CN112966983B - 基于vr空间的视觉功能加工时效能力评估系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统及方法，涉及眼科医疗设备的技术领域，解决了当前因缺少双眼视功能加工时效能力评估的有效手段，导致孩子视觉功能潜在缺损无法被及时发现的问题，以视觉生物信息刺激模型目标作为待评估者最核心的观测对象，视觉生物信息刺激模型目标通过VR空间显示器显示，然后通过参数调节器调节视觉功能加工时效能力评估时的参数，利用检测结果输出模块输出待评估者的视觉功能加工时效检测结果，形成用于双眼同时视和立体视加工时长检测的有效方式，避免引发同时视和立体视功能减弱甚至丧失的风险。

Description

基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统及方法

技术领域

本发明涉及眼科医疗设备的技术领域，更具体地，涉及一种基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统及方法。

背景技术

临床常规视觉功能主要指同时视、融合视及立体视，其中，受时间参数影响较大的主要是同时视和立体视，同时视指两眼黄斑中心凹和黄斑外对应的视网膜成分有共同的视觉方向，双眼具有同时注视并感知的能力，同时视正常者，不但能两眼同时注视，而且物象能同时落在具有共同视觉方向的两眼黄斑中心凹和对应点，正常情况下双眼运动协调一致，双眼可同时注视同一目标，并使目标在双眼黄斑部成像，传导到大脑视觉中枢，重叠成一个完整且有立体感觉的单一物像，任何眼位偏斜和(或)黄斑及对应成分存在视觉抑制状态时均不可能保持完全正常的双眼同时视功能，同时视是最初级的双眼视功能，没有同时视就不能很好的建立融合和立体视功能；立体视是视觉器官对周围物体远近、深浅、高低三维空间位置的分辨感知能力，是建立在左、右眼同时接受图像刺激和融合功能基础上的独立的高级双眼视功能。在观察立体视标的时候，两只眼由于相距约60mm，所以会从不同角度观察，这种在双眼视网膜结像出现微小的水平像位差，称为双眼视差，人的大脑可以根据这种图像差异来判断物体的空间位置关系，因此，产生了立体视。

当前社会，家长朋友们对孩子双眼视功能的情况特别重视，因为孩子的视功能状况影响着孩子将来的升学与择业，因此，越来越多的家长在孩子的双眼视功能评估方面高度关注，立体视和同时视的研究具有重要的应用价值，对于立体视研究，如2019年1月11日，中国专利(公布号：CN109172293A)中公开了一种利用图像技术和云端控制技术的视觉训练方法和系统，用户可根据云端内容使用终端显示设备完成立体视等视觉训练，内容丰富全面，能很好的吸引用户的注意力，简单实用，这类训练方法在用户训练的同时，也能从立体视总体训练的时间长短或具体训练过程层面对人的立体视功能作出评估，即评估与训练是相辅相成的，但仅从立体视总体功能的评估方面出发是一个很宏观的概念，具体到不同社会群体更是如此，例如在儿童群体中，一些小孩子的立体视功能是明确存在的，但不同个体的立体视加工时效可能存在差别，有的孩子立体视加工效率高，耗时短，有的孩子立体视加工效率低，许久不能形成立体视，却不是没有立体知觉，不属于立体视缺失，而这种立体视加工时效过低可能引发其它的视觉功能障碍问题，但小孩子由于年龄小，对比较刻板的检查兴趣不高，而自己并不能明显感觉或表达出异样，久而久之，可能导致一系列其它衍生的视觉功能障碍问题的发生，影响小孩子将来的工作和生活，同样的，同时视功能存在相似问题的孩子也是如此，然而当前却没有一个有效的方式来为孩子的视觉功能加工时效能力进行一个评估，无法帮助家长及时察觉到孩子视觉存在的问题。

随着计算机技术的发展，虚拟现实(VR)作为一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，能模拟一个实时动态的三维立体逼真图像，将多源信息实时动态地反馈到用户，使用户沉浸到该环境中；视觉生物信息刺激是指用户通过双眼直接或通过观测设备间接观测到的视标图像，分别或同步地向用户的每只眼睛呈现视觉刺激，视觉刺激通过视神经系统传输至用户的大脑，然后大脑整合加工做出身体动作反应，所述的视标图像能被同时或分别控制刺激参数，从而能评估或检查与视觉功能有关的视觉通路的缺损，即如果能将虚拟现实、视觉生物信息刺激与视觉功能评估结合，将是儿童视觉功能加工时效评估的重大突破。

发明内容

为解决当前因缺少双眼视功能加工时效能力评估的有效手段，导致孩子视觉功能潜在缺损无法被及时发现的问题，本发明提出一种基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统及方法，从视觉功能加工时长的角度检测孩子是否存在视功能的潜在缺损，帮助家长及时察觉到孩子的视觉问题，避免进一步引发视功能减弱甚至丧失的风险。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统，包括：

视觉功能评估模式选择模块，用于待评估者选择待评估的视觉功能模式时使用，所述视觉功能评估模式包括同时视功能评估模式及立体视功能评估模式；

视觉生物信息刺激模型目标生成调节模块，包括立体视生物信息刺激模型目标生成调节模块及同时视生物信息刺激模型目标生成调节模块；

所述立体视生物信息刺激模型目标生成调节模块，用于生成若干个视觉生物信息刺激模型目标，所述同时视生物信息刺激模型目标生成调节模块生成若干组用于左右眼配对观测的视觉生物信息刺激模型目标；立体视生物信息刺激模型目标生成调节模块及同时视生物信息刺激模型目标生成调节模块均可根据待评估者的评估需要，调节视觉生物信息刺激模型目标的移动速度、运动朝向及移动幅度；

