CN114822818B - 一种基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法与装置 - Google Patents

一种基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法与装置 Download PDF

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Abstract

本申请揭示了一种基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法，在预设空间内进行水雾喷射处理，以生成水雾空间，投影出第一真实图像；生成第二虚拟图像；初始化第一真实图像与被检测者之间的第一真实距离，以及第二虚拟距离；进行轮流显示处理；调节第一真实距离和第二虚拟距离；采集被检测者眼睛的图像；若触发预设的检测终止条件，则记录min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值和max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值；记为调节近点和调节远点，实现了眼睛调节能力检测的自动化与智能化，从而提高了眼睛调节能力检测的速度与准确性。

Description

一种基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法与装置
技术领域
本申请涉及到计算机领域，特别是涉及到一种基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法与装置。
背景技术
眼睛调节能力，是指人的眼睛能够看清不同距离的物体的能力，这主要是利用睫状肌的收缩，改变眼内晶状体弯曲度，以调节眼睛的屈光力，从而将不同距离物体均能投射在视膜上，因此人能够看清楚不同距离的物体。眼睛调节能力是有极限的，对眼睛调节能力的检测一般至少包括调节近点与调节远点的检测，调节近点与眼睛能看清的最近点相关，调节远点与眼睛能看清的最远点相关。传统对于眼睛调节能力的检测方案，一般是采用视标移近法来实现，这需要额外的工作人员在旁移动视标并手动记录数据，因此效率低且准确性较差。
发明内容
本申请提出一种基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法，包括以下步骤：
S1、采用预设的水雾喷射器，在预设空间内进行水雾喷射处理，以生成水雾空间，并采用预设的水雾投影设备，在所述水雾空间中投影出预设的第一真实图像；
S2、通过穿戴于所述被检测者头上的基于光波导技术的AR设备，生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像；其中，所述第一真实图像的图案与所述第二虚拟图像的图案相同；被检测者位于水雾空间中，并且第一真实图像位于被检测者正前方；
S3、初始化第一真实图像与被检测者之间的第一真实距离，以及第二虚拟图像与被检测者之间的第二虚拟距离，以将第一真实距离与第二虚拟距离均设置为预设数值；
S4、进行轮流显示处理，以使得第一真实图像与第二虚拟图像轮流显示，并且在轮流显示的每一个切换时间点，第一真实距离与第二虚拟距离均相等；
S5、在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者；
S6、通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并判断被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件；
S7、若被检测者眼睛的图像触发预设的检测终止条件，则记录min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值和max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值；其中，R1,R2,…,Rm指由m个第一真实距离构成的第一真实距离序列，V1,V2,…,Vn指由n个第二虚拟距离构成的第二虚拟距离序列，在眼睛调节能力检测过程中共进行记录了m次第一真实距离调节的数值和n次第二虚拟距离调节的数值；m为大于等于2的整数，n为大于等于2的整数；
S8、停止水雾喷射处理、第一真实图像的投影和第二虚拟图像的投影，并将min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节近点，同时将max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节远点。
进一步地，所述通过穿戴于所述被检测者头上的基于光波导技术的AR设备，生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像的步骤S2中的AR设备，是存在辐辏冲突的AR头盔或者AR眼镜。
进一步地，所述在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者的步骤S5，包括：
S501、调取预设的斐波那契扇形线，并将斐波那契扇形线的起始点的法线作为Y轴，垂直于所述法线的方向为X轴，从而构建平面直角坐标系；
S502、将斐波那契扇形线投影在平面直角坐标系的X轴上，从而得到一维往返运动曲线；
S503、在轮流显示处理的同时，控制所述第一真实图像和所述第二虚拟图像以预设速度沿所述一维往返运动曲线进行匀速运动，使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者。
进一步地，所述在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者的步骤S5，包括：
S511、在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变小，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近被检测者。
