CN115251828A - 立体游标视力评估装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供立体游标视力评估装置，包括第一游标视力影像生成器、第二游标视力影像生成器、游标视力偏差等级控制器、处理模块、显示设备、光分离观测设备和观测结果输入模块。本发明还提供立体游标视力评估方法，基于所述的立体游标视力评估装置实现。本发明提供立体游标视力评估装置及方法，通过在虚拟立体空间生成若干组包括第一游标视力影像和第二游标视力影像的游标视力评估影像组，并设置偏差等级，然后由受检者利用光分离观测设备进行观测，对影像产生立体视觉，得到观测结果并输入到处理模块中，从而得到受检者的立体游标视力评估结果，解决了目前的游标视力评估无法准确地评估出受测者的真实视力情况的问题。

Description

立体游标视力评估装置及方法

技术领域

本发明涉及立体游标视力评估的技术领域，更具体的，涉及立体游标视力评估装置及方法。

背景技术

游标视力是测量视觉刺激之间的错位或位置偏移的能力。游标视力评估要求被检眼能够分辨同一平面的两条平行线段之间的偏移量，如上方垂线固定，使下方垂线水平移动，当被检眼能发现两线有移开，不在一条线上时，其移开量即为游标视力。

我们所处的是一个三维立体的、彩色的、动态的空间环境，每时每刻都需要深度知觉，涉及腹流和背流对颜色和空间信息的加工整合，并且这整个过程都是在动态的自然环境下完成的。而目前的游标视力评估是二维、黑白和静态的，既缺乏深度知觉，也缺少色彩对大脑高级视觉通路的调用，更无法准确评估出动态环境中的游标视力。

再者，目前的游标视力评估通常会使用遮盖物挡住一只眼睛来评估单眼视力，但是自然条件下的视物都是使用双眼视，单眼视力的简单叠加不能等同于双眼视力；这种方法无法反映双眼之间的关联和协作性，也就没有通过对双眼的视网膜信息进行整合加工产生深度知觉，不能评估出双眼视力的真实情况。

因此，目前的游标视力评估无法准确地评估出受测者的真实视力情况。

发明内容

本发明为克服目前的游标视力评估无法准确地评估出受测者的真实视力情况的技术缺陷，提供立体游标视力评估装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

立体游标视力评估装置，包括第一游标视力影像生成器、第二游标视力影像生成器、游标视力偏差等级控制器、处理模块、显示设备、光分离观测设备和观测结果输入模块；

所述第一游标视力影像生成器，用于生成若干个第一游标视力影像，以及设置各个第一游标视力影像的参数；

所述第二游标视力影像生成器，用于生成若干个与第一游标视力影像一一对应的第二游标视力影像，形成游标视力评估影像组，以及设置各个第二游标视力影像的参数；

所述游标视力偏差等级控制器，用于设置游标视力评估影像组中第一游标视力影像和第二游标视力影像之间的偏差等级，不同的偏差等级对应不同的偏差量，每组游标视力评估影像组的偏差等级相等；

所述处理模块，用于获取所述第一游标视力影像生成器、第二游标视力影像生成器、偏差等级控制器和观测结果输入模块的数据，并根据受检者输入的观测结果处理得到受检者的立体游标视力评估结果，以及将数据同步到显示设备中；

所述显示设备，用于提供虚拟立体空间并显示所述第一游标视力影像、第二游标视力影像和评估结果；

所述光分离观测设备，用于加强光分离像差效果，辅助受检者对第一游标视力影像和第二游标视力影像形成立体视觉效果；

所述观测结果输入模块，用于将观测结果输入到处理模块中；

所述第一游标视力影像生成器的输出端、第二游标视力影像生成器的输出端、游标视力偏差等级控制器的输出端、观测结果输入模块的输出端分别与处理模块的输入端连接，处理模块的输出端与显示设备的输入端连接。

上述方案中，通过在虚拟立体空间生成若干组包括第一游标视力影像和第二游标视力影像的游标视力评估影像组，并设置偏差等级，然后由受检者利用光分离观测设备进行观测，对影像产生立体视觉，得到观测结果并输入到处理模块中，从而得到受检者的立体游标视力评估结果，实现对受测者真实视力情况的评估。

