CN113096253B - 一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统，包括待刺激区域调节器、视野刺激影像生成器、视野刺激影像发射器、视野刺激影像接收器、控制模块和显示装置；本发明还提供一种基于局部视野刺激的视觉仿真方法，基于所述的一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统实现。本发明提供一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统和方法，将使用者的视野异常区域作为待刺激区域，并在待刺激区域利用动态的视野刺激影像对使用者进行局部视野刺激的视觉仿真，有助于恢复使用者的异常视野，解决了目前还没有适用于解决局部视野异常的方案的问题。

Description

一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统和方法

技术领域

本发明涉及视觉仿真的技术领域，更具体的，涉及一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统和方法。

背景技术

视野是指人的头部和眼球固定不动的情况下，眼睛观看正前方物体时所能看得见的空间范围，我们称为静视野眼睛转动所看到的我们称为动视野，常用角度来表示。视野的大小和形状与视网膜上感觉细胞的分布状况有关，可以用视野计来测定视野的范围。“视野”又称“视场”。当眼固定注视一点时(或通过仪器)所能看见的空间范围，双眼视野大于单眼视野：对各种颜色的视野大小也不同，绿色视野最小，红色较大，蓝色更大，白色最大。这主要是由于感受不同波长光线的锥体细胞比较集中于视网膜中心所致。

人们通过眼睛来接受外部视觉信息，并经过大脑的解释、整合和处理，最终形成视觉。眼睛是收集视觉信息的感觉器官。正常人的眼睛能看见的视野范围大约有110°，可以分为中心凹视野、旁中心凹视野以及周边视野。其中，焦点清晰的区域称为中心凹视野。该区域很小，在任何给定时间，只有大约5度的视线会清晰聚焦。这是因为每个眼球的后方都有一个非常小的中心凹。中心凹有高度专业化的视锥感光细胞，可以使人感知颜色，并能够感知更细的细节和更快的图像变化。在旁中心凹区的事物不是很清晰，但旁中心凹视野可以让我们获得前方场景的“全景”。周边视野看到的一切都无法聚焦，但是它对于运动的观察很重要，例如在过马路时，周边视野检测即将到来的汽车的运动。

因此，当人的局部视野出现异常(如视觉系统部分受损、暗点等)时，会影响到人的阅读、出行和运动等各方面，对生活、学习和工作都会造成很大的不便。而目前还没有适用于解决局部视野异常的方案。

现有技术中，如2018-08-10公开的中国专利，一种长时间用眼不累的能防治近视等眼病的仿生用眼系统，公开号为CN108379041A，通过周边视野刺激装置改变眼底周边视野血液循环，双向调节眼轴长度，促进近视远视的眼轴长度向正视眼方向恢复，促进散光眼底周边局部被拉长的眼轴向正视眼方向恢复，但不适用于解决局部视野异常。

发明内容

本发明为克服目前还没有适用于解决局部视野异常的方案的技术缺陷，提供一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统和方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

包括待刺激区域调节器、视野刺激影像生成器、视野刺激影像发射器、视野刺激影像接收器、控制模块和显示装置；

所述待刺激区域调节器，用于根据使用者的视野异常情况调节待刺激区域，将使用者的视野异常区域作为待刺激区域；

所述视野刺激影像生成器，用于生成视野刺激影像，以及设置单位时间内生成的视野刺激影像的数量；

所述视野刺激影像发射器有若干个，用于向待刺激区域发射生成的视野刺激影像，使待刺激区域出现运动的视野刺激影像；

所述视野刺激影像接收器有若干个，用于接收到达待刺激区域边界的视野刺激影像，使视野刺激影像在待刺激区域消失；

所述控制模块，用于联立待刺激区域调节器、视野刺激影像生成器、视野刺激影像发射器、视野刺激影像接收器和显示装置来控制待刺激区域和视野刺激影像的状态；

所述显示装置，用于显示待刺激区域和视野刺激影像。

优选的，还包括视野刺激影像计时器，用于累计视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间，当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到预设的时间上限时，通过所述控制模块控制视野刺激影像消失。

优选的，所述视野刺激影像计时器，还用于设置变速时间阈值，当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到变速时间阈值时，通过所述控制模块控制视野刺激影像改变运动速度。