VR空间显示器，用于显示视觉生物信息刺激模型目标，为视觉生物信息刺激模型目标提供展示空间；

观测设备，用于待评估者双眼观测并分辨VR空间显示器显示的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态情况时使用；

参数调节器，用于调节视觉功能加工时效能力评估时的参数；

目标呈现状态判断模块，用于判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确；

目标显示维持模块，用于设置视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间，在设定的视觉生物信息刺激模型目标显示维持时间内，维持视觉生物信息刺激模型目标在虚拟现实空间显示器中的显示；

检测结果输出模块，用于输出待评估者的视觉功能加工时效检测结果。

在本技术方案中，以视觉生物信息刺激模型目标作为待评估者最核心的观测对象，其中，视觉生物信息刺激模型目标通过VR空间显示器显示，其本身通过视觉生物信息刺激模型目标生成调节模块在VR空间显示器的指定区域生成，而且移动速度、运动朝向及移动幅度均是可以通过视觉生物信息刺激模型目标生成调节模块调节的，且不局限于特定的形态表征，可以为规则立体或不规则立体或动物或球体等多种形态，待评估者左右眼通过调节观测设备观测对应的视觉生物信息刺激模型目标，而且这些视觉生物信息刺激模型目标自身的纹理或者颜色都是可以设定调节的，更能吸引待评估者尤其是当待评估者为小孩子时的兴趣和注意力；与同时视最直接相关的即待评估者是否能够同时看到目标物象，本发明提出的评估系统中包含了参数调节器，考虑到视觉功能加工时长评估的抽象主观性，本发明从视觉生物信息刺激模型目标显示时间的角度出发，通过参数调节器变换目标显示时间，基于待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确的判断结果，帮助家长维护儿童的健康成长，避免进一步引发同时视功能减弱甚至丧失的风险。

优选地，所述参数调节器调节视觉功能加工时效能力评估时的参数包括视觉生物信息刺激模型目标的尺寸、双眼视差值、视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间；所述参数调节器包括目标尺寸变换模块、双眼视差大小变换模块及显示维持时间变换模块；所述目标尺寸变换模块用于变换视觉生物信息刺激模型目标的尺寸大小；所述双眼视差大小变换模块用于改变双眼视差值；所述显示维持时间变换模块用于变换视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间。

在此，目标尺寸变换模块用以将视觉生物信息刺激模型目标的尺寸变换，增大目标物象被同时观测到的难度，首先从宏观视觉功能评估层面确认待评估者可以达到的观测视觉生物信息刺激模型目标尺寸的同时视水平以及双眼视差的立体视水平。

优选地，视觉生物信息刺激模型目标生成调节模块还能将视觉生物信息刺激模型目标的状态设置为动态或静态，当视觉生物信息刺激模型目标的状态设置为动态时，视觉生物信息刺激模型目标的动态信息由人体视觉背流通道加工处理，待评估者的同时视功能或立体视功能被初步评估；当视觉生物信息刺激模型目标的状态设置为静态时，视觉生物信息刺激模型目标的静态信息由人体视觉腹流通道加工处理，待评估者的同时视功能或立体视功能被初步评估。

优选地，视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态包括同时视生物信息刺激模型目标的呈现状态及立体视生物信息刺激模型目标的呈现状态，同时视生物信息刺激模型目标的呈现状态包括“有”呈现状态和“无”呈现状态；以待评估者双眼观测到若干组视觉生物信息刺激模型目标作为“有”呈现状态，以待评估者双眼观测不到若干组视觉生物信息刺激模型目标作为“无”呈现状态；立体视生物信息刺激模型目标的呈现状态包括“远”呈现状态和“近”呈现状态，其中，以VR空间显示器为界面，视觉生物信息刺激模型目标沿界面进入VR空间内部的方向为“远”，视觉生物信息刺激模型目标沿VR空间内部移向界面的方向为“近”。

在此，视觉生物信息刺激模型目标中“有”呈现状态和“无”呈现状态的分辨是建立在双眼同时视功能存在的基础上的，分辨出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态直接与同时视关联，“远”位置状态和“近”位置状态的分辨是建立在立体视功能存在的基础上的，分辨出视觉生物信息刺激模型目标的位置状态直接与立体视关联，也是后续进一步检测用户双眼视觉功能加工时长的基础。

优选地，所述目标尺寸变换模块变换视觉生物信息刺激模型目标尺寸时的变换调节范围为：0～S，所述双眼视差大小变换模块改变双眼视差值的调节范围为：0～R角秒。

在此，视觉生物信息刺激模型目标尺寸调节范围的最大值S代表最容易观测视觉生物信息刺激模型目标形成同时视时设定的最容易尺寸值，尺寸越小，观测视觉生物信息刺激模型目标形成同时视的困难度越大；双眼视差值调节范围的最大值R代表最容易观测视觉生物信息刺激模型目标形成立体视时设定的最容易视差值，视差越小，观测视觉生物信息刺激模型目标形成立体视的困难度越大。

优选地，所述目标尺寸变换模块以P为尺寸变换间隔，将视觉生物信息刺激模型目标尺寸从初始值S以P作为等间隔尺寸变换间距，依次降低；所述双眼视差大小变换模块以U为视差变换间隔，将双眼视差从初始值R以U作为等间隔视差变换间距，依次降低。

