CN109431450A - 一种隐斜视客观检测方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种隐斜视客观检测方法和系统，采用眼位实时监测，测量过程简单，不需要被检测人参与调节，结果客观可靠，检测结果更加可信，检测过程简单快捷。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理与人眼视觉能力检测领域，特别涉及一种隐斜视检测方法和系统。
背景技术
两眼仅有偏斜倾向而能被融合功能所控制，使斜视不显，并保持双眼单视，这种潜在性眼位偏斜，称之隐斜视。隐斜视是一种潜在性眼位偏斜，但能在融合反射控制下保持双眼单视，以强制两眼球保持在正位而不显出偏斜。一旦大脑融合作用遭到阻断(如一眼被遮盖时)或失去控制(如在过度使用目力或精神疲劳时)，眼位偏斜就会表现出来。因此，隐斜视与显斜视之间，只是程度上而不是性质上的区别。
现有隐斜视检测方法：遮盖-去遮盖试验(客观、定性测试)、三棱镜加遮盖法(主观、定量反复换三棱镜测量)、马氏杆加三棱镜法(主观、定量反复换三棱镜测量)、马氏杆加旋转三棱镜法(主观、定量旋转三棱镜一次测量)、Von Graefe检验法(主观、定量三棱镜分离检查法)等，以及对上述方法的一些调整和变形的测量方法。上述方法中只有遮盖-去遮盖试验(定性测试)接近于被检测人客观检验，但受检测人的主观因素影响很大，检测人的视力、注意力、实操能力和经验都会影响实际结果。对于小度数隐斜容易被忽略。是一种粗略的方法，只用于筛选。由此可见，现有隐斜视定量检测方法的特征：主观测量，即要求受试人主动配合进行的测量过程。现有的检测设备：隐斜计、综合验光仪、飞行员特殊视觉检查仪、便携式隐斜计等，隐斜计使用的是马氏杆加旋转三棱镜法，需要暗室和一定距离(如6m或400mm)距离的点光源目标，综合验光仪也需要相应的空间及配套视标。
现有测量方法和设备主要缺点是测量过程为主观测量过程。主观测量带来的问题就是测量带有主观性，受个人心理因素影响较大，因而测量结果值变化范围大。测量过程可能需要反复进行，进而可能进一步加剧心理波动，影响测量结果。因此要求测试人有丰富的经验，对结果进行判断。通常需要反复测量以确认最终结果。
发明内容
本发明提供一种隐斜视客观检测方法和系统，所述系统包括：
被检测人头部定位装置，用于采用额颌定位方式固定被检测人头部；
红外图像采集装置，用于采集被检测人眼部的红外图像；
近红外反射镜，用于透过可见光反射部分红外光，使得被检测人透过所述近红外反射镜观察视靶；
双目隔离装置，用于阻挡被检测人单目或双目观察所述视靶，使得双目处于大脑融合作用遭到阻断的状态；
所述视靶，用于被检测人观察的识别目标，至于被测试人视野中部，并可在被检测人的视野范围内进行位置移动；
图像处理装置，用于根据所述红外图像采集装置采集的被检测人眼部的红外图像进行图像识别处理；
将被检测人的头部定位在所述被检测人头部定位装置上，调整所述被检测人头部定位装置的位置以使得所述被检测人的眼部区域位于所述红外图像采集装置的照射区域内，被检测人眼部透过所述近红外反射镜观察所述视靶，所述红外图像采集装置反射红外光并经过所述近红外反射镜的反射照射在被检测人眼部，在被检测人眼部距离所述视靶的预设距离下利用所述双目隔离装置对被检测人眼部进行单目遮挡或双目遮挡，利用红外图像采集装置实时采集眼部的眼位变化的图像信息，采用所述图像处理装置对所述图像信息的图像识别处理及相关计算以确定被检测人是否符合隐斜视。
作为一种可选的方案，所述红外图像采集装置在第一预设距离时采集被检测人眼部的第一红外图像，以及在第二预设距离时采集被检测人眼部的第二红外图像。
作为一种可选的方案，所述视靶采用十字、圆圈或光点，所述视靶的尺寸小于等于1棱镜度。