优选的，待刺激区域的缺省为全视野区域。

优选的，所述视野刺激影像生成器，还用于设置生成的各个视野刺激影像的自身形态、自转速度、尺寸大小、对比度、模糊度、空间频率、色流和闪烁频率。

优选的，视野刺激影像的尺寸大小的变化是周期性的。

优选的，所述视野刺激影像发射器，还用于设置发射向待刺激区域的视野刺激影像的运动速度。

优选的，所述显示装置为AR显示装置。

一种基于局部视野刺激的视觉仿真方法，基于所述的一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统实现，包括以下步骤：

A1：生成视野刺激影像，并初始化待刺激区域；

A2：将视野刺激影像发射向初始的待刺激区域，得到第一视觉仿真模型；

A3：通过显示装置显示出第一视觉仿真模型对使用者进行视觉测试，测试出使用者的视野异常区域；

A4：根据使用者的视野异常区域调节初始的待刺激区域，得到调节好的待刺激区域；

A5：将视野刺激影像发射向调节好的待刺激区域，得到第二视觉仿真模型；

A6：通过显示装置显示出第二视觉仿真模型对使用者进行基于局部视野刺激的视觉仿真；

其中，

在第一视觉仿真模型和第二视觉仿真模型中，

当视野刺激影像被视野刺激影像接收器接收时，视野刺激影像消失；

当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到预设的时间上限时，视野刺激影像消失；

当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到变速时间阈值时，触发控制模块控制视野刺激影像改变运动速度。

一种基于局部视野刺激的视觉仿真方法，基于所述的一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统实现，包括以下步骤：

B1：生成视野刺激影像，并根据使用者的视野异常情况设置待刺激区域，得到设置好的待刺激区域；

B2：将视野刺激影像发射向设置好的待刺激区域，得到第三视觉仿真模型；

B3：通过显示装置显示出第三视觉仿真模型对使用者进行基于局部视野刺激的视觉仿真；

其中，

在第三视觉仿真模型中，

当视野刺激影像被视野刺激影像接收器接收时，视野刺激影像消失；

当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到预设的时间上限时，视野刺激影像消失；

当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到变速时间阈值时，触发控制模块控制视野刺激影像改变运动速度。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提供了一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统和方法，将使用者的视野异常区域作为待刺激区域，并在待刺激区域利用动态的视野刺激影像对使用者进行局部视野刺激的视觉仿真，有助于恢复使用者的异常视野。

附图说明

图1为本发明的模块连接示意图；

图2为本发明其中一个实施例的技术方案实施步骤流程图；

图3为本发明另一个实施例的技术方案实施步骤流程图；

其中：1、待刺激区域调节器；2、视野刺激影像生成器；3、视野刺激影像发射器；4、视野刺激影像接收器；5、控制模块；6、显示装置；7、视野刺激影像计时器。

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；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其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，一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统，包括待刺激区域调节器1、视野刺激影像生成器2、视野刺激影像发射器3、视野刺激影像接收器4、控制模块5和显示装置6；

所述待刺激区域调节器1，用于根据使用者的视野异常情况调节待刺激区域，将使用者的视野异常区域作为待刺激区域；

所述视野刺激影像生成器2，用于生成视野刺激影像，以及通过输入设备设置单位时间内生成的视野刺激影像的数量；在实际实施时，视野刺激影像生成器2中封装有视野刺激影像的编码模块，能够根据实际情况编码生成视野刺激影像；

所述视野刺激影像发射器3有若干个，用于通过控制模块5向待刺激区域发射所述视野刺激影像生成器2生成的视野刺激影像，使待刺激区域出现运动的视野刺激影像；

所述视野刺激影像接收器4有若干个，用于通过控制模块5接收运动到达待刺激区域边界的视野刺激影像，使视野刺激影像在待刺激区域消失；在实际实施时，通过控制模块5将待刺激区域边界参数与视野刺激影像的位置参数发送到视野刺激影像接收器4进行对比，当视野刺激影像的位置参数与待刺激区域的任意边界参数一致时，则认为视野刺激影像到达待刺激区域边界，视野刺激影像接收器4通过控制模块5使该视野刺激影像不在待刺激区域显示，实现该视野刺激影像在待刺激区域消失；

