骤⑻的第三次的视距)。

步骤⑷所述判断是否佩戴正球镜的步骤是：当步骤⑶的屈光度大于-3D时，则判断消费者需要佩戴+3D的正球镜；当步骤⑶的屈光度小于-3D时，则判断消费者不需要佩戴+3D的正球镜。

假性近视屈光度＝-(1/(步骤⑸的第二次的视距)-1/(步骤⑻的第三次的视距))；

真性近视屈光度＝第一次的屈光度-假性近视屈光度。

实施例1

某消费者8岁，身高120厘米，男性，处在室外自然光中，使用手机为Iphone，遮挡右眼，家长手持手机对其进行左眼的假性近视测量，移动过程中大致保持手机匀速，左眼观察的视线大致和屏幕垂直。

在手机屏幕显示的图片靠近摄像头的位置处为E标区，终端由远及近的移动手机，当消费者刚刚看清晰E标时，按下拍照键获取第一次的面部图像，消费者点击存储键后，再点击计算按键。

使用OpenCV进行计算：

⑴对面部图像进行颜色空间转换处理，获得灰度图像；

⑵对步骤⑴的结果进行直方图均衡化处理；

⑶对步骤⑵的结果进行人眼区域的分类器定位；

⑷对步骤⑶的结果进行二值化处理；

⑸对步骤⑷的结果进行霍夫圆变换处理，得出第一次的虹膜的像上直径的像素值为37pix。

第一次测得面部图像的像素宽度为960pix，带入公式①计算，得到：

计算出第一次的屈光度为-2.5D，该数值大于-3D，需要佩戴+3D的正球镜，戴上正球镜后，重复由远及近的靠近消费者的面部，获取第二次的面部图像，计算出第二次的视距和第二次的屈光度，具体是：

第二次虹膜的像上直径为80像素，第二次的面部图像宽度为960pix，带入公式得到：第二次的视距为0.18m，第二次的屈光度为-5.55D≈-5.5D。

在第二次的视距基础上远离消费者的面部2～5厘米，此时视标完全模糊，保持终端位置不变，让消费者继续观察终端设置的视标，并尽量放松眼睛使视标清晰，保持10分钟。

重复由远及近的靠近消费者的面部，获取第三次的面部图像，计算出第三次的视距和第三次的屈光度，具体是：

第三次虹膜的像上直径为69像素，第三次的面部图像宽度为960pix，带入公式得到：第三次视距为0.208m，第三次的屈光度为–4.8D。

假性近视屈光度＝第二次的屈光度-第三次的屈光度)＝-0.7D；

真性近视屈光度＝第一次的屈光度-假性近视屈光度＝-1.8D。

经过对消费者的慢速散瞳检验，左眼为近视-1.75d，与软件处理结果基本相同。得出结论是：该青少年消费者近视度数较低，应注意用眼卫生，手机给出了近期饮食上的健康食谱和保健方法，具体是：健康食谱包括富含叶黄素的玉米、菠菜、南瓜灯蔬菜以及芒果、猕猴桃、橙子等水果；保健方法包括远方绿色植物凝视法、晶体操、按摩推拿法等方法。

该青少年消费者每隔3个月进行一次假性近视测量，期间按照手机的提示，坚持健康食谱和保健方法，再次测量时，度数基本维持在-1.75d，手机根据该消费者每两次间隔的测量变化给出更进一步的指导意见，使该消费者形成了良好的用眼卫生习惯，近视度数保持不变。

实施例2

某消费者13岁，身高158厘米，女性，处在室内照明光中，使用手机为Iphone，站在窗前，遮挡左眼，家长手持手机对其进行右眼的假性近视测量，移动过程中大致保持手机匀速，右眼观察的视线大致和屏幕垂直。

在手机屏幕显示的图片靠近摄像头的位置处为五角星视标区，终端由远及近的移动手机，当消费者刚刚看清晰E标时，按下拍照键获取第一次的面部图像，消费者点击存储键后，再点击计算按键。

第一次的虹膜的像上直径的像素值为174pix，第一次测得面部图像的宽度像素为宽度为1944pix，带入公式①计算，得到：

计算出第一次的屈光度为-6.0D，该数值小于-3D，不需要佩戴+3D的正球镜，重复由远及近的靠近消费者的面部，获取第二次的面部图像，计算出第二次的视距和第二次的屈光度，具体是：第二次虹膜的像上直径、第二次的面部图像宽度、第二次的视距和第二次的屈光度与第一次的对应数据均相同，第二次的屈光度为-6.0D。