作为一种可选的方案，还包括：
暗室，用于提供黑暗测试条件，所述暗室设置在所述近红外反射镜和所述视靶之间。
作为一种可选的方案，所述红外图像采集装置包括红外摄像机和红外光源，所述红外光源采用环形灯照明方式，所述红外光源采用波长在810nm-1000nm之间的近红外光。
作为一种可选的方案，所述双目隔离装置具有不透可见光的第一挡板、第二挡板以及定位移动机构所述第一挡板和所述第二挡板沿水平方向排布设置。可实现单目或双目遮挡，及遮挡移除功能。
作为一种可选的方案，所述第一预设距离为6米，所述第二预设距离为0.4米。
作为一种可选的方案，所述双目隔离装置采用红绿滤光片、偏振片、马氏杆或双目光学虚像系统。
作为一种可选的方案，所述红外图像的眼位信息以瞳孔、虹膜或者眼底作为位置参考。
作为一种可选的方案，当以虹膜作为位置参考时，所述图像处理装置根据像素平移的数据和已知眼睛的直径计算出双目眼位相对的水平眼位移动、竖直眼位移动以及旋转移动的数据。
第二方面，本发明提供一种隐斜视客观检测方法，应用于如上述的隐斜视客观检测系统。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例提供了一种隐斜视客观检测方法及系统，采用眼位实时监测，测量过程简单，不需要被检测人参与调节，结果客观可靠，检测结果更加可信，检测过程简单快捷。
附图说明
图1是本发明提供的隐斜视客观检测系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
结合图1所示，本发明提供一种隐斜视客观检测系统，所述系统包括：
被检测人头部定位装置101，用于采用额颌定位方式固定被检测人头部；
红外图像采集装置102，用于采集被检测人眼部的红外图像；
近红外反射镜103，用于透过可见光反射部分红外光，使得被检测人透过所述近红外反射镜观察视靶；
双目隔离装置104，用于阻挡被检测人单目或双目观察所述视靶，使得双目处于大脑融合作用遭到阻断的状态；
所述视靶105，用于被检测人观察的识别目标，并可在被检测人的视野范围内进行位置移动；
图像处理装置(图中未示出)，用于根据所述红外图像采集装置采集的被检测人眼部的图像进行图像识别处理，图像处理装置可以采用计算机完成图像处理的过程；
将被检测人的头部定位在被检测人头部定位装置101上，调整被检测人头部定位装置101的位置以使得所述被检测人的眼部区域位于红外图像采集装置102的照射区域内，被检测人眼部106透过所述近红外反射镜观察所述视靶105，所述红外图像采集装置102发射红外光并经过所述近红外反射镜103的反射照射在被检测人眼部，在被检测人眼部106距离所述视靶105的预设距离下利用所述双目隔离装置104对被检测人眼部进行单目遮挡或双目遮挡，利用红外图像采集装置102实时采集眼部的眼位变化的图像，所述图像处理装置通过对所述图像的图像识别处理以确定被检测人是否符合隐斜视。
本发明提供的隐斜视客观检测系统，采用眼位实时监测，测量过程简单，不需要被检测人参与调节，结果客观可靠，检测结果更加可信，检测过程简单快捷。
在进行测量时候，可以设定两个位置进行测试，所述红外图像采集装置102在第一预设距离时采集被检测人眼部106的第一红外图像，以及在第二预设距离时采集被检测人眼部106的第二红外图像，所述第一预设距离为6米，所述第二预设距离为0.4米。
作为一种可选的方案，所述视靶105采用十字、圆圈或光点，所述视靶的尺寸小于等于1棱镜度，对此不作限定。
作为一种可选的方案，还包括：
暗室(图中未示出)，用于提供黑暗测试条件，所述暗室设置在所述近红外反射镜和所述视靶之间。