所述控制模块5，用于联立待刺激区域调节器1、视野刺激影像生成器2、视野刺激影像发射器3、视野刺激影像接收器4和显示装置6来控制待刺激区域和视野刺激影像的状态；

所述显示装置6，用于显示待刺激区域和视野刺激影像。

更具体的，还包括视野刺激影像计时器7，用于累计视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间，当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到预设的时间上限时，通过所述控制模块5控制视野刺激影像消失。

在具体实施过程中，所述视野刺激影像计时器7通过与所述控制模块5联立实现对视野刺激影像的状态控制。

更具体的，所述视野刺激影像计时器7，还用于设置变速时间阈值，当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到变速时间阈值时，通过所述控制模块5控制视野刺激影像改变运动速度。

在具体实施过程中，运动速度包括运动速率和运动方向；通过改变待刺激区域内视野刺激影像的运动速度，提高视野刺激影像对使用者的视野刺激效果。

更具体的，待刺激区域的缺省为全视野区域。

更具体的，所述视野刺激影像生成器2，还用于设置生成的各个视野刺激影像的自身形态、自转速度、尺寸大小、对比度、模糊度、空间频率、色流和闪烁频率。

在具体实施过程中，自身形态包括规则/不规则的平面/立体形态；自转包括绕中心点/绕中心轴自转，自转速度包括自转方向和自转速率；尺寸大小、对比度、模糊度、空间频率、色流和闪烁频率的变化均可设置为固定不变或渐变。

更具体的，视野刺激影像的尺寸大小的变化是周期性的。

更具体的，所述视野刺激影像发射器3，还用于设置发射向待刺激区域的视野刺激影像的运动速度。

在具体实施过程中，运动速度包括运动速率和运动方向。

在具体实施过程中，各个视野刺激影像发射器3每次发射的视野刺激影像的数量不等、各个视野刺激影像的发射方向可以设置为统一或不固定，且各个视野刺激影像的发射位置不固定，从而进一步提高视野刺激影像的视野刺激效果。

更具体的，所述显示装置6为AR显示装置。

在具体实施过程中，显示装置6还可以采用VR、MR和裸眼3D等显示装置6。

实施例2

如图2所示，一种基于局部视野刺激的视觉仿真方法，基于所述的一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统实现，包括以下步骤：

A1：生成视野刺激影像，并初始化待刺激区域；

A2：将视野刺激影像发射向初始的待刺激区域，得到第一视觉仿真模型；

A3：通过显示装置6显示出第一视觉仿真模型对使用者进行视觉测试，测试出使用者的视野异常区域；

A4：根据使用者的视野异常区域调节初始的待刺激区域，得到调节好的待刺激区域；

A5：将视野刺激影像发射向调节好的待刺激区域，得到第二视觉仿真模型；

A6：通过显示装置6显示出第二视觉仿真模型对使用者进行基于局部视野刺激的视觉仿真；

其中，

在第一视觉仿真模型和第二视觉仿真模型中，

当视野刺激影像被视野刺激影像接收器4接收时，视野刺激影像消失；

当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到预设的时间上限时，视野刺激影像消失；

当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到变速时间阈值时，触发控制模块5控制视野刺激影像改变运动速度。

在具体实施过程中，通过第一视觉仿真模型测试出使用者的视野异常区域，并根据测试结果精准调节待刺激区域，然后得到第二视觉仿真模型并进行视觉仿真，实现更精准、更有针对性的视觉仿真，提高局部视野刺激效果。

实施例3

如图3所示，一种基于局部视野刺激的视觉仿真方法，基于所述的一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统实现，包括以下步骤：

B1：生成视野刺激影像，并根据使用者的视野异常情况设置待刺激区域，得到设置好的待刺激区域；

B2：将视野刺激影像发射向设置好的待刺激区域，得到第三视觉仿真模型；

B3：通过显示装置6显示出第三视觉仿真模型对使用者进行基于局部视野刺激的视觉仿真；

其中，

在第三视觉仿真模型中，

当视野刺激影像被视野刺激影像接收器4接收时，视野刺激影像消失；

当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到预设的时间上限时，视野刺激影像消失；

当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到变速时间阈值时，触发控制模块5控制视野刺激影像改变运动速度。