进一步地，所述通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并判断被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件的步骤S6，包括：
S601、调取预先采集得到的多个样本图像，并对多个样本图像标注上触发标签；其中，多个样本图像均是在样本人群在观看处于调节近点的预设平面物品时，采用摄像头对样本人群的眼睛进行图像采集得到的图像；预设平面物品的图案与第一真实图像的图案相同；
S602、根据预设比例，将多个样本图像划分为多个训练图像和多个测试图像；
S603、调取预设的深度卷积神经网络模型，并将所述多个训练图像输入所述深度卷积神经网络模型中并采用梯度下降法进行训练，从而得到眼睛图像判断模型；其中，所述深度卷积神经网络模型采用半监督学习的方式进行训练；
S604、采用所述多个测试图像对所述中间模型进行验证以得到验证结果，并判断验证结果是否为验证合格；
S605、若验证结果为验证合格，则通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并将被检测者眼睛的图像输入所述眼睛图像判断模型，以得到所述眼睛图像判断模型的输出结果，并判断输出结果是否为触发；
S606、若输出结果为触发，则判定被检测者眼睛的图像触发预设的检测终止条件。
进一步地，所述通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并判断被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件的步骤S6，包括：
S611、通过预设的摄像头，实时采集被检测者眼睛的图像，以得到眼睛图像序列；
S612、判断眼睛图像序列是否存在三幅以上的闭眼图像；
S613、若存在三幅以上的闭眼图像，则获取三幅以上的闭眼图像分别对应的三个以上的图像采集时间点；
S614、计算三个以上的图像采集时间点之间的相互时间差，以得到多个时间差值；
S615、筛选出多个时间差值中的最大时间差值，并判断最大时间差值是否大于预设的时间长度；
S616、若最大时间差值不大于预设的时间长度，则判定被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件。
本申请提供一种基于虚拟图像的眼睛调节能力检测装置，包括：
第一真实图像投影单元，用于采用预设的水雾喷射器，在预设空间内进行水雾喷射处理，以生成水雾空间，并采用预设的水雾投影设备，在所述水雾空间中投影出预设的第一真实图像；
第二虚拟图像生成单元，用于通过穿戴于所述被检测者头上的基于光波导技术的AR设备，生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像；其中，所述第一真实图像的图案与所述第二虚拟图像的图案相同；被检测者位于水雾空间中，并且第一真实图像位于被检测者正前方；
距离初始化单元，用于初始化第一真实图像与被检测者之间的第一真实距离，以及第二虚拟图像与被检测者之间的第二虚拟距离，以将第一真实距离与第二虚拟距离均设置为预设数值；
轮流显示单元，用于进行轮流显示处理，以使得第一真实图像与第二虚拟图像轮流显示，并且在轮流显示的每一个切换时间点，第一真实距离与第二虚拟距离均相等；
距离调节单元，用于在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者；
检测终止条件判断单元，用于通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并判断被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件；
数值记录单元，用于若被检测者眼睛的图像触发预设的检测终止条件，则记录min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值和max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值；其中，R1,R2,…,Rm指由m个第一真实距离构成的第一真实距离序列，V1,V2,…,Vn指由n个第二虚拟距离构成的第二虚拟距离序列，在眼睛调节能力检测过程中共进行记录了m次第一真实距离调节的数值和n次第二虚拟距离调节的数值；m为大于等于2的整数，n为大于等于2的整数；
数值标记单元，用于停止水雾喷射处理、第一真实图像的投影和第二虚拟图像的投影，并将min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节近点，同时将max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节远点。
本申请提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。
本申请的基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法、装置、计算机设备和存储介质，在预设空间内进行水雾喷射处理，以生成水雾空间，在所述水雾空间中投影出第一真实图像；生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像；初始化第一真实图像与被检测者之间的第一真实距离，以及第二虚拟图像与被检测者之间的第二虚拟距离；进行轮流显示处理；调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化；通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像；若触发预设的检测终止条件，则记录min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值和max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值；停止水雾喷射处理、第一真实图像的投影和第二虚拟图像的投影，并将min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节近点，同时将max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节远点，实现了眼睛调节能力检测的自动化与智能化，从而提高了眼睛调节能力检测的速度与准确性。