优选的，所述第一游标视力影像与第二游标视力影像均为规则的单色影像，且第一游标视力影像和第二游标视力影像平行设置。

优选的，所述第一游标视力影像和第二游标视力影像分别水平设置，所述游标视力评估影像组垂直设置。

优选的，所述第一游标视力影像和第二游标视力影像分别垂直设置，所述游标视力评估影像组水平设置。

优选的，相邻的两个第一游标视力影像/第二游标视力影像的颜色不同，互相对应的第一游标视力影像和第二游标视力影像的颜色不同。

优选的，所述第一游标视力影像与第二游标视力影像的数量均为一个或两个。

优选的，第一游标视力影像和第二游标视力影像之间的偏差量在[0μm，0.8μm]之间；其中，偏差量为0μm对应的偏差等级为0级，偏差量在(0μm，0.2μm]之间对应的偏差等级为1级，偏差量在(0.2μm，0.35μm]之间对应的偏差等级为2级，偏差量在(0.35μm，0.5μm]之间对应的偏差等级为3级，偏差量在(0.5μm，0.65μm]之间对应的偏差等级为4级，偏差量在(0.65μm，0.8μm]之间对应的偏差等级为5级。

优选的，所述光分离观测设备为光分离眼镜。

优选的，还包括光流模型生成器，所述光流模型生成器用于在虚拟立体空间中生成光流噪声模型，以及设置光流噪声模型的参数；光流噪声模型的参数包括光流噪声模型的数量、颜色、形状和运动速度；所述光流模型生成器的输出端与处理模块的输入端连接。

立体游标视力评估方法，基于所述的立体游标视力评估装置实现，包括以下步骤：

S1：在虚拟立体空间中生成若干组游标视力评估影像组，并设置游标视力评估影像组的偏差等级R=5；

所述游标视力评估影像组包括互相对应的第一游标视力影像和第二游标视力影像；

S2：在当前的偏差等级R，由受检者通过光分离观测设备对任一组游标视力评估影像组进行观测，得到观测结果，并将观测结果输入到处理模块中，重复该步骤三次以得到三个观测结果；

S3：判断输入的三个观测结果是否都正确；

若三个观察结果都正确，则执行步骤S4；

若至少存在一个观察结果错误，则执行步骤S5；

S4：判断R是否等于0，

若是，则以偏差等级为0级作为评估结果，执行步骤S6；

若否，则令当前的偏差等级R=R-1，返回步骤S2；

S5：判断R是否等于5，

若是，则以偏差等级为5级作为评估结果；

若否，以偏差等级为R+1级作为评估结果；

S6：输出评估结果，完成受检者的立体游标视力评估，实现对受测者真实视力情况的评估。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提供了立体游标视力评估装置及方法，通过在虚拟立体空间生成若干组包括第一游标视力影像和第二游标视力影像的游标视力评估影像组，并设置偏差等级，然后由受检者利用光分离观测设备进行观测，对影像产生立体视觉，得到观测结果并输入到处理模块中，从而得到受检者的立体游标视力评估结果，实现对受测者真实视力情况的评估。