在具体实施过程中，根据使用者的视野异常情况粗略设置待刺激区域，得到第三视觉仿真模型对使用者进行视觉仿真，适用于已知悉视野异常情况的使用者，提高效率，简便快捷。

显然，本发明的上述实施例仅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)

1.一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统，其特征在于，包括待刺激区域调节器、视野刺激影像生成器、视野刺激影像发射器、视野刺激影像接收器、控制模块和显示装置；

所述待刺激区域调节器，用于根据使用者的视野异常情况调节待刺激区域，将使用者的视野异常区域作为待刺激区域；

所述视野刺激影像生成器，用于生成视野刺激影像，以及设置单位时间内生成的视野刺激影像的数量；

所述视野刺激影像发射器有若干个，用于向待刺激区域发射生成的视野刺激影像，使待刺激区域出现运动的视野刺激影像；

所述视野刺激影像接收器有若干个，用于接收到达待刺激区域边界的视野刺激影像，使视野刺激影像在待刺激区域消失；

所述控制模块，用于联立待刺激区域调节器、视野刺激影像生成器、视野刺激影像发射器、视野刺激影像接收器和显示装置来控制待刺激区域和视野刺激影像的状态；

所述显示装置，用于显示待刺激区域和视野刺激影像。

2.根据权利要求1所述的一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统，其特征在于，还包括视野刺激影像计时器，用于累计视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间，当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到预设的时间上限时，通过所述控制模块控制视野刺激影像消失。

3.根据权利要求2所述的一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统，其特征在于，所述视野刺激影像计时器，还用于设置变速时间阈值，当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到变速时间阈值时，通过所述控制模块控制视野刺激影像改变运动速度。

4.根据权利要求1所述的一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统，其特征在于，待刺激区域的缺省为全视野区域。

5.根据权利要求1所述的一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统，其特征在于，所述视野刺激影像生成器，还用于设置生成的各个视野刺激影像的自身形态、自转速度、尺寸大小、对比度、模糊度、空间频率、色流和闪烁频率。

6.根据权利要求5所述的一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统，其特征在于，视野刺激影像的尺寸大小的变化是周期性的。

7.根据权利要求1所述的一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统，其特征在于，所述视野刺激影像发射器，还用于设置发射向待刺激区域的视野刺激影像的运动速度。

8.根据权利要求1所述的一种基于局部视野刺激的视觉仿真系统，其特征在于，所述显示装置为AR显示装置。

9.一种基于局部视野刺激的视觉仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1：生成视野刺激影像，并初始化待刺激区域；

A2：将视野刺激影像发射向初始的待刺激区域，得到第一视觉仿真模型；

A3：通过显示装置显示出第一视觉仿真模型对使用者进行视觉测试，测试出使用者的视野异常区域；

A4：根据使用者的视野异常区域调节初始的待刺激区域，得到调节好的待刺激区域；

A5：将视野刺激影像发射向调节好的待刺激区域，得到第二视觉仿真模型；

A6：通过显示装置显示出第二视觉仿真模型对使用者进行基于局部视野刺激的视觉仿真；

其中，

在第一视觉仿真模型和第二视觉仿真模型中，

当视野刺激影像被视野刺激影像接收器接收时，视野刺激影像消失；

当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到预设的时间上限时，视野刺激影像消失；

当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到变速时间阈值时，触发控制模块控制视野刺激影像改变运动速度。

10.一种基于局部视野刺激的视觉仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

B1：生成视野刺激影像，并根据使用者的视野异常情况设置待刺激区域，得到设置好的待刺激区域；

B2：将视野刺激影像发射向设置好的待刺激区域，得到第三视觉仿真模型；

B3：通过显示装置显示出第三视觉仿真模型对使用者进行基于局部视野刺激的视觉仿真；

其中，

在第三视觉仿真模型中，

当视野刺激影像被视野刺激影像接收器接收时，视野刺激影像消失；

当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到预设的时间上限时，视野刺激影像消失；

当视野刺激影像在待刺激区域内的存在时间达到变速时间阈值时，触发控制模块控制视野刺激影像改变运动速度。

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