CN109984719A - 一种视觉颜色通路功能检测方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：包括，选择检测项目；根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置；开始检测项目测试，并记录测试数据所述选择检测项目的步骤包括：启动测试系统，显示模块显示检测项目；观察者处于显示模块正前方，且发出命令；人机交互模块识别命令，并根据命令确认检测项目本发明实现了人眼颜色视觉系统多项指标的客观测量，即将视力测量、感光灵敏度测量、颜色适应时间测量、对比度敏感度测量、中心‑周边拮抗特性测量等多项指标集成，这些指标测量后形成的大数据，能够为眼科临床或者科学实验提供数据参考，便于临床诊断或者筛查视觉系统的病变或者其他与视觉相关的病变。

Description

一种视觉颜色通路功能检测方法和系统

技术领域

本发明涉及的视觉检测技术领域，尤其涉及一种视觉颜色通路功能检测方法和系统。

背景技术

现代颜色视觉理论认为人眼视觉系统存在颜色通道，视觉颜色感知的形成是由视网膜上不同功能的细胞将光信号转变成神经电信号传递给视神经元，再由神经元传递给外侧膝状体，继而传递给大脑初级视觉皮层，最后到大脑高级视觉皮层，颜色通道中不同细胞或者神经元担负着不同的信息处理功能；眼科临床通常用视力表检查人眼的视觉锐度，视力表通常用黑白高对比度字母，如国际标准视力表是由12行大小不同开口方向各异的“E”视标组成，不同大小的“E”视标对应不同的视力级别，由于测试方法的局限性，整个测试过程需要医护人员对不同的“E”视标进行指示，即是说测试者需要其他人配合才能进行测试，不能够独自进行视力测试，视力测试不方便，视力测试过程较复杂且人工成本高；色盲或者色弱检查，测试者的判断结果会受到检查图册的印刷批次、使用的时间、环境光线及观察者的心理等因素影响，并且现行“色盲检查图册”只能定性检测病理及先天性的色弱、色盲，无法定量检查更不可能对正常人群的色觉敏锐度进行定量检查来区分正常人群色觉敏锐度的高低；对比度敏感度测试，传统的对比度敏感度测量周期长不便于在眼科临床中使用，对于市场中常用的CSF测量仪器通常仅使用少量图表，并且这些图表是预制的，无论是字母排列还是光栅图像排列通常是固定不变的，多次重复测试时，会因测试者的学习因素而影响结果的可靠性等；目前眼科临床中对人眼视力、对比度敏感度的检查，就从使用的色标上看，实际上是无法完成人眼彩色视觉的测试。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有视觉颜色通路功能检测方法和系统存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明目的是提供一种视觉颜色通路功能检测方法和系统，其实现了人眼颜色视觉系统多项指标的客观测量，即将视力测量、感光灵敏度测量、颜色适应时间测量、对比度敏感度测量、中心-周边拮抗特性测量等多项指标集成在一个系统。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：选择检测项目；

根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置；

开始检测项目测试，并记录测试数据；

其中，所述基准位置采用如下公式计算：

其D为观察距离，d为显示模块(100)像素间距，θ为视场角。

本发明的有益效果：本发明实现了人眼颜色视觉系统多项指标的客观测量，即将视力测量、感光灵敏度测量、颜色适应时间测量、对比度敏感度测量、中心-周边拮抗特性测量等多项指标集成在一个系统中，这些指标测量后形成的大数据，能够为眼科临床或者科学实验提供数据参考，便于临床诊断或者筛查视觉系统的病变或者其他与视觉相关的病变，也可为成像科学研究提供基础数据测量工具。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第一个实施例的方法流程结构示意图。

图2为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第一个实施例选择检测项目的结构示意图。

图3为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第一个实施例的显示模块显示项目结构示意图。

图4为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第二个实施例的国际视力表结构示意图。

图5为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第二个实施例的视力检测流程示意图。

图6为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第三个实施例的感光灵敏度检测流程示意图。

图7为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第四个实施例的明适应时间检测显示结构示意图。

图8为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第四个实施例的暗适应时间检测显示结构示意图。

图9为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第四个实施例的明/暗适应时间检测结构示意图。

图10为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第五个实施例的敏感度检测结构示意图。

图11为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第五个实施例的彩色敏感度检测的黑白对比度敏感度测试显示示意图。

图12为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第五个实施例的彩色对比度敏感度检测流程的红绿对比度敏感度测试结构示意图。

图13为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第五个实施例的彩色对比度敏感度检测流程的黄蓝对比度敏感度测试结构示意图。