在此，从同时视和立体视宏观功能角度看，由于不同个体的视觉知觉功能优良程度不同，因此，P、U是一个根据待评估者需要设定的可大可小的视觉生物信息刺激模型变换间隔，当待评估者的视觉知觉功能本身比较优秀时，P、U可以设定为一个较大的变换间隔，这样可以更快的帮助待评估者确认其同时视和立体视对应能观测到视觉生物信息刺激模型的水平；当待评估者的视觉知觉功能本身比较普通时，P、U可以设定为一个较小的变换间隔，这样可以更细节的帮助待评估者确认其同时视和立体视对应能观测到视觉生物信息刺激模型的水平。

优选地，显示维持时间变换模块改变视觉生物信息刺激模型目标显示维持时间的调节范围为：0～t1，显示维持时间变换模块以△t为维持时间变换间隔，将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间以△t作为等间隔维持时间变换间距，依次降低。

在此，由于不同个体的双眼视觉功能加工时长优良程度不同，有些人只是无法从定量的角度确定自身的视觉功能加工时长，因此，△t也是一个根据待评估者需要设定的可大可小的视差变换间隔。

本发明还提出一种基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估方法，所述方法基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统实现，至少包括：

所述方法包括同时视功能加工时效能力评估方法及立体视功能加工时效能力评估方法，至少包括：

S1.待评估者利用视觉功能评估模式选择模块，选择待评估的视觉功能模式；

S2.确认待评估的视觉功能模式，若待评估的视觉功能模式为同时视功能评估模式，则执行步骤S3；若待评估的视觉功能模式为立体视功能评估模式，则执行步骤S4；

S3.利用同时视生物信息刺激模型目标生成调节模块生成若干组用于左右眼配对观测的视觉生物信息刺激模型目标，并根据待评估者的评估需要，调节视觉生物信息刺激模型目标的移动速度、运动朝向及移动幅度，执行步骤S5；

S4.利用立体视生物信息刺激模型目标生成调节模块生成若干个视觉生物信息刺激模型目标，并根据待评估者的评估需要，调节视觉生物信息刺激模型目标的移动速度、运动朝向及移动幅度，执行步骤S6；

S5.设置视觉生物信息刺激模型目标的尺寸初始值为S，并利用视觉生物信息刺激模型目标显示维持模块设置视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间初始值t1，执行步骤S7；

S6.设置双眼视差的初始值为R，并利用视觉生物信息刺激模型目标显示维持模块设置视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间初始值t1，执行步骤S7；

S7.待评估者的双眼通过观测设备观测并分辨VR空间显示器中显示的视觉生物信息刺激模型目标在显示维持时间初始值t1内的呈现状态情况；

S8.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，在显示维持时间初始值t1下，待评估者对视觉生物信息刺激模型目标能形成同时视或立体视，执行步骤S9；否则，待评估者对该视觉生物信息刺激模型目标不能形成同时视或立体视；

S9.通过参数调节器调节视觉功能加工时效能力评估时的参数；

S10.利用检测结果输出模块输出待评估者的视觉功能加工时效检测结果。

优选地，当选择待评估的视觉功能模式为同时视功能评估模式时，步骤S9包括的过程如下：

S901.以P作为等间隔尺寸变换间距，利用目标尺寸变换模块将视觉生物信息刺激模型目标的尺寸降低P，待评估者根据指示分辨VR空间显示器中显示的若干组视觉生物信息刺激模型目标在显示维持时间初始值t1内的呈现状态情况；

S902.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，返回步骤S901，否则，输出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态分辨错误时对应的视觉生物信息刺激模型目标尺寸值α，以P为尺寸变换间隔，将视觉生物信息刺激模型目标尺寸值α升高，计算得到视觉生物信息刺激模型目标尺寸α+P，将α+P作为待评估者观测视觉生物信息刺激模型目标尺寸的同时视水平，执行步骤S903；

S903.以△t作为等间隔维持时间变换间距，显示维持时间变换模块将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间降低△t，待评估者根据指示分辨VR空间显示器中显示的若干组视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态情况；

S904.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，返回步骤S903；否则，输出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态分辨错误时对应视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间t2，以△t作为等间隔维持时间变换间距，将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间t2升高，计算得到待评估者加工视觉生物信息刺激模型目标形成同时视的时间t2+△t，作为待评估者同时视加工时长结果。

在此，基于步骤S901～S904，首先通过阶梯状降低视觉生物信息刺激模型目标的尺寸，得出待评估者可以达到的观测视觉生物信息刺激模型目标尺寸的同时视水平，在确认能观测到视觉生物信息刺激模型目标尺寸的同时视水平的基础上，阶梯状降低视觉生物信息刺激模型目标的显示时间，将虚拟现实与同时视视检测结合，形成儿童同时视加工时长定量检测的有效方式，待评估者加工视觉生物信息刺激模型目标形成同时视的时间为t2+△t，t2+△t越小，待评估者同时视加工时效越高，双眼同时视整合能力越强，即通过阶梯状降低目标显示时间，基于待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确的判断结果，反过来倒推得出待评估者的同时视加工时长。

优选地，当选择待评估的视觉功能模式为立体视功能评估模式时，步骤S9包括的过程如下：

S911.以U作为等间隔视差变换间距，双眼视差大小变换模块将双眼视差值降低U，待评估者的双眼通过观测设备观测并分辨视觉生物信息刺激模型目标在显示维持时间初始值t1内的呈现状态情况；