红外图像采集装置102包括红外摄像机和红外光源，所述红外光源采用环形灯照明方式，所述红外光源采用波长在810nm-1000nm之间的近红外光。
双目隔离装置102具有第一挡板、第二挡板以及定位移动机构(图中未示出)，所述定位移动机构用于对所述第一挡板和/或所述第二挡板进行开闭操作，所述定位移动机构设置有定位机构和移动机构，所述第一挡板和所述第二挡板分别通过所述定位机构固定合理的遮挡位置，移动机构可以便捷的移动挡板，使挡板处于不遮挡状态，所述第一挡板和所述第二挡板沿水平方向排布设置，采用遮挡的方式实现双目处于大脑融合作用遭到阻断状态，此时眼位偏斜就会表现出来，在测试的过程中，通过快速移除第一挡板和/或第二挡板，让被检测人进入视靶的凝视状态。
双目隔离装置102采用挡板、红绿滤光片、偏振片、马氏杆或双目光学虚像系统，对此不作限定。
红外图像的眼位信息以瞳孔、虹膜或者眼底作为位置参考，当以虹膜作为位置参考时，所述图像处理装置根据像素平移的数据和已知眼睛的直径计算出双目眼位相对的水平眼位移动、竖直眼位移动以及旋转移动的数据。
采用本发明提供的隐斜视客观检测系统在进行隐斜视检测的过程可以如下：
采用额颌定位的方法在被检测人头部定位装置上固定被检测人头部，让被检测人额头贴紧额带，牙齿咬合状态下，下颌贴紧颌托，使双目处于检测区合理位置，适当调整使双目保持水平位置，不可偏斜。
给定目标，根据标准先采用6米远目标视靶进行测量，远目标视靶测量完毕后再测0.4米近目标视靶测量，采用遮挡的方式实现双目处于大脑融合作用遭到阻断状态，眼位偏斜就会表现出来，同时采用红外相机记录双目眼位
快速移除挡板，让被检测人进入视靶的靶标凝视状态，即双目凝视融合作用状态，通过采集的眼位变化信息进行计算，获得眼位变化结果，可以得出隐斜视结果，可使用计算机或其他运算方式对试验结果进行计算处理。
根据上面的描述，上述过程可以在暗室中进行，也可以在普通单一背景的正常照明的测试室内进行。
对于眼位的计算，由于红外相机采集的是平面图像，获得的信息是眼睛图像组成像素的平移信息，我们采用虹膜的图像像素的平移信息，根据像素平移的数据，已知眼睛的直径就可以算出双目眼位相对的水平眼位移动、竖直眼位移动以及旋转移动的数据。
如通过虹膜重心的平移像素数可算出其移动距离，计算过程如下：
设：β：相机放大倍率；p：相机像元间距(X、Y方向相等)；其中设定X，Y方向与水平竖直方向重合，采用软件计算虹膜重心，nx：虹膜重心水平平移像素数；ny：虹膜重心垂直平移像素数；D：眼球直径。我们要求得的量为αx与αy：眼位水平旋转角度与眼位垂直旋转角度。
则有
可以再换算成棱镜度。
水平方向的内外隐斜和竖直方向的上隐斜是通过双眼在水平和竖直方向上的偏移量差获得的。以水平方向为例，简单的计算方法就是设定一个正方向，以受试人为参照，左向右为正，左眼偏移量为αx左，右眼偏移量为αx右。双眼的眼位相对偏移量为αx，等于水平隐斜为αx右减去αx左，所得的数值为隐斜视的值，正值为内隐斜，负值为外隐斜。
旋转隐斜视的测量需要对虹膜的旋转角度进行测量，由于虹膜具有特定的图案，可以利用该图案的特征进行计算测量，如选用虹膜的上下两个特征点，两特征点间距为d，如果有旋转隐斜视则上下两个特征点平移距离不相等，其差值为Δ，根据两点距离和平移差值可以得到其旋转隐斜视的角度值αr。通过两眼的对比可以得到两眼相对旋转隐斜视的值。
在检测实现过程中，通过虹膜作为位置参考，使用高清红外相机同时拍摄双眼眼位信息，先进行测量的眼位信息就是包含受试人的隐斜视数据的信息，后来给出的视标是双目视觉融合的零位信息。
本发明提供的隐斜视客观检测系统，可以对隐斜视进行客观的定量的检测，具有检测过程简便，不用反复调整仪器参数，极大减轻被检测人的心理压力，根据实际经验，心理变化对隐斜视检验的结果影响较大，降低了心理压力的发生，对实验结果的客观准确性更有帮助。