并且，本申请还至少具有以下特点：
1、由于本申请采用了自动化智能化的方案，因此无需工作人员的参与，减少了成本；
2、本申请采用了AR技术与水雾投影技术，相比于传统的视标法，更有助于提高用户体验，并且更适合应用于低年龄的用户。
3、本申请采用了基于光波导技术的AR设备，并且优选采用存在辐辏冲突(或称调节性集合不匹配)的AR设备。
辐辏冲突指，AR设备的虚拟图像生成器的与人眼的距离一般是不变的，也就是说光学系统和眼睛的焦距是固定的，所以虚拟图像也会被成像到一个固定的距离。但虚拟图像里的物体可能并不在同一个距离上，这就造成了视觉上的不自然。而人眼又会通过辐辏去消除这种不自然，这种现象被称为辐辏冲突。
本申请要综合水雾投影技术与AR显示技术，并采用轮流显示处理就是利用了辐辏冲突的现象，原因在于：
对于AR领域而言，辐辏冲突是负面现象，但对于本申请而言，这种辐辏冲突现象反而是可以利用的，这是因为在本申请的真实图像与虚拟图像的轮流显示处理过程中，人眼会不自觉地进行调节(因为真实图像存在不断变化的真实的距离，而虚拟图像实际上对应的距离-图像生成器与人眼的距离-是不变的，本申请的这种不自觉的调节，与传统的视标法的眼睛调节是不同的，因为本申请的眼睛不自觉的调节中，存在一个不变的距离-虚拟图像对应的距离)，因此本申请能够检测出“极限”的调节能力，这与传统的眼睛调节能力的检测存在明显区别，这也是本申请要综合水雾投影技术与AR显示技术，并采用轮流显示处理的原因所在。
另外，由于眼睛调节能力检测的时间不会太长，因此本申请采用辐辏冲突现象时，不会对人眼造成伤害。
由于本申请的这种特点，因此本申请优选在被检测者的眼睛得到充分休息之后再进行检测。
本申请的真实图像和虚拟图像可采用更为复杂的图案。
附图说明
图1为本申请一实施例的基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法的流程示意图；
图2为本申请一实施例的基于虚拟图像的眼睛调节能力检测装置的结构示意框图；
图3为本申请一实施例的计算机设备的结构示意框图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
参照图1，本申请实施例提供一种基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法，包括以下步骤：
S1、采用预设的水雾喷射器，在预设空间内进行水雾喷射处理，以生成水雾空间，并采用预设的水雾投影设备，在所述水雾空间中投影出预设的第一真实图像；
S2、通过穿戴于所述被检测者头上的基于光波导技术的AR设备，生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像；其中，所述第一真实图像的图案与所述第二虚拟图像的图案相同；被检测者位于水雾空间中，并且第一真实图像位于被检测者正前方；
S3、初始化第一真实图像与被检测者之间的第一真实距离，以及第二虚拟图像与被检测者之间的第二虚拟距离，以将第一真实距离与第二虚拟距离均设置为预设数值；
S4、进行轮流显示处理，以使得第一真实图像与第二虚拟图像轮流显示，并且在轮流显示的每一个切换时间点，第一真实距离与第二虚拟距离均相等；
S5、在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者；
S6、通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并判断被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件；
S7、若被检测者眼睛的图像触发预设的检测终止条件，则记录min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值和max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值；其中，R1,R2,…,Rm指由m个第一真实距离构成的第一真实距离序列，V1,V2,…,Vn指由n个第二虚拟距离构成的第二虚拟距离序列，在眼睛调节能力检测过程中共进行记录了m次第一真实距离调节的数值和n次第二虚拟距离调节的数值；m为大于等于2的整数，n为大于等于2的整数；
S8、停止水雾喷射处理、第一真实图像的投影和第二虚拟图像的投影，并将min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节近点，同时将max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节远点。
本申请适用于任意可行人群，优选应用于青少年，例如应用于12周岁以下的青少年。
如上述步骤S1-S3所述，采用预设的水雾喷射器，在预设空间内进行水雾喷射处理，以生成水雾空间，并采用预设的水雾投影设备，在所述水雾空间中投影出预设的第一真实图像；通过穿戴于所述被检测者头上的基于光波导技术的AR设备，生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像；其中，所述第一真实图像的图案与所述第二虚拟图像的图案相同；被检测者位于水雾空间中，并且第一真实图像位于被检测者正前方；初始化第一真实图像与被检测者之间的第一真实距离，以及第二虚拟图像与被检测者之间的第二虚拟距离，以将第一真实距离与第二虚拟距离均设置为预设数值。
其中，水雾喷射器与水雾投影设备是配套使用的，即水雾喷射处理的目的是形成能够进行水雾投影的环境。水雾投影是指，以水雾作为投影介质，将待投影的图像呈现在水雾中，相较于普通的投影幕布的投影设备，水雾投影的空间感更强，并且能够呈现立体画面。而在本申请中，之所以采用水雾投影，原因包括：能够呈现更为复杂的图案，呈现更炫酷的图案，从而提高用户体验，并且更易吸引青少年；能够免去进行距离调节时的机械传动装置(因为本申请通过调节在水雾空间的投影位置，即可实现真实图像的移动，而不需要像传统方案一样移动幕布)；通过与AR设备的组合使用，能够检测出“极限”的调节近点与调节远点。