S912.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，返回步骤S911，否则，输出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态分辨错误时对应的双眼视差值Q，以U为视差变换间隔，将双眼视差值Q升高，计算得到待评估者双眼视差水平值Q+U，将Q+U作为待评估者的双眼视差水平，执行步骤S913；

S913.以△t作为等间隔维持时间变换间距，显示维持时间变换模块将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间降低△t，待评估者的双眼通过观测设备观测并分辨视觉生物信息刺激模型目标在显示维持时间内的呈现状态情况；

S914.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，返回步骤S913；否则，输出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态分辨错误时对应视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间t2，以△t作为等间隔维持时间变换间距，将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间t2升高，计算得到待评估者加工视觉生物信息刺激模型目标形成立体视的时间t2+△t，作为待评估者立体视加工时长结果。

在此，基于步骤S911～S914，首先通过阶梯状降低视差，得出待评估者的双眼视差水平，在确认待评估者双眼视差水平的基础上，阶梯状降低生物刺激模型目标的显示时间，将虚拟现实与立体视评估结合，形成儿童立体视加工时效定量评估的有效方式。待评估者加工视觉生物信息刺激模型目标形成立体视的时间为t2+△t，t2+△t越小，待评估者立体视加工时效越高，双眼立体视整合能力越强，即通过阶梯状降低目标显示时间，基于待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确的判断结果，反过来倒推得出待评估者的立体视加工时长。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提出一种基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统及方法，以视觉生物信息刺激模型目标作为待评估者最核心的观测对象，视觉生物信息刺激模型目标通过VR空间显示器显示，其本身通过视觉生物信息刺激模型目标生成调节模块在VR空间显示器的指定区域生成，而且视觉生物信息刺激模型目标的移动速度、运动朝向及移动幅度均是可以通过视觉生物信息刺激模型目标生成调节模块调节的，更能吸引待评估者尤其是当待评估者为小孩子时的兴趣和注意力，此外，本发明从视觉生物信息刺激模型目标显示时间的角度出发，通过参数调节器变换目标显示时间，基于待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确的判断结果，形成儿童双眼视觉功能加工时长定量检测的有效方式，避免进一步引发视觉功能减弱甚至丧失的风险。

附图说明

图1表示本发明实施例中提出的基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统的结构框图；

图2表示本发明实施例中提出的4个视觉生物信息刺激模型目标的一种立体视形态示意图；

图3表示本发明实施例中提出的一组视觉生物信息刺激模型目标的一种同时视形态示意图；

图4表示本发明实施例中提出的视觉生物信息刺激模型目标显示维持时间的阶梯状递减变换示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好地说明本实施例，附图某些部位会有省略、放大或缩小，并不代表实际尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知内容说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示的基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统的结构框图，参见图1，所述系统包括：

视觉功能评估模式选择模块，用于待评估者选择待评估的视觉功能模式时使用，视觉功能评估模式包括同时视功能评估模式及立体视功能评估模式；

视觉功能评估模式选择模块，用于待评估者选择待评估的视觉功能模式时使用，所述视觉功能评估模式包括同时视功能评估模式及立体视功能评估模式；所述立体视生物信息刺激模型目标生成调节模块，用于生成若干个视觉生物信息刺激模型目标，所述同时视生物信息刺激模型目标生成调节模块生成若干组用于左右眼配对观测的视觉生物信息刺激模型目标；立体视生物信息刺激模型目标生成调节模块及同时视生物信息刺激模型目标生成调节模块均可根据待评估者的评估需要，调节视觉生物信息刺激模型目标的移动速度、运动朝向及移动幅度；在实际实施时，视觉生物信息刺激模型目标生成调节模块里封装有不同形态的视觉生物信息刺激模型程序编码单元，可根据待评估者需要，编码生成不同的视觉生物信息刺激模型目标，视觉生物信息刺激模型目标生成调节模块根据待评估者的评估需要，调节视觉生物信息刺激模型目标的移动速度、运动朝向及移动幅度。

VR空间显示器，用于显示视觉生物信息刺激模型目标，为视觉生物信息刺激模型目标提供展示空间；

在具体实施时，视觉生物信息刺激模型目标通过视觉生物信息刺激模型目标生成调节模块在VR空间显示器的指定区域生成，且不局限于特定的形态表征，可以为规则立体或不规则立体或动物或球体等多种形态，而且这些视觉生物信息刺激模型目标自身的纹理或者颜色都是可以设定调节的，更能吸引待评估者尤其是当待评估者为小孩子时的兴趣和注意力，在本实施例中，如图2所示，视觉生物信息刺激模型目标生成为一种立体视形态示意图，此时4个生物刺激模型目标为小动物的形态，依次为小鸟，大象，猩猩及小猪，能吸引小孩子的注意力，实际评估时，生物刺激模型目标以自身为中心可能是转动或改变动作的；如图3所示视觉生物信息刺激模型目标的一种同时视形态示意图，生成的视觉生物信息刺激模型目标有两种形态：动物表征和球体表征，共三组，第一组标记为1，表示斑马和狮子；第二组标记为2，表示花朵和小猪；第三组标记为3，表示大球和小球。实际检测时，视觉生物信息刺激模型目标以自身为中心可能是转动或有其它动作变化的。

观测设备，用于待评估者双眼观测并分辨VR空间显示器显示的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态情况时使用；