附图说明

图1为本发明的模块连接示意图；

图2为本发明中两组垂直设置的无偏差的游标视力评估影像组的影像示意图；

图3为本发明中带有其中一种光流噪声模型的两组垂直设置的无偏差的游标视力评估影像组的影像示意图；

图4为本发明中带有光流噪声模型的两组垂直设置的有偏差的游标视力评估影像组的影像示意图；

图5为本发明中带有另一种光流噪声模型的两组垂直设置的无偏差的游标视力评估影像组的影像示意图；

图6为本发明两组水平设置的无偏差的游标视力评估影像组的影像示意图；

图7为本发明的技术方案实施步骤流程图。

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，立体游标视力评估装置，包括第一游标视力影像生成器、第二游标视力影像生成器、游标视力偏差等级控制器、处理模块、显示设备、光分离观测设备和观测结果输入模块；所述第一游标视力影像生成器，用于生成若干个第一游标视力影像，以及设置各个第一游标视力影像的参数；所述第二游标视力影像生成器，用于生成若干个与第一游标视力影像一一对应的第二游标视力影像，形成游标视力评估影像组，以及设置各个第二游标视力影像的参数；所述游标视力偏差等级控制器，用于设置游标视力评估影像组中第一游标视力影像和第二游标视力影像之间的偏差等级，不同的偏差等级对应不同的偏差量，每组游标视力评估影像组的偏差等级相等；所述处理模块，用于获取所述第一游标视力影像生成器、第二游标视力影像生成器、偏差等级控制器和观测结果输入模块的数据，并根据受检者输入的观测结果处理得到受检者的立体游标视力评估结果，以及将数据同步到显示设备中；所述显示设备，用于提供虚拟立体空间并显示所述第一游标视力影像、第二游标视力影像和评估结果；所述光分离观测设备，用于加强光分离像差效果，辅助受检者对第一游标视力影像和第二游标视力影像形成立体视觉效果；所述观测结果输入模块，用于将观测结果输入到处理模块中；所述第一游标视力影像生成器的输出端、第二游标视力影像生成器的输出端、游标视力偏差等级控制器的输出端、观测结果输入模块的输出端分别与处理模块的输入端连接，处理模块的输出端与显示设备的输入端连接。

在具体实施过程中，通过在虚拟立体空间生成若干组包括第一游标视力影像和第二游标视力影像的游标视力评估影像组，并设置偏差等级，然后由受检者利用光分离观测设备进行观测，对影像产生立体视觉，得到观测结果并输入到处理模块中，从而得到受检者的立体游标视力评估结果，实现对受测者真实视力情况的评估。

实施例2

立体游标视力评估装置，包括第一游标视力影像生成器、第二游标视力影像生成器、游标视力偏差等级控制器、处理模块、显示设备、光分离观测设备和观测结果输入模块；所述第一游标视力影像生成器内通过编程设有生成第一游标视力影像的程序，用于生成若干个第一游标视力影像，以及设置各个第一游标视力影像的参数；所述第二游标视力影像生成器通过编程设有生成第二游标视力影像的程序，用于生成若干个与第一游标视力影像一一对应的第二游标视力影像，形成游标视力评估影像组，以及设置各个第二游标视力影像的参数；所述游标视力偏差等级控制器，用于设置游标视力评估影像组中第一游标视力影像和第二游标视力影像之间的偏差等级，不同的偏差等级对应不同的偏差量，每组游标视力评估影像组的偏差等级相等；所述处理模块，用于获取所述第一游标视力影像生成器、第二游标视力影像生成器、偏差等级控制器和观测结果输入模块的数据，并根据受检者输入的观测结果（对齐或不对齐）处理得到受检者的立体游标视力评估结果，以及将数据同步到显示设备中；所述显示设备，用于提供虚拟立体空间并显示所述第一游标视力影像、第二游标视力影像和评估结果；所述光分离观测设备，用于加强光分离像差效果，辅助受检者对第一游标视力影像和第二游标视力影像形成立体视觉效果；所述观测结果输入模块（一般采用外接输入设备或语音输入设备），用于将观测结果输入到处理模块中；所述第一游标视力影像生成器的输出端、第二游标视力影像生成器的输出端、游标视力偏差等级控制器的输出端、观测结果输入模块的输出端分别与处理模块的输入端连接，处理模块的输出端与显示设备的输入端连接。

更具体的，所述第一游标视力影像与第二游标视力影像均为规则的单色影像，且第一游标视力影像和第二游标视力影像平行设置。

在具体实施过程中，通过第一游标视力影像生成器中设定的程序生成一个蓝色影像作为第一游标视力影像，通过第二游标视力影像生成器中设定的程序生成一个红色影像作为第二游标视力影像，第二游标视力影像的形状与第一游标视力影像的形状对应。其中，二维影像可设置为长条形、圆形或三角形等规则形状，三维影像可设置为柱体、球体或锥体等规则形状。

更具体的，所述第一游标视力影像和第二游标视力影像分别水平设置，所述游标视力评估影像组垂直设置。如图2-5所示，图2中上排水平设置的两个单色影像（两个影像的颜色不同）为不同的第一游标视力影像，下排水平设置的两个单色影像（两个影像的颜色不同）为不同的第二游标视力影像，上下对齐的两个单色影像组成游标视力评估影像组。图3是在图2的基础上增加了光流噪声模型。图4与图3的区别是对于同一游标视力评估影像组的上下两个单色影像不对齐。图5是在图2的基础上增加了另一种光流噪声模型。