第一真实图像可为任意可行图像，例如为平面图像，该平面图像的法线指向被检测者；也可以为立体图像，这种立体图像指的是，水雾投影时不仅将处于一个平面的水雾颗粒作为被投影介质，还以处于其他平面的水雾颗粒作为被投影介质，这也是水雾投影能够实现的独特优势。
AR设备可为任意可行设备，例如为AR头盔或者AR眼睛等，并且其采用光波导技术进行虚拟图像的投射。需要注意的是，本申请的AR设备可为存在辐辏冲突的AR设备，或者为不存在辐辏冲突的AR设备。
辐辏冲突指，AR设备的虚拟图像生成器的与人眼的距离一般是不变的，也就是说光学系统和眼睛的焦距是固定的，所以虚拟图像也会被成像到一个固定的距离。但虚拟图像里的物体可能并不在同一个距离上，这就造成了视觉上的不自然。而人眼又会通过辐辏去消除这种不自然，这种现象被称为辐辏冲突。
虽然近期出现了解决辐辏冲突的AR设备，因此本申请也可以使用解决辐辏冲突的AR设备来实现本申请的方案，但是本申请仍优选采用存在辐辏冲突的AR设备，因为对于AR领域来说，辐辏冲突是负面的，但是本申请不纯粹是AR领域，而只是借用了部分的AR技术，在本申请的眼睛调节能力的检测过程中，若采用存在辐辏冲突的AR设备，又因为本申请采用AR显示与水雾投影显示的组合方案(这会导致存在一个固定的成像距离-这与AR投影有关，还存在一个变化的成像距离-这与水雾投影有关)，因此在检测过程中，眼睛会进行不自觉调节，从而实现“极限”的检测。
当然，本申请也可以采用解决辐辏冲突的AR设备，但检测的结果就并不是上述“极限”的检测了，不过最终的检测结果仍然能够满足眼睛调节能力检测的目的。
因此，进一步地，所述通过穿戴于所述被检测者头上的基于光波导技术的AR设备，生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像的步骤S2中的AR设备，是存在辐辏冲突的AR头盔或者AR眼镜。
进一步地，本申请的AR设备除了基于光波导技术之外，也可以采用其他任意可行技术实现。
第二虚拟图像与第一真实图像相同，这表明若第一真实图像为平面图像，则第二虚拟图像也对应为平面图像；若第一真实图像为立体图像，则第二虚拟图像也为立体图像。而被检测者位于水雾空间中，并且第一真实图像位于被检测者正前方，其目的在于，被检测者能够正视用于检测的第一真实图像。
初始化第一真实图像与被检测者之间的第一真实距离，以及第二虚拟图像与被检测者之间的第二虚拟距离，以将第一真实距离与第二虚拟距离均设置为预设数值。这是本申请的特点，即第一真实图像与第二虚拟图像是关联的，这关联存在于三个地方，其一在于图像相同，其二在于距离相同，其三在于后文提供的轮流显示。由于第一真实图像与第二虚拟图像存在这三点关联，因此被检测者在一个时间点仅能看到一种图像(第一真实图像或者第二虚拟图像)，这也是本申请实施的基础。
预设数值可为任意可行数值，若预设数值设为较大数值，则可以采用逐渐减少距离的方式，从远及近检测眼睛调节能力；若预设数值设为较小数值，则可以采用逐渐增加距离的方式，从近及远检测眼睛调节能力；若预设数值处于中间，则可以先近后远，或者先远后近的方式检测眼睛调节能力。
另外，本申请中涉及的第二虚拟距离指虚拟空间中第二虚拟图像与被检测者的距离，这是模拟出来的距离，而生成第二虚拟图像的AR设备的光学生成器与被检测者眼睛的实际距离是不变的，这也是本申在前文表述存在一个固定的成像距离-这与AR投影有关，还存在一个变化的成像距离-这与水雾投影有关的依据。
如上述步骤S4-S6所述，进行轮流显示处理，以使得第一真实图像与第二虚拟图像轮流显示，并且在轮流显示的每一个切换时间点，第一真实距离与第二虚拟距离均相等；在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者；通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并判断被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件。
轮流显示处理是伴随着调节距离相等的，即在轮流显示的每一个切换时间点，第一真实距离与第二虚拟距离均相等。通过这种方式，能够使得在切换时间点时，第一真实图像与第二虚拟图像重合(当然，由于其中一者是在真实空间，另一者是在虚拟空间，因此这种重合只是从被检测者的角度而言)。这样，被检测者主观上会认为进行了连续的观看，而客观上眼睛会进行跳跃式地自动调节，从而有利于“极限”地眼睛能力调节检测。
之后，在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者。这对被检测者而言，就是检测阶段的开始，其能够看到某种图像(第一真实图像或者第二虚拟图像)逐渐靠近或者远离。
进一步地，所述在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者的步骤S5，包括：
S501、调取预设的斐波那契扇形线，并将斐波那契扇形线的起始点的法线作为Y轴，垂直于所述法线的方向为X轴，从而构建平面直角坐标系；
S502、将斐波那契扇形线投影在平面直角坐标系的X轴上，从而得到一维往返运动曲线；
S503、在轮流显示处理的同时，控制所述第一真实图像和所述第二虚拟图像以预设速度沿所述一维往返运动曲线进行匀速运动，使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者。
从而采用非线性式检测方式，而不仅是单纯的直接靠近被检测者的方式进行检测，这相当于在原有的跳跃式检测的基础上，再叠加了跳跃式距离调节，可视为双重跳跃式检测，更有利于准确的眼睛调节能力的检测。
当然，也可以采用简单地距离调节方式，例如：
所述在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者的步骤S5，包括：
S511、在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变小，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近被检测者。