在具体实施时，控制观测设备和VR空间显示器是相匹配的，但无论是VR空间显示器还是观测设备，都不局限于一种特定的设备，如VR空间显示器为偏振显示设备、AR显示设备、VR显示设备、MR显示设备等，控制观测设备为红绿/红蓝分视眼镜，偏光分视眼镜，VR控制分视头盔等，待评估者左右眼通过控制观测设备观测的视觉生物信息刺激模型目标不同，均在VR空间显示器的同一指定区域，左右眼观测的视觉生物信息刺激模型目标配成一组，三组视觉生物信息刺激模型目标之间的排列位置不固定，控制观测设备基于分视控制技术实现左右眼观测不同的视觉生物信息刺激模型目标。

参数调节器，用于调节视觉功能加工时效能力评估时的参数；在本实施例中，所述参数调节器调节视觉功能加工时效能力评估时的参数包括视觉生物信息刺激模型目标的尺寸、双眼视差值、视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间；所述参数调节器包括目标尺寸变换模块、双眼视差大小变换模块及显示维持时间变换模块；所述目标尺寸变换模块用于变换视觉生物信息刺激模型目标的尺寸大小；所述双眼视差大小变换模块用于改变双眼视差值；所述显示维持时间变换模块用于变换视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间，在实际实施时，待评估者通过VR空间显示器的键盘输入装置，按键调节视觉生物信息刺激模型目标的尺寸实现，待评估者通过VR空间显示器的键盘输入装置，按键调节双眼视差值的大小。

目标呈现状态判断模块，用于判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确；

目标显示维持模块，用于设置视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间，在设定的视觉生物信息刺激模型目标显示维持时间内，维持视觉生物信息刺激模型目标在虚拟现实空间显示器中的显示，涉及到视觉生物信息刺激模型目标在VR空间显示器的显示及消失，视觉生物信息刺激模型目标显示维持模块的作用是为了在视觉生物信息刺激模型目标从显示到消失的时间段内，协助系统检测出待评估者是否存在双眼视觉功能，先做一个初步的明确。

检测结果输出模块，用于输出待评估者的视觉功能加工时效检测结果。

在本实施例中，视觉生物信息刺激模型目标生成调节模块还能将视觉生物信息刺激模型目标的状态设置为动态或静态，当视觉生物信息刺激模型目标的状态设置为动态时，视觉生物信息刺激模型目标的动态信息由人体视觉背流通道加工处理，待评估者的同时视功能或立体视功能被初步评估；当视觉生物信息刺激模型目标的状态设置为静态时，视觉生物信息刺激模型目标的静态信息由人体视觉腹流通道加工处理，待评估者的同时视功能或立体视功能被初步评估。

在本实施例中，视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态包括同时视生物信息刺激模型目标的呈现状态及立体视生物信息刺激模型目标的呈现状态，同时视生物信息刺激模型目标的呈现状态包括“有”呈现状态和“无”呈现状态；以待评估者双眼观测到若干组视觉生物信息刺激模型目标作为“有”呈现状态，以待评估者双眼观测不到若干组视觉生物信息刺激模型目标作为“无”呈现状态；立体视生物信息刺激模型目标的呈现状态包括“远”呈现状态和“近”呈现状态，其中，以VR空间显示器为界面，视觉生物信息刺激模型目标沿界面进入VR空间内部的方向为“远”，视觉生物信息刺激模型目标沿VR空间内部移向界面的方向为“近”。视觉生物信息刺激模型目标中“有”呈现状态和“无”呈现状态的分辨是建立在双眼同时视功能存在的基础上的，分辨出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态直接与同时视关联，“远”位置状态和“近”位置状态的分辨是建立在立体视功能存在的基础上的，分辨出视觉生物信息刺激模型目标的位置状态直接与立体视关联，也是后续进一步检测用户双眼视觉功能加工时长的基础。

在本实施例中，所述目标尺寸变换模块变换视觉生物信息刺激模型目标尺寸时的变换调节范围为：0～S，所述双眼视差大小变换模块改变双眼视差值的调节范围为：0～R角秒。视觉生物信息刺激模型目标尺寸调节范围的最大值S代表最容易观测视觉生物信息刺激模型目标形成同时视时设定的最容易尺寸值，尺寸越小，观测视觉生物信息刺激模型目标形成同时视的困难度越大；双眼视差值调节范围的最大值R代表最容易观测视觉生物信息刺激模型目标形成立体视时设定的最容易视差值，视差越小，观测视觉生物信息刺激模型目标形成立体视的困难度越大。

在本实施例中，所述目标尺寸变换模块以P为尺寸变换间隔，将视觉生物信息刺激模型目标尺寸从初始值S以P作为等间隔尺寸变换间距，依次降低；所述双眼视差大小变换模块以U为视差变换间隔，将双眼视差从初始值R以U作为等间隔视差变换间距，依次降低。从同时视和立体视宏观功能角度看，由于不同个体的视觉知觉功能优良程度不同，因此，P、U是一个根据待评估者需要设定的可大可小的视觉生物信息刺激模型变换间隔，当待评估者的视觉知觉功能本身比较优秀时，P、U可以设定为一个较大的变换间隔，这样可以更快的帮助待评估者确认其同时视和立体视对应能观测到视觉生物信息刺激模型的水平；当待评估者的视觉知觉功能本身比较普通时，P、U可以设定为一个较小的变换间隔，这样可以更细节的帮助待评估者确认其同时视和立体视对应能观测到视觉生物信息刺激模型的水平。