在具体实施过程中，由受检者观测同一游标视力评估影像组的第一游标视力影像和第二游标视力影像是垂直对齐/不对齐。同一游标视力评估影像组的第一游标视力影像和第二游标视力影像在垂直方向上的距离按照人眼分辨率根据实际情况设置，使受检者在指定观测距离上能够辨别同一游标视力评估影像组的第一游标视力影像和第二游标视力影像。

更具体的，相邻的两个第一游标视力影像/第二游标视力影像的颜色不同，互相对应的第一游标视力影像和第二游标视力影像的颜色不同。

在具体实施过程中，通过光分离观测设备观测颜色不同的影像能够产生立体视觉效果，如红系类效果更加突出、蓝系类效果更加深邃。

更具体的，所述第一游标视力影像与第二游标视力影像的数量均为一个或两个。

更具体的，第一游标视力影像和第二游标视力影像之间的偏差量在[0μm，0.8μm]之间；其中，偏差量为0μm对应的偏差等级为0级，偏差量在(0μm，0.2μm]之间对应的偏差等级为1级，偏差量在(0.2μm，0.35μm]之间对应的偏差等级为2级，偏差量在(0.35μm，0.5μm]之间对应的偏差等级为3级，偏差量在(0.5μm，0.65μm]之间对应的偏差等级为4级，偏差量在(0.65μm，0.8μm]之间对应的偏差等级为5级。

更具体的，所述光分离观测设备为光分离眼镜。

在具体实施过程中，光分离眼镜是一种基于色彩缤纷的衍射科技及特殊全息光分离镜片而呈现立体视觉效果的产品。改变颜色的波长，将红色光线比蓝色光线折射更少，导致视网膜上红色和蓝色影像之间的差异。光分离眼镜能够有效加强光分离像差效果。

更具体的，还包括光流模型生成器，所述光流模型生成器用于在虚拟立体空间中生成光流噪声模型，以及设置光流噪声模型的参数；光流噪声模型的参数包括光流噪声模型的数量、颜色、形状和运动速度；所述光流模型生成器的输出端与处理模块的输入端连接。

在具体实施过程中，设置光流噪声模型自虚拟立体空间的中部向四周扩散，且距离受检者自远至近运动，或在虚拟立体空间中进行缩放运动，或在虚拟立体空间中循环左右移动，或者虚拟立体空间中进行旋转运动。通过光流噪声模型把时间维度引入到知觉中，这样，所有知觉就变成了运动知觉。

实施例3

立体游标视力评估装置，与实施例2中所述的立体游标视力评估装置基本相同，其区别在于：实施例2中所述第一游标视力影像和第二游标视力影像分别水平设置，所述游标视力评估影像组垂直设置；而本实施例中所述第一游标视力影像和第二游标视力影像分别垂直设置，所述游标视力评估影像组水平设置，如图6所示，图6中左列垂直设置的两个单色影像（两个影像的颜色不同）为不同的第一游标视力影像，右列垂直设置的两个单色影像（两个影像的颜色不同）为不同的第二游标视力影像，左右对齐的两个单色影像组成游标视力评估影像组。

在具体实施过程中，由受检者观测同一游标视力评估影像组的第一游标视力影像和第二游标视力影像是水平对齐/不对齐。同一游标视力评估影像组的第一游标视力影像和第二游标视力影像在水平方向上的距离按照人眼分辨率根据实际情况设置，使受检者在指定观测距离上能够辨别同一游标视力评估影像组的第一游标视力影像和第二游标视力影像。

实施例4

如图7所示，立体游标视力评估方法，基于所述的立体游标视力评估装置实现，包括以下步骤：

S1：在虚拟立体空间中生成若干组游标视力评估影像组，并设置游标视力评估影像组的偏差等级R=5；

所述游标视力评估影像组包括互相对应的第一游标视力影像和第二游标视力影像；

S2：在当前的偏差等级R，由受检者通过光分离观测设备对任一组游标视力评估影像组进行观测，得到观测结果（对齐或不对齐），并将观测结果输入到处理模块中，重复该步骤三次以得到三个观测结果；