进一步地，所述第二虚拟图像还可附上距离标注，由于第二虚拟图像是AR图像，因此例如以不同颜色标注距离的方式，有助于被检测者直接获知相关的调节近点或者调节远点等信息。
对于如何判断完成眼睛调节能力的检测，本申请可采用任意可行方式实现，例如可采用主动式判断是否触发预设的检测终止条件或者被动式判断是否触发预设的检测终止条件的方式来实现。简单而言，主动式判断是否触发预设的检测终止条件是指，被检测者人工判断达到了调节近点或者调节远点，因此主动输入停止检测的指令；被动式判断是否触发预设的检测终止条件是指，由执行终端自动判断是否检测到了调节近点或者调节远点，进而确定是否应当停止检测。
主动式判断是否触发预设的检测终止条件的方式，例如为：
所述通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并判断被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件的步骤S6，包括：
S611、通过预设的摄像头，实时采集被检测者眼睛的图像，以得到眼睛图像序列；
S612、判断眼睛图像序列是否存在三幅以上的闭眼图像；
S613、若存在三幅以上的闭眼图像，则获取三幅以上的闭眼图像分别对应的三个以上的图像采集时间点；
S614、计算三个以上的图像采集时间点之间的相互时间差，以得到多个时间差值；
S615、筛选出多个时间差值中的最大时间差值，并判断最大时间差值是否大于预设的时间长度；
S616、若最大时间差值不大于预设的时间长度，则判定被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件。
从而以三次眨眼的动作作为终止指令，这将体现在短时间内呈现的三幅以上的闭眼图像上，因此当确定存在三幅以上的闭眼图像，并且最大时间差值不大于预设的时间长度，则表明被检测者进行了三次眨眼，主动输入了停止检测的指令。
被动式判断是否触发预设的检测终止条件的方式，例如为：
所述通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并判断被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件的步骤S6，包括：
S601、调取预先采集得到的多个样本图像，并对多个样本图像标注上触发标签；其中，多个样本图像均是在样本人群在观看处于调节近点的预设平面物品时，采用摄像头对样本人群的眼睛进行图像采集得到的图像；预设平面物品的图案与第一真实图像的图案相同；
S602、根据预设比例，将多个样本图像划分为多个训练图像和多个测试图像；
S603、调取预设的深度卷积神经网络模型，并将所述多个训练图像输入所述深度卷积神经网络模型中并采用梯度下降法进行训练，从而得到眼睛图像判断模型；其中，所述深度卷积神经网络模型采用半监督学习的方式进行训练；
S604、采用所述多个测试图像对所述中间模型进行验证以得到验证结果，并判断验证结果是否为验证合格；
S605、若验证结果为验证合格，则通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并将被检测者眼睛的图像输入所述眼睛图像判断模型，以得到所述眼睛图像判断模型的输出结果，并判断输出结果是否为触发；
S606、若输出结果为触发，则判定被检测者眼睛的图像触发预设的检测终止条件。
从而借助深度卷积神经网络模型适应对图像数据进行处理的特点，利用基于深度卷积神经网络模型训练得到的眼睛图像判断模型，来分析被检测者眼睛的图像是否达到了调节近点。其中，由于到达调节近点后，人眼由于无法聚焦在调节近点之内的物品，这会体现在眼睛图像上，因此可大量采集这种眼睛图像以作为训练数据。并且，本申请只采用样本人群在观看处于调节近点的预设平面物品时，采用摄像头对样本人群的眼睛进行图像采集得到的图像，因此属于半监督学习的训练方式，这有利于提高模型的训练速度。而训练图像与测试图像都来源于样本图像，因此验证合格的眼睛图像判断模型能够满足对眼睛图像进行分类的任务。
如上述步骤S7-S8所述，若被检测者眼睛的图像触发预设的检测终止条件，则记录min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值和max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值；其中，R1,R2,…,Rm指由m个第一真实距离构成的第一真实距离序列，V1,V2,…,Vn指由n个第二虚拟距离构成的第二虚拟距离序列，在眼睛调节能力检测过程中共进行记录了m次第一真实距离调节的数值和n次第二虚拟距离调节的数值；m为大于等于2的整数，n为大于等于2的整数；停止水雾喷射处理、第一真实图像的投影和第二虚拟图像的投影，并将min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节近点，同时将max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节远点。
本申请对眼睛调节能力的检测，虽然提及了检测调节近点和调节远点，但还可以包括其他检测。而min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值和max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值，分别表示了最小距离数值和最大距离数值，而最小距离数值对应为调节近点，最大距离数据对应为调节远点。在整个眼睛调节能力检测过程中，可以多次或者实时记录两种距离，从而分别得到第一真实距离序列和第二虚拟距离序列。在得到最小距离数值和最大距离数值之后，就可以得到准确的调节近点和调节远点，进而可以停止次眼睛调节能力的检测。