图14为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第五个实施例的彩色对比度敏感度测量结果示意图。

图15为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第六个实施例所述的中心-周边视觉特性检测流程结构示意图。

图16为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第六个实施例所述的中心-周边视觉特性检测的中心视觉特性测量显示示意图。

图17为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第六个实施例所述的中心-周边视觉特性检测的中心视觉特性测量显示示意图。

图18为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第六个实施例所述的中心-周边视觉特性检测的周边视觉特性测量显示示意图。

图19为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第七个实施例所述的系统流程结构示意图。

图20为本发明视觉颜色通路功能检测方法和系统第七个实施例所述的实物结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

参照图1～3，为本发明第一个实施例，提供了一种视觉颜色通路功能检测方法和系统的整体结构示意图，如图1，一种视觉颜色通路功能检测方法和系统包括

S1：选择检测项目；

S2：根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置；

S3：开始检测项目测试，并记录测试数据。

具体的，本发明方法结构包括选择检测项目；根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置；开始检测项目测试，并记录测试数据。

进一步的，选择检测项目的步骤包括：

S11：启动测试系统，显示模块100显示检测项目；

通过显示模块100上的启动按钮或上机位开启测试系统，显示模块100开启显示检测项目，需说明的是，检测项目包括视力检测、感光灵敏度检测、明/暗适应时间检测、彩色对比敏感度检测和中心-周边视觉特性检测(参考图3)；

S12：观察者处于显示模块100正前方，且发出命令；

观察者处于显示模块100正前方，人机交互模块300的动作捕捉传感器304识别观察者，观察者可伸手向右、向左滑动或确定进入命令，亦或是，观察者直接说“向右”、“向左”或“确定”命令，人机交互模块300的语音捕捉传感器302捕捉语音并传输至处理模块200处理后，处理模块200调控显示模块100进入项目测试或显示其他项目，其中，命令包括向左命令、向右命令、确定命令和退出命令。

S13：人机交互模块300识别命令，并根据命令确认检测项目；

人机交互模块300识别命令并发送处理模块200处理，处理模块200处理后调控显示模块100显示，最终根据观察者需要确定检测项目。

进一步的，基准位置采用如下公式计算：

其D为观察距离，具体为人眼与屏幕的垂直距离，d为显示模块100像素间距(单位：mm)，需说明的是，显示模块100像素间距d测得或由显示模块100制造商提供，θ为视场角。

参照图4和5，为本发明的第二个实施例，该实施例不同于第一个实施例的是：根据检测项目的视力检测确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置；开始检测项目的视力检测，并记录测试数据。具体的，参见图1，其主体结构包括选择检测项目；根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置；开始检测项目测试，并记录测试数据。而根据检测项目的视力检测确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置的步骤包括：根据检测项目的视力检测，人眼视觉感光细胞的生理结构决定了人眼能把两个临近点区分开的最视角是1′，确定视场角θ为1′，也即是说标准位置的确定依照人眼视网膜细胞最大分辨能力为1′结合观察屏幕的物理分辨率进行确定；带入基准位置公式求得基准位置的观察距离D，并在显示模块100上显示观察最佳区域；观察者根据显示的最佳区域移动，同时通过人机交互模块300和处理模块200确认观察者是否移动到基准位置，具体的，深度传感器203和摄像头201不断反馈给处理模块200观察者当前位置轮廓，显示在显示模块100上，观察者可方便判断所处位置与标准位置的偏差，可自行调整位置，同时处理模块200不断比较测试者的位置与标准位置的偏差，通过语音提示，指示请测试者移动到基准位置。

进一步的，开始检测项目的视力检测，并记录测试数据步骤包括：

S311：确认视力检测；S312：观察者确认抵达基准位置站定后，显示模块100提示观察者完成视力测试；S313：显示模块100依次显示同一尺寸的四个随机开口方向字母“E”，其中，使用国际标准视力表完成该项目检测，屏幕自动显示视力检测用的字母“E”，屏幕背景是白色，字母颜色是黑色，对比度为100％；

S314：观察者依次回复字母“E”开口方向，其中，回复方式包括手势指示方式和语音回答方式，具体的，观察者依据看到的字母开口方向，用手势指示“上、下、左、右”，或者语音回答“上、下、左、右”；若用手势识别，观察者可伸直食指，其他手指权于手心，用食指作为“上、下、左、右”指向，人机交互模块300的摄像头301扫描并识别手指的指向确定观察者的答案；若用语音识别，观察者用普通话说出“上、下、左、右”的语音，人机交互模块300的麦克风捕捉观察者的声音信息，并识别观察者的答案；