显示维持时间变换模块改变视觉生物信息刺激模型目标显示维持时间的调节范围为：0～t1，显示维持时间变换模块以△t为维持时间变换间隔，将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间以△t作为等间隔维持时间变换间距，依次降低。由于不同个体的双眼视觉功能加工时长优良程度不同，有些人只是无法从定量的角度确定自身的视觉功能加工时长，因此，△t也是一个根据待评估者需要设定的可大可小的视差变换间隔。

本发明还提出一种基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估方法，所述方法基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统实现，至少包括：

所述方法包括同时视功能加工时效能力评估方法及立体视功能加工时效能力评估方法，至少包括：

S1.待评估者利用视觉功能评估模式选择模块，选择待评估的视觉功能模式；

S2.确认待评估的视觉功能模式，若待评估的视觉功能模式为同时视功能评估模式，则执行步骤S3；若待评估的视觉功能模式为立体视功能评估模式，则执行步骤S4；

S3.利用同时视生物信息刺激模型目标生成调节模块生成若干组用于左右眼配对观测的视觉生物信息刺激模型目标，并根据待评估者的评估需要，调节视觉生物信息刺激模型目标的移动速度、运动朝向及移动幅度，执行步骤S5；

S4.利用立体视生物信息刺激模型目标生成调节模块生成若干个视觉生物信息刺激模型目标，并根据待评估者的评估需要，调节视觉生物信息刺激模型目标的移动速度、运动朝向及移动幅度，执行步骤S6；

S5.设置视觉生物信息刺激模型目标的尺寸初始值为S，并利用视觉生物信息刺激模型目标显示维持模块设置视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间初始值t1，执行步骤S7；

S6.设置双眼视差的初始值为R，并利用视觉生物信息刺激模型目标显示维持模块设置视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间初始值t1，执行步骤S7；

S7.待评估者的双眼通过观测设备观测并分辨VR空间显示器中显示的视觉生物信息刺激模型目标在显示维持时间初始值t1内的呈现状态情况；

S8.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，在显示维持时间初始值t1下，待评估者对视觉生物信息刺激模型目标能形成立体视和同时视，执行步骤S9；否则，待评估者对该视觉生物信息刺激模型目标不能形成立体视和同时视；

S9.通过参数调节器调节视觉功能加工时效能力评估时的参数；

S10.利用检测结果输出模块输出待评估者的视觉功能加工时效检测结果。

优选地，当选择待评估的视觉功能模式为同时视功能评估模式时，步骤S9包括的过程如下：

S901.以P作为等间隔尺寸变换间距，利用目标尺寸变换模块将视觉生物信息刺激模型目标的尺寸降低P，待评估者根据指示分辨VR空间显示器中显示的若干组视觉生物信息刺激模型目标在显示维持时间初始值t1内的呈现状态情况；

S902.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，返回步骤S901，否则，输出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态分辨错误时对应的视觉生物信息刺激模型目标尺寸值α，以P为尺寸变换间隔，将视觉生物信息刺激模型目标尺寸值α升高，计算得到视觉生物信息刺激模型目标尺寸α+P，将α+P作为待评估者观测视觉生物信息刺激模型目标尺寸的同时视水平，执行步骤S903；

S903.以△t作为等间隔维持时间变换间距，显示维持时间变换模块将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间降低△t，待评估者根据指示分辨VR空间显示器中显示的若干组视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态情况；

S904.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，返回步骤S903；否则，输出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态分辨错误时对应视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间t2，以△t作为等间隔维持时间变换间距，将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间t2升高，计算得到待评估者加工视觉生物信息刺激模型目标形成同时视的时间t2+△t，作为待评估者同时视加工时长结果。

在此，基于步骤S901～S904，首先通过阶梯状降低视觉生物信息刺激模型目标的尺寸，得出待评估者可以达到的观测视觉生物信息刺激模型目标尺寸的同时视水平，在确认能观测到视觉生物信息刺激模型目标尺寸的同时视水平的基础上，阶梯状降低视觉生物信息刺激模型目标的显示时间，将虚拟现实与同时视视检测结合，形成儿童同时视加工时长定量检测的有效方式，待评估者加工视觉生物信息刺激模型目标形成同时视的时间为t2+△t，t2+△t越小，待评估者同时视加工时效越高，双眼同时视整合能力越强，即通过阶梯状降低目标显示时间，基于待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确的判断结果，反过来倒推得出待评估者的同时视加工时长。

如图1及图3所示，视觉生物信息刺激模型目标生成调节模块在VR空间显示器的指定区域生成3组左右眼配对的视觉生物信息刺激模型目标，共6个，其中两组视觉生物信息刺激模型目标为小动物的形态，第一组1为斑马，狮子，分别对应左右眼，第二组2为太阳花及小猪，分别对应左右眼，第三组3为球体，左眼为大球，右眼为小球，三组视觉生物信息刺激模型目标可以是以自身为中心转动或有其它动作变化的，左右眼视觉生物信息刺激模型目标不同的前提下，每一个目标本身的颜色或者纹理都可以有设定变化，这样能吸引小孩子的注意力。视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态分辨错误时对应视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间为t2时，t2不能作为其双眼在视觉生物信息刺激模型目标的显示时间下加工同时视的时长，因为此时待评估者是看不到同时视的，即实际同时视加工时长要大于t2，因此，以△t作为等间隔维持时间变换间距，将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间t2升高，计算得到待评估者加工视觉生物信息刺激模型目标形成同时视的时间t2+△t，作为待评估者同时视加工时长结果，至于△t究竟取多大，可根据需要设定，可以极其细微的设定维持时间变换间距，也可以适当调大维持时间变换间距。