本申请的基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法，在预设空间内进行水雾喷射处理，以生成水雾空间，在所述水雾空间中投影出第一真实图像；生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像；初始化第一真实图像与被检测者之间的第一真实距离，以及第二虚拟图像与被检测者之间的第二虚拟距离；进行轮流显示处理；调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化；通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像；若触发预设的检测终止条件，则记录min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值和max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值；停止水雾喷射处理、第一真实图像的投影和第二虚拟图像的投影，并将min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节近点，同时将max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节远点，实现了眼睛调节能力检测的自动化与智能化，从而提高了眼睛调节能力检测的速度与准确性。
参照图2，本申请实施例提供一种基于虚拟图像的眼睛调节能力检测装置，包括：
第一真实图像投影单元10，用于采用预设的水雾喷射器，在预设空间内进行水雾喷射处理，以生成水雾空间，并采用预设的水雾投影设备，在所述水雾空间中投影出预设的第一真实图像；
第二虚拟图像生成单元20，用于通过穿戴于所述被检测者头上的基于光波导技术的AR设备，生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像；其中，所述第一真实图像的图案与所述第二虚拟图像的图案相同；被检测者位于水雾空间中，并且第一真实图像位于被检测者正前方；
距离初始化单元30，用于初始化第一真实图像与被检测者之间的第一真实距离，以及第二虚拟图像与被检测者之间的第二虚拟距离，以将第一真实距离与第二虚拟距离均设置为预设数值；
轮流显示单元40，用于进行轮流显示处理，以使得第一真实图像与第二虚拟图像轮流显示，并且在轮流显示的每一个切换时间点，第一真实距离与第二虚拟距离均相等；
距离调节单元50，用于在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者；
检测终止条件判断单元60，用于通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并判断被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件；
数值记录单元70，用于若被检测者眼睛的图像触发预设的检测终止条件，则记录min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值和max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值；其中，R1,R2,…,Rm指由m个第一真实距离构成的第一真实距离序列，V1,V2,…,Vn指由n个第二虚拟距离构成的第二虚拟距离序列，在眼睛调节能力检测过程中共进行记录了m次第一真实距离调节的数值和n次第二虚拟距离调节的数值；m为大于等于2的整数，n为大于等于2的整数；
数值标记单元80，用于停止水雾喷射处理、第一真实图像的投影和第二虚拟图像的投影，并将min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节近点，同时将max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节远点。
其中上述单元分别用于执行的操作与前述实施方式的基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法的步骤一一对应，在此不再赘述。
本申请的基于虚拟图像的眼睛调节能力检测装置，在预设空间内进行水雾喷射处理，以生成水雾空间，在所述水雾空间中投影出第一真实图像；生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像；初始化第一真实图像与被检测者之间的第一真实距离，以及第二虚拟图像与被检测者之间的第二虚拟距离；进行轮流显示处理；调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化；通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像；若触发预设的检测终止条件，则记录min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值和max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值；停止水雾喷射处理、第一真实图像的投影和第二虚拟图像的投影，并将min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节近点，同时将max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节远点，实现了眼睛调节能力检测的自动化与智能化，从而提高了眼睛调节能力检测的速度与准确性。
参照图3，本发明实施例中还提供一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构可以如图所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设计的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法所用数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法。该计算机设备还包括显示屏和输入装置，分别用于展示人工交互界面和用于接收输入数据。
上述处理器执行上述基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法，其中所述方法包括的步骤分别与执行前述实施方式的基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法的步骤一一对应，在此不再赘述。