S315：通过人机交互模块300识别回复后，将识别信息输送至处理模块200处理并记录测试数据，若观察者回复正确率在三个以上，则显示下一级别的字母，若观察者回复正确率在二个以下，则显示上一级别的字母重新测试，重复1次；为此实现确定观察者的视力，依据观察结果的字母尺寸和观察距离D，计算观察者的左眼视力或者右眼视力，考虑到后续的测量项目需要视力数据作为基础数据，生成数据存储在处理模块200中以备调用。

参照图6，为本发明的第三个实施例，该实施例不同于以上实施例的是：用于实现对观察者感光灵敏度的检测。具体的，参见图1，其主体结构包括选择检测项目；根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置；开始检测项目测试，并记录测试数据。而根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置的包括：根据检测项目的感光灵敏度检测；通过询问或调用测试的视力值；反算求取基准位置的观察距离D，需说明的是，视力值是视场角的倒数，即假设视力用V表示，则视场角为1/V表示，通过基准位置采用的公式计算出D，在显示模块100上显示观察最佳区域；观察者根据显示的最佳区域移动，同时通过人机交互模块300和处理模块200确认观察者是否移动到基准位置。

进一步的，开始检测项目的感光灵敏度检测，并记录测试数据步骤包括：

S321：显示模块100调节为暗房状态，观察者适应5分钟，需说明的是，暗房状态可以认为是照度5Lux以下的黑暗环境；

具体的，执行该项目检测前，需要进行色彩管理，使系统的显示状态处于稳定状态，依据色彩管理技术完成屏幕显示的亮度通道、红颜色通道、绿颜色通道、蓝颜色通道数字驱动值为线性状态，并完成系统显示的白点、对比度、伽玛值的数据记录；需说明的是，色彩管理需要使用屏幕色测量仪器和色彩管理软件，如爱色丽测量屏幕的分光光度仪和色彩管理软件等；其色彩管理过程：

1)将显示屏幕回复出厂值，预热30分钟以上；

2)系统中预安装色彩管理软件和屏幕测量设备驱动；

3)将屏幕色测量仪器与系统连接，打开屏幕色彩管理软件；

4)设定屏幕校正的目标值，如色温6500K、亮度80cd/m2等；

5)校正屏幕显示亮度及黑白场；

6)校正RGB单通道数字驱动值为线性状态；

7)校正白平衡及饱和彩色的显示效果；

8)依据上述测量结果计算屏幕颜色显示特性文件，并存储文件；

9)调用校正过程所生成的特性文件，使显示器颜色显示达到预设的状态，

S322：观察者语音或手势启动显示模块100上的感光灵敏度检测模式，需说明的是，感光灵敏度检测模式包括感红灵敏度、感绿灵敏度和感蓝灵敏度的测量；S323：将颜色按照由浅到深的色度分级排列显示在显示屏上，并依次给观察者观看；S324：从第二级开始询问观察者“是否比上一个颜色红”；S325：观察者回复“是”或“否”；S326：通过人机交互模块300识别回复后，将识别信息输送至处理模块200处理并记录、分析；S327：确定感光灵敏度测量值。

进一步的，通过人机交互模块300识别回复后，将识别信息输送至处理模块200处理并记录测试数据的步骤包括：若回答“是”，人机交互模块300识别后反馈至处理模块200处理并记录；处理模块200调控显示模块100显示后一级色度，并继续提问“是否比上一个颜色红”；若回答“否”，人机交互模块300识别后反馈至处理模块200处理并记录；处理模块200调控显示模块100显示前二级色度，并提问“是否比上一个颜色红”；如此重复3次；得到2次以上“否”，确定该级别为观察者分辨的感光灵敏度值。

以测感红灵敏度为例，具体为显示模块100屏幕全屏显示红色，以色彩管理校正的红色通道的线性数字驱动值从小到大显示不同饱和度的红色，每一级的红色显示1-3秒，从第二级开始，语音提问观察者看到的颜色“是否比上一个颜色红”，若回答“是”，系统显示第三级红色，继续提问“是否比上一个颜色红”，若回答“是”，系统显示第四级红色，继续提问“是否比上一个颜色红”，如果回答“是”，系统显示第五级红色，继续提问“是否比上一个颜色红”，如果回答“否”，系统显示第四级红色，如此往复重复2次，得到2次以上“否”的答案，确定第四级为观察者能分辨出最红的颜色；处理模块200记录观察者能感知的最饱和的红色数字驱动值作为测量结果，或者使用色彩管理中的自带的特性文件转化数字驱动值为视觉均匀颜色空间CIELAB的坐标值，完成数据记录，以备调用，为后续测量项目提供数据参考，需说明的是，特性文件中存储有RGB和CIELAB之间的颜色转换关系或者颜色对照表，可以直接查询对应值或者通过转换矩阵计算；同理，类比感红灵敏度的测量，可测的感绿灵敏度和感蓝灵敏度；该项目测量可为对色彩要求较高的特殊行业提供测量方案，如对色彩专业工程师，要求该工作人员色域广、颜色敏感性高等。