在第二次的视距基础上远离消费者的面部2～5厘米，此时视标完全模糊，保持终端位置不变，让消费者继续观察终端设置的视标，并尽量放松眼睛使视标清晰，保持20分钟。

重复由远及近的靠近消费者的面部，获取第三次的面部图像，计算出第三次的视距和第三次的屈光度，进行三次测量并求取第三次的视距的平均值：

表1：多次测量的数据

第三次的平均视距为0.19m，第三次的屈光度为-5.25D。

假性近视屈光度＝第二次的屈光度-第三次的屈光度)＝-0.75D；

真性近视屈光度＝第一次的屈光度-假性近视屈光度＝-5.25D。

经过对消费者的慢速散瞳检验，右眼为近视-5.25d，与软件处理结果基本相同。得出结论是：该青少年消费者近视度数较高，应注意用眼卫生，手机给出了近期饮食上的健康食谱和保健方法，具体是：健康食谱包括富含叶黄素的玉米、菠菜、南瓜灯蔬菜以及芒果、猕猴桃、橙子等水果；保健方法包括远方绿色植物凝视法、晶体操、按摩推拿法等方法。

该青少年消费者每隔3个月进行一次假性近视测量，期间按照手机的提示，坚持健康食谱和保健方法，再次测量时，度数基本维持在-5.25D，手机根据该消费者每两次间隔的测量变化给出更进一步的指导意见，使该消费者形成了良好的用眼卫生习惯，近视度数保持不变。

实施例3

某消费者11岁，身高160厘米，男性，处在室外自然光中，使用手机为三星，遮挡右眼，家长手持手机对其进行左眼的假性近视测量，移动过程中大致保持手机匀速，左眼观察的视线大致和屏幕垂直。

在手机屏幕显示的图片靠近摄像头的位置处为E标区，终端由远及近的移动手机，当消费者刚刚看清晰E标时，按下拍照键获取第一次的面部图像，消费者点击存储键后，再点击计算按键。

第一次的虹膜的像上直径的像素值为51pix，第一次测得面部图像的宽度像素为宽度为1932pix，带入公式①计算，得到：

计算出第一次的屈光度为-1.75D，该数值大于-3D，需要佩戴+3D的正球镜，戴上正球镜后，重复由远及近的靠近消费者的面部，获取第二次的面部图像，计算出第二次的视距和第二次的屈光度，具体是：

第二次虹膜的像上直径为138像素，第二次的面部图像宽度为1932pix，带入公式得到：第二次的视距为0.21m，第二次的屈光度为-4.76D≈-4.75D。

在第二次的视距基础上远离消费者的面部2～5厘米，此时视标完全模糊，保持终端位置不变，让消费者继续观察终端设置的视标，并尽量放松眼睛使视标清晰，保持10分钟。

第三次虹膜的像上直径为88像素，第三次的面部图像宽度为960pix，带入公式得到：第三次视距为0.33m，第三次的屈光度为–3D。

假性近视屈光度＝第二次的屈光度-第三次的屈光度)＝-1.75D；

真性近视屈光度＝第一次的屈光度-假性近视屈光度＝0D。

经过对消费者的慢速散瞳检验，左眼并无近视，与软件处理结果基本相同。得出结论是：该青少年消费者为假性近视，应注意用眼卫生，手机给出了近期饮食上的健康食谱和保健方法，具体是：健康食谱包括富含叶黄素的玉米、菠菜、南瓜灯蔬菜以及芒果、猕猴桃、橙子等水果；保健方法包括远方绿色植物凝视法、晶体操、按摩推拿法等方法。

该青少年消费者每隔3个月进行一次假性近视测量，期间按照手机的提示，坚持健康食谱和保健方法，再次测量时，度数并未增加，手机根据该消费者每两次间隔的测量变化给出更进一步的指导意见，使该消费者形成了良好的用眼卫生习惯，近视度数不再增加。

Claims (10)