本领域技术人员可以理解，图中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定。
本申请的计算机设备，在预设空间内进行水雾喷射处理，以生成水雾空间，在所述水雾空间中投影出第一真实图像；生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像；初始化第一真实图像与被检测者之间的第一真实距离，以及第二虚拟图像与被检测者之间的第二虚拟距离；进行轮流显示处理；调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化；通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像；若触发预设的检测终止条件，则记录min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值和max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值；停止水雾喷射处理、第一真实图像的投影和第二虚拟图像的投影，并将min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节近点，同时将max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节远点，实现了眼睛调节能力检测的自动化与智能化，从而提高了眼睛调节能力检测的速度与准确性。
本申请一实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法，其中所述方法包括的步骤分别与执行前述实施方式的基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法的步骤一一对应，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序或指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的和实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双速据率SDRAM(SSRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法，其特征在于，包括：
S1、采用预设的水雾喷射器，在预设空间内进行水雾喷射处理，以生成水雾空间，并采用预设的水雾投影设备，在所述水雾空间中投影出预设的第一真实图像；
S2、通过穿戴于被检测者头上的基于光波导技术的AR设备，生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像；其中，所述第一真实图像的图案与所述第二虚拟图像的图案相同；被检测者位于水雾空间中，并且第一真实图像位于被检测者正前方；
S3、初始化第一真实图像与被检测者之间的第一真实距离，以及第二虚拟图像与被检测者之间的第二虚拟距离，以将第一真实距离与第二虚拟距离均设置为距离相同的预设数值；
S4、进行轮流显示处理，以使得第一真实图像与第二虚拟图像轮流显示，并且在轮流显示的每一个切换时间点，第一真实距离与第二虚拟距离均相等；
S5、在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而使得第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者；
S6、通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并判断被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件；
S7、若被检测者眼睛的图像触发预设的检测终止条件，则记录min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值和max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值；其中，R1,R2,…,Rm指由m个第一真实距离构成的第一真实距离序列，V1,V2,…,Vn指由n个第二虚拟距离构成的第二虚拟距离序列，在眼睛调节能力检测过程中共进行记录了m次第一真实距离调节的数值和n次第二虚拟距离调节的数值；m为大于等于2的整数，n为大于等于2的整数；
S8、停止水雾喷射处理、第一真实图像的投影和停止生成第二虚拟图像，并将min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节近点，同时将max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节远点。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法，其特征在于，所述通过穿戴于被检测者头上的基于光波导技术的AR设备，生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像的步骤S2中的AR设备，是存在辐辏冲突的AR头盔或者AR眼镜。
3.根据权利要求1所述的基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法，其特征在于，所述在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而使得第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者的步骤S5，包括：
S501、调取预设的斐波那契扇形线，并将斐波那契扇形线的起始点的法线作为Y轴，垂直于所述法线的方向为X轴，从而构建平面直角坐标系；
S502、将斐波那契扇形线投影在平面直角坐标系的X轴上，从而得到一维往返运动曲线；