参照图7～9，为本发明的第四个实施例，该实施例不同于以上实施例的是：用于实现对观察者明/暗适应时间的检测。具体的，参见图1，其主体结构包括选择检测项目；根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置；开始检测项目测试，并记录测试数据。而根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置的包括：根据检测项目的观察者明/暗适应时间检测；通过询问或调用测试的视力值；反算求取基准位置的观察距离D，并在显示模块100上显示观察最佳区域；观察者根据显示的最佳区域移动，同时通过人机交互模块300和处理模块200确认观察者是否移动到基准位置。

进一步的，开始检测项目的明/暗适应时间检测，并记录测试数据步骤包括：

S331：显示模块100调节为暗房状态，观察者适应5分钟；

需说明的是，明/暗适应时间检测在暗房中完成，执行该检测前，需要进行色彩管理，使系统的显示状态处于稳定状态，依据色彩管理技术完成屏幕显示的亮度通道、红颜色通道、绿颜色通道、蓝颜色通道数字驱动值为线性状态，并完成系统显示的白点、对比度、伽玛值的数据记录，显示模块100调节为暗房状态，观察者适应5分钟

S332：启动明/暗适应时间检测模式；S333：观察者发出“开始”指令；S334：显示模块100屏幕中心随机显示不同开口方向的“E”字母；S335：观察者当即回复字母开口方向；S336：人机交互模块300捕获回复，并反馈至处理模块200；S337：处理模块200接收并记录时间，并重复上述步骤4次；S338：若3次及以上的回答正确，处理模块200将取三次时间平均值并记录为明/暗适应时间，其中，启动明适应时间检测模式的显示模块100背景色为亮白色，字母“E”为黑色，启动暗应时间检测模式的显示模块100背景色为灰色，字母“E”为白色。

具体的，当观察者选择明适应时间检测，当检测开始测试时，观察者发出语音指令“开始”，显示模块100屏幕全屏显示为亮白色，屏幕中心随机显示不同开口方向的黑色“E”字母，尺寸匹配观察者的视力，对比度为100％，当观察者看清字母“E”的开口方向时，当即发出字母开口方向的语音指令，人机交互模块300通过麦克风305捕获语音指令，处理模块200记录时间，并调控停止该次测试，如果观察者对随机出现的4个字母方向有3次及以上的回答正确，则完成该次测试，重复2次测试，取三次测试的平均值，即为明适应时间；当暗适应时间检测时，检测为开始前，显示模块100屏幕全屏显示为亮白色，屏幕中心随机显示不同开口方向的黑色“E”字母，尺寸匹配观察者的视力，对比度为100％，检测开始前，观察者适应屏幕亮度3分钟以上，检测开始时，由观察者发出语音指令“开始”，屏幕全屏显示3-5lux的亮度的灰色背景，屏幕中心随机显示不同开口方向的白色“E”，尺寸匹配观察者的视力，对比度为100％，系统开始计时，当观察者看清字母“E”的开口方向时，当即发出字母开口方向的语音指令，人机交互模块300通过麦克风305捕获语音指令，记录时间，停止该次测试，如果观察者对随机出现的4个字母方向有3次及以上的回答正确，则完成该次测试，重复2次测试，取三次测试的平均值，即为暗适应时间并记录于处理模块200内。

参照图10～14，为本发明的第五个实施例，该实施例不同于以上实施例的是：用于实现对彩色对比敏感度的检测。具体的，参见图1，其主体结构包括选择检测项目；根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置；开始检测项目测试，并记录测试数据。而根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置的包括：根据检测项目的彩色对比敏感度检测；通过询问或调用测试的视力值；反算求取基准位置的观察距离D，并在显示模块100上显示观察最佳区域；观察者根据显示的最佳区域移动，同时通过人机交互模块300和处理模块200确认观察者是否移动到基准位置。