1.一种青少年眼睛假性近视部分的测量系统，其特征在于：包括摄像头和图形处理计算模块；

所述摄像头用于获取消费者三次面部图像；

所述图形处理计算模块用于计算出三次面部图像对应的虹膜的像上直径，并分别计算出三次视距和三次屈光度，根据第一次的屈光度判断是否佩戴正球镜，根据第二次屈光度和第三次屈光度的数值计算出假性近视屈光度。

2.根据权利要求1所述的一种青少年眼睛假性近视部分的测量系统的测量方法，其特征在于：测量过程包括以下步骤：

⑴使带有摄像头的终端与消费者的面部相互靠近，消费者单眼裸眼观察终端设置的视标，当消费者刚刚看到清晰的视标时，摄像头获取消费者的面部图像；

⑵计算出面部图像中虹膜的像上直径，根据虹膜的像上直径计算出人眼至屏幕的视距；

⑶根据面部图像对应的视距计算出对应的屈光度；

⑷判断是否佩戴正球镜，进入下一步骤；

⑸重复步骤⑴～⑶，计算出第二次的视距和第二次的屈光度；

⑹使终端在第二次的视距基础上远离消费者的面部一段距离，保持终端位置不变；

⑺消费者观察终端设置的视标，并尽量放松眼睛使视标清晰，保持一段时间；

⑻重复步骤⑴～⑶，计算出第三次的视距和第三次的屈光度；

⑼假性近视屈光度为第二次的屈光度与第三次的屈光度的差值。

3.根据权利要求2所述的一种青少年眼睛假性近视部分的测量方法，其特征在于：所述消费者的真性近视屈光度为步骤⑶所述的屈光度与步骤⑼所述差值之间相减的结果。

4.根据权利要求3所述的一种青少年眼睛假性近视部分的测量方法，其特征在于：所述视距为消费者单眼的虹膜中心到视标的距离，通过曲线查值法得到；

建立曲线的过程是：

⑴预先制作消费者面部图像的虹膜的像上直径和实际测量的视距之间的样本表，由像上直径与消费者面部图像宽度的比值求出比例尺；

⑵建立实际测量的视距为横坐标、比例尺为纵坐标的坐标系；

⑶根据样本表在坐标系内绘制曲线；

查值的过程是：

⑴用计算出的像上直径除以人的脸部图像的宽度得出比例尺的数值；

⑵根据比例尺的数值在曲线上查找横坐标对应的视距的数值。

5.根据权利要求3所述的一种青少年眼睛假性近视部分的测量方法，其特征在于：所述视距为消费者单眼的虹膜中心到视标的距离，通过公式计算法得到；

所述公式计算法使用如下公式：

其中，Y为距离，K取值为1.5±0.2，W为面部图像宽度的像素值，D为虹膜的像上直径。

6.根据权利要求2～5任意一项所述的一种青少年眼睛假性近视部分的测量方法，其特征在于：所述虹膜的像上直径的计算过程包括以下步骤：

⑴对面部图像进行颜色空间转换处理，获得灰度图像；

⑵对步骤⑴的结果进行直方图均衡化处理；

⑶对步骤⑵的结果进行人眼区域的分类器定位；

⑷对步骤⑶的结果进行二值化处理；

⑸对步骤⑷的结果进行霍夫圆变换处理，得出虹膜中心及虹膜的像上直径。

7.根据权利要求2～5任意一项所述的一种青少年眼睛假性近视部分的测量方法，其特征在于：步骤⑷所述判断是否佩戴正球镜的步骤是：当步骤⑶的屈光度大于-3D时，则判断消费者需要佩戴+3D的正球镜；当步骤⑶的屈光度小于-3D时，则判断消费者不需要佩戴+3D的正球镜。

8.根据权利要求6所述的一种青少年眼睛假性近视部分的测量方法，其特征在于：步骤⑷所述判断是否佩戴正球镜的步骤是：当步骤⑶的屈光度大于-3D时，则判断消费者需要佩戴+3D的正球镜；当步骤⑶的屈光度小于-3D时，则判断消费者不需要佩戴+3D的正球镜。

9.根据权利要求7任意一项所述的一种青少年眼睛假性近视部分的测量方法，其特征在于：步骤⑹所述一段距离为2～5厘米，步骤⑺所述一段时间为8～20分钟。

10.根据权利要求8任意一项所述的一种青少年眼睛假性近视部分的测量方法，其特征在于：步骤⑹所述一段距离为2～5厘米，步骤⑺所述一段时间为8～20分钟。