S503、在轮流显示处理的同时，控制所述第一真实图像和所述第二虚拟图像以预设速度沿所述一维往返运动曲线进行匀速运动，使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而使得第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者。
4.根据权利要求1所述的基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法，其特征在于，所述在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而使得第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者的步骤S5，包括：
S511、在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变小，从而第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近被检测者。
5.根据权利要求1所述的基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法，其特征在于，所述通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并判断被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件的步骤S6，包括：
S601、调取预先采集得到的多个样本图像，并对多个样本图像标注上触发标签；其中，多个样本图像均是在样本人群在观看处于调节近点的预设平面物品时，采用摄像头对样本人群的眼睛进行图像采集得到的图像；预设平面物品的图案与第一真实图像的图案相同；
S602、根据预设比例，将多个样本图像划分为多个训练图像和多个测试图像；
S603、调取预设的深度卷积神经网络模型，并将所述多个训练图像输入所述深度卷积神经网络模型中并采用梯度下降法进行训练，从而得到眼睛图像判断模型；其中，所述深度卷积神经网络模型采用半监督学习的方式进行训练；
S604、采用所述多个测试图像对所述眼睛图像判断模型进行验证以得到验证结果，并判断验证结果是否为验证合格；
S605、若验证结果为验证合格，则通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并将被检测者眼睛的图像输入所述眼睛图像判断模型，以得到所述眼睛图像判断模型的输出结果，并判断输出结果是否为触发；
S606、若输出结果为触发，则判定被检测者眼睛的图像触发预设的检测终止条件。
6.根据权利要求1所述的基于虚拟图像的眼睛调节能力检测方法，其特征在于，所述通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并判断被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件的步骤S6，包括：
S611、通过预设的摄像头，实时采集被检测者眼睛的图像，以得到眼睛图像序列；
S612、判断眼睛图像序列是否存在三幅以上的闭眼图像；
S613、若存在三幅以上的闭眼图像，则获取三幅以上的闭眼图像分别对应的三个以上的图像采集时间点；
S614、计算三个以上的图像采集时间点之间的相互时间差，以得到多个时间差值；
S615、筛选出多个时间差值中的最大时间差值，并判断最大时间差值是否大于预设的时间长度；
S616、若最大时间差值不大于预设的时间长度，则判定被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件。
7.一种基于虚拟图像的眼睛调节能力检测装置，其特征在于，包括：
第一真实图像投影单元，用于采用预设的水雾喷射器，在预设空间内进行水雾喷射处理，以生成水雾空间，并采用预设的水雾投影设备，在所述水雾空间中投影出预设的第一真实图像；
第二虚拟图像生成单元，用于通过穿戴于被检测者头上的基于光波导技术的AR设备，生成被检测者眼睛能够观看到的预设的第二虚拟图像；其中，所述第一真实图像的图案与所述第二虚拟图像的图案相同；被检测者位于水雾空间中，并且第一真实图像位于被检测者正前方；
距离初始化单元，用于初始化第一真实图像与被检测者之间的第一真实距离，以及第二虚拟图像与被检测者之间的第二虚拟距离，以将第一真实距离与第二虚拟距离均设置为距离相同的预设数值；
轮流显示单元，用于进行轮流显示处理，以使得第一真实图像与第二虚拟图像轮流显示，并且在轮流显示的每一个切换时间点，第一真实距离与第二虚拟距离均相等；
距离调节单元，用于在轮流显示处理的同时，调节第一真实距离和第二虚拟距离，以使得第一真实距离和第二虚拟距离逐渐变化，从而使得第一真实图像和第二虚拟图像逐渐靠近或者远离被检测者；
检测终止条件判断单元，用于通过预设的摄像头，采集被检测者眼睛的图像，并判断被检测者眼睛的图像是否触发预设的检测终止条件；
数值记录单元，用于若被检测者眼睛的图像触发预设的检测终止条件，则记录min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值和max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值；其中，R1,R2,…,Rm指由m个第一真实距离构成的第一真实距离序列，V1,V2,…,Vn指由n个第二虚拟距离构成的第二虚拟距离序列，在眼睛调节能力检测过程中共进行记录了m次第一真实距离调节的数值和n次第二虚拟距离调节的数值；m为大于等于2的整数，n为大于等于2的整数；
数值标记单元，用于停止水雾喷射处理、第一真实图像的投影和停止生成第二虚拟图像，并将min(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节近点，同时将max(R1,R2,…,Rm,V1,V2,…,Vn)的数值记为调节远点。
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
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