进一步的，开始检测项目的彩色对比敏感度检测，并记录测试数据步骤包括：

S341：显示模块100调节为暗房状态，观察者适应5分钟；

需说明的是，彩色对比敏感度检测在暗房中完成，执行该项目检测前，系统需要进行色彩管理，使系统的显示状态处于稳定状态，依据色彩管理技术完成屏幕显示的亮度通道、红颜色通道、绿颜色通道、蓝颜色通道数字驱动值为线性状态，并完成系统显示的白点、对比度、伽玛值的数据记录，显示模块100调节为暗房状态，观察者适应5分钟以上；

S342：启动彩色对比敏感度检测模式；S343：观察者发出“开始”指令；S344：随机显示同一空间频率不同对比度的两色光栅图像，并依次给观察者观看；S345：从第一级开始询问观察者“是否能分辨出有条纹存在”；S346：观察者回复“是”、“否”或“不确定”；S347：通过人机交互模块300识别回复后，将识别信息输送至处理模块200处理并记录、分析确认彩色对比敏感度；其中，两色包括黑-白、红-绿和黄-蓝；显示模块100背景色为灰色

具体的，彩色对比敏感度检测包括黑-白、红-绿和黄-蓝对立色对比敏感度测量，由观察者发出语音指令“开始”，系统屏幕中心显示正弦波调制的“黑-白”(红-绿、黄-蓝)光栅条纹，如Gabor函数计算的一系列不同对比度和不同空间频率变化的光栅图像，图像尺寸与确定视力的字母大小一致；处理模块200控制显示模块100屏幕随机显示同一空间频率不同对比度的光栅图像，每一副图像显示时间为1-3秒，每两幅图像间隔显示中性灰色背景3秒，对于每一副图像显示，观察者在图像显示的时间内，依据能否分辨出有条纹存在，回答“是”或者“否”或者“不确定”，回答“是”表明观察者清楚地看到条纹存在，回答“否”表明观察者清楚地看到没有条纹存在，回答“不确定”表明观察者的判断处于看清与看不清的中间状态；对于某一空间频率的图像，当观察者回答“是”时，下一个显示降低显示图像的对比度，当观察者回答“否”时，下一个显示提升显示图像的对比度，当回答“不确定”时，下一个显示小幅度提升对比度的显示图像，然后依据观察者的回答，下一个显示小幅度降低对比度的显示图像或者显示小幅度提升对比度的显示图像，如此重复2次，当得到2次以上“不确定”的回答时，记录下该空间频率和对比度数据；当得到2次以上“否”的回答时，记录上一个空间频率和对比度数据；分别完成黑-白(红-绿、黄-蓝)对立色在3、6、12、18CPD上的对比敏感度测量，采用贝叶斯统计的方法完成对比敏感度函数的估计，以备调用。

需说明的是，贝叶斯方法可由两步构成，其估计和计划步骤是可完全分离开，独立运转的，可通过贝叶斯自适应方法采样，再通过其他方法如最大似然法或非参方法进行估计；或者可通过传统的一维方法采样，如阶梯法或者是复杂一些的最优化采样方法，然后进行二维贝叶斯方法估计；先验概率p(θ)包含了观察数据前对参数θ的先验知识，通过整合进观测数据D，先验概率p(θ)被更新，获得后验概率p(θ|D)，进而完成拟合过程，贝叶斯公示为：

贝叶斯原理根据观测结果对先验知识进行加权的过程，在此“观测结果”是观察者回复“不确定”出现的概率，而权重是观测D时参数θ的似然函数p(D|θ)，在此，观测D代表“不确定”回答的先验概率，先验概率和后验概率反映了，观测实测数据前后，对参数θ的概率分布的认识，参数θ是根据先验概率估计的概率值，更进一步地，在实际的心理理物理学研究中，被试者完成k次测试，而实验者将获得一组呈二项分布的数据D＝{(x，N，n)_i|i＝1，…k}，贝叶斯原理就可通过数据集D持续的降低对θ估计值的不确定性，从而逐渐逼近结果。

图14为彩色对比度敏感度测量结果曲线图，通过统计分析的方法得到正常人眼视觉对比度敏感度的取值范围(两个虚线)，为眼科临床提供参考，在取值范围之外的检测结果有某种病变的可能，需说明的是，图中实线表示一位正常观察者检测的实况。

参照图15～18，为本发明的第六个实施例，该实施例不同于以上实施例的是：用于实现对视觉特性的检测。具体的，参见图1，其主体结构包括选择检测项目；根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置；开始检测项目测试，并记录测试数据。而根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置的包括：根据检测项目的中心-周边视觉特性检测；通过询问或调用测试的视力值；反算求取基准位置的观察距离D，并在显示模块100上显示观察最佳区域；观察者根据显示的最佳区域移动，同时通过人机交互模块300和处理模块200确认观察者是否移动到基准位置。