相应地，本发明提供一种隐斜视客观检测方法，应用于如上述的隐斜视客观检测系统，同样具有检测过程简便，不用反复调整仪器参数，测量结果准确的特点。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电子、机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
以上对本发明所提供的一种隐斜视客观检测方法及系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种隐斜视客观检测系统，其特征在于，所述系统包括：
被检测人头部定位装置，用于采用额颌定位方式固定被检测人头部；
红外图像采集装置，用于采集被检测人眼部的红外图像；
近红外反射镜，用于透过可见光反射部分红外光，使得被检测人透过所述近红外反射镜观察视靶；
双目隔离装置，用于阻挡被检测人单目或双目观察所述视靶，使得双目处于大脑融合作用遭到阻断的状态；
所述视靶，用于被检测人观察的识别目标，并可在被检测人的视野范围内进行位置移动；
图像处理装置，用于根据所述红外图像采集装置采集的被检测人眼部的红外图像进行图像识别处理；
将被检测人的头部定位在所述被检测人头部定位装置上，调整所述被检测人头部定位装置的位置以使得所述被检测人的眼部区域位于所述红外图像采集装置的照射区域内，被检测人眼部透过所述近红外反射镜观察所述视靶，所述红外图像采集装置反射红外光并经过所述近红外反射镜的反射照射在被检测人眼部，在被检测人眼部距离所述视靶的预设距离下利用所述双目隔离装置对被检测人眼部进行单目遮挡或双目遮挡，利用红外图像采集装置实时采集眼部的眼位变化的红外图像，所述图像处理装置通过对所述红外图像的图像识别处理以确定被检测人是否符合隐斜视。
2.根据权利要求1所述的隐斜视客观检测系统，其特征在于，所述红外图像采集装置在第一预设距离时采集被检测人眼部的第一红外图像，以及在第二预设距离时采集被检测人眼部的第二红外图像。
3.根据权利要求1所述的隐斜视客观检测系统，其特征在于，所述视靶采用十字、圆圈或光点，所述视靶的尺寸小于等于1棱镜度。
4.根据权利要求1所述的隐斜视客观检测系统，其特征在于，还包括：
暗室，用于提供黑暗测试条件，所述暗室设置在所述近红外反射镜和所述视靶之间。
5.根据权利要求1所述的隐斜视客观检测系统，其特征在于，所述红外图像采集装置包括红外摄像机和红外光源，所述红外光源采用环形灯照明方式，所述红外光源采用波长在810nm-1000nm之间的近红外光。
6.根据权利要求1所述的隐斜视客观检测系统，其特征在于，所述双目隔离装置具有不透可见光的第一挡板、第二挡板以及定位移动机构，所述第一挡板和所述第二挡板沿水平方向排布设置，所述定位移动机构用于对所述第一挡板和/或所述第二挡板进行开闭操作。
7.根据权利要求1所述的隐斜视客观检测系统，其特征在于，所述双目隔离装置采用红绿滤光片、偏振片、马氏杆或双目光学虚像系统。
8.根据权利要求1所述的隐斜视客观检测系统，其特征在于，所述红外图像的眼位信息以瞳孔、虹膜或者眼底作为位置参考。
9.根据权利要求8所述的隐斜视客观检测系统，其特征在于，当以虹膜作为位置参考时，所述图像处理装置根据像素平移的数据和已知眼睛的直径计算出双目眼位相对的水平眼位移动、竖直眼位移动以及旋转移动的数据。
10.一种隐斜视客观检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9中任一项所述的隐斜视客观检测系统。
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