在本实施例中，当选择待评估的视觉功能模式为立体视功能评估模式时，步骤S9包括的过程如下：

S911.以U作为等间隔视差变换间距，双眼视差大小变换模块将双眼视差值降低U，待评估者的双眼通过观测设备观测并分辨视觉生物信息刺激模型目标在显示维持时间初始值t1内的呈现状态情况；

S912.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，返回步骤S911，否则，输出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态分辨错误时对应的双眼视差值Q，以U为视差变换间隔，将双眼视差值Q升高，计算得到待评估者双眼视差水平值Q+U，将Q+U作为待评估者的双眼视差水平，执行步骤S913；

S913.以△t作为等间隔维持时间变换间距，显示维持时间变换模块将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间降低△t，待评估者的双眼通过观测设备观测并分辨视觉生物信息刺激模型目标在显示维持时间内的呈现状态情况；

S914.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，返回步骤S913；否则，输出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态分辨错误时对应视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间t2，以△t作为等间隔维持时间变换间距，将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间t2升高，计算得到待评估者加工视觉生物信息刺激模型目标形成立体视的时间t2+△t，作为待评估者立体视加工时长结果。

综上，基于步骤S901～S904以及步骤S911～步骤S914，视觉生物信息刺激模型目标显示维持时间的变换示意图如图4所示，由t1呈阶梯状递减。在同时视层面，首先通过阶梯状降低视觉生物信息刺激模型目标的尺寸，得出待评估者可以达到的观测视觉生物信息刺激模型目标尺寸的同时视水平，在确认能观测到视觉生物信息刺激模型目标尺寸的同时视水平的基础上，阶梯状降低视觉生物信息刺激模型目标的显示时间，将虚拟现实与同时视视检测结合，形成儿童同时视加工时长定量检测的有效方式；在立体视层面，首先通过阶梯状降低视差，得出待评估者的双眼视差水平，在确认待评估者双眼视差水平的基础上，阶梯状降低生物刺激模型目标的显示时间，将虚拟现实与立体视评估结合，形成儿童立体视加工时效定量评估的有效方式。

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统，其特征在于，包括：

视觉功能评估模式选择模块，用于待评估者选择待评估的视觉功能模式时使用，所述视觉功能评估模式包括同时视功能评估模式及立体视功能评估模式；

视觉生物信息刺激模型目标生成调节模块，包括立体视生物信息刺激模型目标生成调节模块及同时视生物信息刺激模型目标生成调节模块；

所述立体视生物信息刺激模型目标生成调节模块，用于生成若干个视觉生物信息刺激模型目标，所述同时视生物信息刺激模型目标生成调节模块生成若干组用于左右眼配对观测的视觉生物信息刺激模型目标；立体视生物信息刺激模型目标生成调节模块及同时视生物信息刺激模型目标生成调节模块均可根据待评估者的评估需要，调节视觉生物信息刺激模型目标的移动速度、运动朝向及移动幅度；

VR空间显示器，用于显示视觉生物信息刺激模型目标，为视觉生物信息刺激模型目标提供展示空间；

观测设备，用于待评估者双眼观测并分辨VR空间显示器显示的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态情况时使用；

参数调节器，用于调节视觉功能加工时效能力评估时的参数；

目标呈现状态判断模块，用于判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确；

目标显示维持模块，用于设置视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间，在设定的视觉生物信息刺激模型目标显示维持时间内，维持视觉生物信息刺激模型目标在VR空间显示器中的显示；

检测结果输出模块，用于输出待评估者的视觉功能加工时效检测结果。

2.根据权利要求1所述的基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统，其特征在于，所述参数调节器调节视觉功能加工时效能力评估时的参数包括视觉生物信息刺激模型目标的尺寸、双眼视差值、视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间；所述参数调节器包括目标尺寸变换模块、双眼视差大小变换模块及显示维持时间变换模块；所述目标尺寸变换模块用于变换视觉生物信息刺激模型目标的尺寸大小；所述双眼视差大小变换模块用于改变双眼视差值；所述显示维持时间变换模块用于变换视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间。

3.根据权利要求2所述的基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统，视觉生物信息刺激模型目标生成调节模块还能将视觉生物信息刺激模型目标的状态设置为动态或静态，当视觉生物信息刺激模型目标的状态设置为动态时，视觉生物信息刺激模型目标的动态信息由人体视觉背流通道加工处理，待评估者的同时视功能或立体视功能被初步评估；当视觉生物信息刺激模型目标的状态设置为静态时，视觉生物信息刺激模型目标的静态信息由人体视觉腹流通道加工处理，待评估者的同时视功能或立体视功能被初步评估。

4.根据权利要求3所述的基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统，其特征在于，视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态包括同时视生物信息刺激模型目标的呈现状态及立体视生物信息刺激模型目标的呈现状态；同时视生物信息刺激模型目标的呈现状态包括“有”呈现状态和“无”呈现状态；以待评估者双眼观测到若干组视觉生物信息刺激模型目标作为“有”呈现状态，以待评估者双眼观测不到若干组视觉生物信息刺激模型目标作为“无”呈现状态；立体视生物信息刺激模型目标的呈现状态包括“远”呈现状态和“近”呈现状态，其中，以VR空间显示器为界面，视觉生物信息刺激模型目标沿界面进入VR空间内部的方向为“远”，视觉生物信息刺激模型目标沿VR空间内部移向界面的方向为“近”。