进一步的，开始检测项目的中心-周边视觉特性检测，并记录测试数据步骤包括：

S351：显示模块100调节为暗房状态，观察者适应5分钟；S352：启动彩色对比敏感度检测模式；S353：中心视觉特性测量；S354：周边视觉特性测量；S355：结果分析；其中，显示模块100背景色为红色。

其中，中心视觉特性测量的步骤包括：显示模块(100)背景色为红色或蓝色，当背景色为红色时，显示模块(100)中心显示为绿色字母“E”，当背景色为蓝色时，显示模块(100)中心显示为黄色字母“E”；采用视力检测方式确定中心视觉视力值；改变绿色或黄色字母亮度；采用彩色对比敏感度检测方式确定中心视觉对比度阀值；记录中心视觉的视力值和对比敏感度值；其中，背景色为红色的亮度调用感光灵敏度检测的测量值，而字母“E”的大小调用视力检测的测量值。

具体的，将显示模块100调节为暗房状态，观察者适应5分钟以上，通过手势或语音启动彩色对比敏感度检测模式，当进行中心视觉特性测量时，显示模块100屏幕显示全屏的红色背景，红色的亮度值调用观察者感光灵敏度测量值，中心显示绿色“E”字母，大小与确定视力的字母大小一致，调用观察者视力数据，初始情况下绿色字母的亮度与红色字母的亮度比基于“感光灵敏度”的测量结果而定；依据视力测试方法分别测量红色背景绿色字母显示情况的视力值，以此字母大小为刺激图像，调用感光红-绿对比度敏感度曲线的数据，参考曲线数据，改变绿色字母的亮度，依据对比度敏感度的测量方法，确定对比度阈值，记录中心视觉的视力值和对比敏感度值，当背景色为蓝色，且其中心显示为黄色字母“E”时，采用上方同样的方式进行中心视觉特性测量；

当对观察者进行周边视觉特性测量时，固定观察者双眼的位置，屏幕中心显示一个与视力字母等大的黑色“十”字，观察者双眼注视该“十”字，在该“十”周边人眼视觉10°视场圆周的“上、下、左、右”位置，放置与视力测量结果等大的绿色E视标，分别依据“视力检测步骤和彩色对比敏感度检测步骤”，完成四个方向的对比度敏感度数据测量，并完成数据存储，同样，也可分别完成红绿蓝黑四种颜色中其他背景色与视标色的颜色组合测量，并记录结果，结果分析，中心-周边特性曲线，每一个颜色对比通道，中心1个点和周边4个点都有数对数据(空间频率与对比度敏感度)，对于每一个点分别单独绘制对比度度敏感度曲线，同时绘制同一空间频率情况下，5个点位置对比敏感度的差异性曲线等，突出显示正常视力时空间频率值对应5个位置的“中心-周边”对比敏感度的差异性；这个差异性可以表现出人眼注视的视野范围内，中心与周边感知的清晰度情况，不同的个体中心周边的感知情况不同，正常人眼的平均结果可为临床筛查人眼视野内中心-周边是否有病变或者有病变的可能性提供数字参考。

参照图19和20，为本发明的第七个实施例，该实施例不同于以上实施例的是：本实施例为视觉颜色通路功能检测系统。具体的，参见图1，其主体结构包括包括显示模块100、处理模块200和人机交互模块300；显示模块100通过处理模块200与人机交互模块300连接；其中，人机交互模块300上设置有用于人体动作识别的摄像头301、语音捕捉传感器302、深度传感器303、动作识别传感器304和用于语音识别的麦克风305，其可完成测试者的人体轮廓和头部及眼部位置识别、完成测试者手势动作识别、完成测试者的语音命令识别等；其中，处理模块200上设置有语音识别传感器；显示模块100的外围设置有遮光罩101；其中，显示模块100为Lcd显示器、Led显示器和电视机，处理模块200与人机交互模块300连接获取到观察者的位置信息、手势动作命令、或者语音命令等，完成计算、识别，执行相关命令，显示模块100包含存储功能、计算功能、文件读取功能、配置USB、HDMI等接口，如计算机主机等。

进一步的，显示模块100通过USB线或者HDMI线等与处理模块200连接，执行显示模块100发出的显示命令，显示模块100上设置有遮光罩101，减小环境光对屏幕显示颜色的影响，显示模块100通过处理模块200连接分光光度仪等屏幕颜色测量设备，配合处理模块200安装的色彩管理软件，实现屏幕色彩管理，依据测试项目或者测试环境的要求，将颜色显示效果进行校正，保证颜色显示的准确性、一致性。