5.根据权利要求4所述的基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统，其特征在于，所述目标尺寸变换模块变换视觉生物信息刺激模型目标尺寸时的变换调节范围为：0～S，所述双眼视差大小变换模块改变双眼视差值的调节范围为：0～R角秒。

6.根据权利要求5所述的基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统，其特征在于，所述目标尺寸变换模块以P为尺寸变换间隔，将视觉生物信息刺激模型目标尺寸从初始值S以P作为等间隔尺寸变换间距，依次降低；所述双眼视差大小变换模块以U为视差变换间隔，将双眼视差从初始值R以U作为等间隔视差变换间距，依次降低。

7.根据权利要求6所述的基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统，其特征在于，显示维持时间变换模块改变视觉生物信息刺激模型目标显示维持时间的调节范围为：0～t1，显示维持时间变换模块以△t为维持时间变换间隔，将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间以△t作为等间隔维持时间变换间距，依次降低。

8.一种基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估方法，其特征在于，所述方法基于权利要求2所述的基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估系统实现，所述方法包括同时视功能加工时效能力评估方法及立体视功能加工时效能力评估方法，至少包括：

S1.待评估者利用视觉功能评估模式选择模块，选择待评估的视觉功能模式；

S2.确认待评估的视觉功能模式，若待评估的视觉功能模式为同时视功能评估模式，则执行步骤S3；若待评估的视觉功能模式为立体视功能评估模式，则执行步骤S4；

S3.利用同时视生物信息刺激模型目标生成调节模块生成若干组用于左右眼配对观测的视觉生物信息刺激模型目标，并根据待评估者的评估需要，调节视觉生物信息刺激模型目标的移动速度、运动朝向及移动幅度，执行步骤S5；

S4.利用立体视生物信息刺激模型目标生成调节模块生成若干个视觉生物信息刺激模型目标，并根据待评估者的评估需要，调节视觉生物信息刺激模型目标的移动速度、运动朝向及移动幅度，执行步骤S6；

S5.设置视觉生物信息刺激模型目标的尺寸初始值为S，并利用视觉生物信息刺激模型目标显示维持模块设置视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间初始值t1，执行步骤S7；

S6.设置双眼视差的初始值为R，并利用视觉生物信息刺激模型目标显示维持模块设置视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间初始值t1，执行步骤S7；

S7.待评估者的双眼通过观测设备观测并分辨VR空间显示器中显示的视觉生物信息刺激模型目标在显示维持时间初始值t1内的呈现状态情况；

S8.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，在显示维持时间初始值t1下，待评估者对视觉生物信息刺激模型目标能形成同时视或立体视，执行步骤S9；否则，待评估者对该视觉生物信息刺激模型目标不能形成同时视或立体视；

S9.通过参数调节器调节视觉功能加工时效能力评估时的参数；

S10.利用检测结果输出模块输出待评估者的视觉功能加工时效检测结果。

9.根据权利要求8所述的基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估方法，其特征在于，当选择待评估的视觉功能模式为同时视功能评估模式时，步骤S9包括的过程如下：

S901.以P作为等间隔尺寸变换间距，利用目标尺寸变换模块将视觉生物信息刺激模型目标的尺寸降低P，待评估者根据指示分辨VR空间显示器中显示的若干组视觉生物信息刺激模型目标在显示维持时间初始值t1内的呈现状态情况；

S902.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，返回步骤S901，否则，输出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态分辨错误时对应的视觉生物信息刺激模型目标尺寸值α，以P为尺寸变换间隔，将视觉生物信息刺激模型目标尺寸值α升高，计算得到视觉生物信息刺激模型目标尺寸α+P，将α+P作为待评估者观测视觉生物信息刺激模型目标尺寸的同时视水平，执行步骤S903；

S903.以△t作为等间隔维持时间变换间距，显示维持时间变换模块将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间降低△t，待评估者根据指示分辨VR空间显示器中显示的若干组视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态情况；

S904.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，返回步骤S903；否则，输出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态分辨错误时对应视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间t2，以△t作为等间隔维持时间变换间距，将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间t2升高，计算得到待评估者加工视觉生物信息刺激模型目标形成同时视的时间t2+△t，作为待评估者同时视加工时长结果。

10.根据权利要求8所述的基于VR空间的视觉功能加工时效能力评估方法，其特征在于，当选择待评估的视觉功能模式为立体视功能评估模式时，步骤S9包括的过程如下：

S911.以U作为等间隔视差变换间距，双眼视差大小变换模块将双眼视差值降低U，待评估者的双眼通过观测设备观测并分辨视觉生物信息刺激模型目标在显示维持时间初始值t1内的呈现状态情况；

S912.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，返回步骤S911，否则，输出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态分辨错误时对应的双眼视差值Q，以U为视差变换间隔，将双眼视差值Q升高，计算得到待评估者双眼视差水平值Q+U，将Q+U作为待评估者的双眼视差水平，执行步骤S913；

S913.以△t作为等间隔维持时间变换间距，显示维持时间变换模块将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间降低△t，待评估者的双眼通过观测设备观测并分辨视觉生物信息刺激模型目标在显示维持时间内的呈现状态情况；

S914.通过目标呈现状态判断模块判断待评估者分辨的视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态是否正确，若是，返回步骤S913；否则，输出视觉生物信息刺激模型目标的呈现状态分辨错误时对应视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间t2，以△t作为等间隔维持时间变换间距，将视觉生物信息刺激模型目标的显示维持时间t2升高，计算得到待评估者加工视觉生物信息刺激模型目标形成立体视的时间t2+△t，作为待评估者立体视加工时长结果。

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