进一步的，人机交互模块300通过数据线与处理模块200连接，将采集的空间数据传给处理模块200。人机交互模块300为一种3D体感摄影机，通过深度传感器303和摄像头301获取观察者所在空间的位置和动作，深度传感器303可以测量测试者距离显示模块100屏幕的距离，如采用结构光的摄像头，反馈回测试者所处位置的点云数据，摄像头301获取测试者的图像，图像数据和结构光数据同时传递给处理模块200，由处理模块200的程序提取测试者的外轮扩或者动作轮廓，如使用sobel边缘提取算法等，最终完成位置信息数据的提取和手势动作识别等，人机交互模块300包含语音识别，通过麦克风捕捉测试者的语音，测试者的音频将数据传递给处理模块200，处理模块200配置语音识别功能软件，完成语音辨识和执行输出命令，并且人机交互模块300可以挂在显示部件的某个位置，配置有一个支架，配合处理模块200程序的“校正”功能，摄像头301会自动识别的测试者的身体轮廓、头部位置及眼部位置，提示测试者移动位置，并且支架也会自动调整仰辅角。

进一步的，处理模块200是集数据分析、显示控制、数据记录、色彩管理、外部连接接口、语音识别与语音输出等诸多功能与一体，是该系统的中央处理器，主要功能包括，配置有色彩管理程序，通过连接分光光度仪，实现“显示部件”的屏幕色彩管理，完成亮度、对比度以及色温校正、色彩校正和色彩特性文件的生成，保证颜色显示的精度和一致性；配置有体感数据识别与分析程序，控制并分析人机交互模块300采集空间数据，测试项目执行前，指示测试者处于正确的测试位置，测试执行时识别测试者的手势动作，控制显示模块100显示相应的内容；配置有语音识别与声音播放程序，接收“人机数据交互部件”麦克风的声音数据，并完成声音分析，执行命令，或控制显示相应的内容，或播放相应的声音；配置有测试数据存储与数据分析程序，记录测试者的测试结果，执行测试数据的统计分析，出具测试报告。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (15)

1.一种视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：包括，

选择检测项目；

根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置；

开始检测项目测试，并记录测试数据；

其中，所述基准位置采用如下公式计算：

其D为观察距离，d为显示模块(100)像素间距，θ为视场角。

2.如权利要求1所述的视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：所述选择检测项目的步骤包括：

启动测试系统，显示模块(100)显示检测项目；

观察者处于显示模块(100)正前方，且发出命令；

人机交互模块(300)识别命令，并根据命令确认检测项目；

其中，所述检测项目包括视力检测、感光灵敏度检测、明/暗适应时间检测、彩色对比敏感度检测和中心-周边视觉特性检测；

其中，所述命令包括向左命令、向右命令、确定命令和退出命令。

3.如权利要求1或2所述的视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：所述根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置的步骤包括：

根据检测项目的视力检测，确定视场角θ为1′；

求得基准位置的观察距离D，并在显示模块(100)上显示观察最佳区域；

观察者根据显示的最佳区域移动，同时通过人机交互模块(300)和处理模块(200)确认观察者是否移动到基准位置。

4.如权利要求3所述的视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：所述开始检测项目的视力检测，并记录测试数据步骤包括：

确认抵达基准位置；

显示模块(100)依次显示同一尺寸的四个随机开口方向字母“E”；

观察者依次回复字母“E”开口方向；

通过人机交互模块(300)识别回复后，将识别信息输送至处理模块(200)处理并记录测试数据；

若观察者回复正确率在三个以上，则显示下一级别的字母；

若观察者回复正确率在二个以下，则显示上一级别的字母重新测试，重复1次；

其中，所述回复方式包括手势指示方式和语音回答方式；

其中，所述显示模块(100)背景色为白色，字母为黑色。

5.如权利要求1、2或4任一所述的视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：所述根据检测项目确定观察者的基准位置，观察者移动至基准位置的步骤包括：

根据检测项目的感光灵敏度检测、明/暗适应时间检测、彩色对比敏感度检测和中心-周边视觉特性检测；

通过询问或调用测试的视力值；

反算求取基准位置的观察距离D，并在显示模块(100)上显示观察最佳区域；

观察者根据显示的最佳区域移动，同时通过人机交互模块(300)和处理模块(200)确认观察者是否移动到基准位置。

6.如权利要求5所述的视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：所述开始检测项目的感光灵敏度检测，并记录测试数据步骤包括：

显示模块(100)调节为暗房状态，观察者适应5分钟；

启动感光灵敏度检测模式；

将颜色按照由浅到深的色度分级排列显示，并依次给观察者观看；

从第二级开始询问观察者“是否比上一个颜色红”；

观察者回复“是”或“否”；

通过人机交互模块(300)识别回复后，将识别信息输送至处理模块(200)处理并记录、分析；

确定感光灵敏度测量值。

7.如权利要求6所述的视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：所述通过人机交互模块(300)识别回复后，将识别信息输送至处理模块(200)处理并记录测试数据的步骤包括：

若回答“是”，人机交互模块(300)识别后反馈至处理模块(200)处理并记录；

处理模块(200)调控显示模块(100)显示后一级色度，并继续提问“是否比上一个颜色深”；

若回答“否”，人机交互模块(300)识别后反馈至处理模块(200)处理并记录；

处理模块(200)调控显示模块(100)显示前二级色度，并提问“是否比上一个颜色深”；

如此重复3次；

得到2次以上“否”，确定该级别为观察者分辨的感光灵敏度。

8.如权利要求1、2、4、6或7任一所述的视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：所述检测项目的明/暗适应时间检测，并记录测试数据步骤包括：

显示模块(100)调节为暗房状态，观察者适应5分钟；

启动明/暗适应时间检测模式；

观察者发出“开始”指令；

显示模块(100)屏幕中心随机显示不同开口方向的“E”字母；

观察者当即回复字母开口方向；

人机交互模块(300)捕获回复，并反馈至处理模块(200)；

处理模块(200)接收并记录时间；

重复上述步骤4次；

若3次及以上的回答正确，处理模块(200)将取三次时间平均值并记录为明/暗适应时间。

9.如权利要求8所述的视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：所述启动明适应时间检测模式的显示模块(100)背景色为亮白色，字母“E”为黑色。

10.如权利要求9所述的视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：所述启动暗应时间检测模式的显示模块(100)背景色为灰色，字母“E”为白色。

11.如权利要求1、2、4、6、7、9或10任一所述的视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：所述检测项目的彩色对比敏感度检测，并记录测试数据步骤包括：

显示模块(100)调节为暗房状态，观察者适应5分钟；

启动彩色对比敏感度检测模式；

观察者发出“开始”指令；

随机显示同一空间频率不同对比度的两色光栅图像，并依次给观察者观看；

从第一级开始询问观察者“是否能分辨出有条纹存在”；

观察者回复“是”、“否”或“不确定”；

通过人机交互模块(300)识别回复后，将识别信息输送至处理模块(200)处理并记录、分析确认彩色对比敏感度；

其中，所述两色包括黑-白、红-绿和黄-蓝；

其中，所述显示模块(100)背景色为灰色。

12.如权利要求11所述的视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：所述检测项目的中心-周边视觉特性检测，并记录测试数据步骤包括：

显示模块(100)调节为暗房状态，观察者适应5分钟；

启动彩色对比敏感度检测模式；

中心视觉特性测量；

周边视觉特性测量；

结果分析；

其中，所述显示模块(100)背景色为红色。

13.如权利要求12所述的视觉颜色通路功能检测方法，其特征在于：所述中心视觉特性测量的步骤包括：

显示模块(100)背景色为红色或蓝色，当背景色为红色时中心显示为绿色字母“E”，当背景色为蓝色时中心显示为黄色字母“E”；

采用视力检测方式确定中心视觉视力值；

改变绿色字母亮度；

采用彩色对比敏感度检测方式确定中心视觉对比度阀值；

记录中心视觉的视力值和对比敏感度值；

其中，所述背景色为红色的亮度调用感光灵敏度检测的测量值；

所述字母“E”的大小调用视力检测的测量值。

14.一种视觉颜色通路功能检测系统，其特征在于：包括显示模块(100)、处理模块(200)和人机交互模块(300)；所述显示模块(100)通过处理模块(200)与所述人机交互模块(300)连接；

其中，所述人机交互模块(300)上设置有摄像头(201)、语音捕捉传感器(202)、深度传感器(203)和动作捕捉传感器(204)；

其中，所述处理模块(200)上设置有语音识别传感器。

15.如权利要求14所述的视觉颜色通路功能检测系统，其特征在于：所述显示模块(100)的外围设置有遮光罩(101)；

其中，所述显示模块(100)为Lcd显示器、Led显示器和电视机。