S3：判断输入的三个观测结果是否都正确；

若三个观察结果都正确，则执行步骤S4；

若至少存在一个观察结果错误，则执行步骤S5；

S4：判断R是否等于0，

若是，则以偏差等级为0级作为评估结果，执行步骤S6；

若否，则令当前的偏差等级R=R-1，返回步骤S2；

S5：判断R是否等于5，

若是，则以偏差等级为5级作为评估结果；

若否，以偏差等级为R+1级作为评估结果；

S6：输出评估结果，完成受检者的立体游标视力评估，实现对受测者真实视力情况的评估。

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.立体游标视力评估装置，其特征在于，包括第一游标视力影像生成器、第二游标视力影像生成器、游标视力偏差等级控制器、处理模块、显示设备、光分离观测设备和观测结果输入模块；

所述第一游标视力影像生成器，用于生成若干个第一游标视力影像，以及设置各个第一游标视力影像的参数；

所述第二游标视力影像生成器，用于生成若干个与第一游标视力影像一一对应的第二游标视力影像，形成游标视力评估影像组，以及设置各个第二游标视力影像的参数；

所述游标视力偏差等级控制器，用于设置游标视力评估影像组中第一游标视力影像和第二游标视力影像之间的偏差等级，不同的偏差等级对应不同的偏差量，每组游标视力评估影像组的偏差等级相等；

所述处理模块，用于获取所述第一游标视力影像生成器、第二游标视力影像生成器、偏差等级控制器和观测结果输入模块的数据，并根据受检者输入的观测结果处理得到受检者的立体游标视力评估结果，以及将数据同步到显示设备中；

所述显示设备，用于提供虚拟立体空间并显示所述第一游标视力影像、第二游标视力影像和评估结果；

所述光分离观测设备，用于加强光分离像差效果，辅助受检者对第一游标视力影像和第二游标视力影像形成立体视觉效果；

所述观测结果输入模块，用于将观测结果输入到处理模块中；

所述第一游标视力影像生成器的输出端、第二游标视力影像生成器的输出端、游标视力偏差等级控制器的输出端、观测结果输入模块的输出端分别与处理模块的输入端连接，处理模块的输出端与显示设备的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的立体游标视力评估装置，其特征在于，所述第一游标视力影像与第二游标视力影像均为规则的单色影像，且第一游标视力影像和第二游标视力影像平行设置。

3.根据权利要求2所述的立体游标视力评估装置，其特征在于，所述第一游标视力影像和第二游标视力影像分别水平设置，所述游标视力评估影像组垂直设置。

4.根据权利要求2所述的立体游标视力评估装置，其特征在于，所述第一游标视力影像和第二游标视力影像分别垂直设置，所述游标视力评估影像组水平设置。

5.根据权利要求2所述的立体游标视力评估装置，其特征在于，相邻的两个第一游标视力影像/第二游标视力影像的颜色不同，互相对应的第一游标视力影像和第二游标视力影像的颜色不同。

6.根据权利要求1或2所述的立体游标视力评估装置，其特征在于，所述第一游标视力影像与第二游标视力影像的数量均为一个或两个。

7.根据权利要求1所述的立体游标视力评估装置，其特征在于，第一游标视力影像和第二游标视力影像之间的偏差量在[0μm，0.8μm]之间；其中，偏差量为0μm对应的偏差等级为0级，偏差量在(0μm，0.2μm]之间对应的偏差等级为1级，偏差量在(0.2μm，0.35μm]之间对应的偏差等级为2级，偏差量在(0.35μm，0.5μm]之间对应的偏差等级为3级，偏差量在(0.5μm，0.65μm]之间对应的偏差等级为4级，偏差量在(0.65μm，0.8μm]之间对应的偏差等级为5级。

8.根据权利要求1所述的立体游标视力评估装置，其特征在于，所述光分离观测设备为光分离眼镜。

9.根据权利要求1所述的立体游标视力评估装置，其特征在于，还包括光流模型生成器，所述光流模型生成器用于在虚拟立体空间中生成光流噪声模型，以及设置光流噪声模型的参数；光流噪声模型的参数包括光流噪声模型的数量、颜色、形状和运动速度；所述光流模型生成器的输出端与处理模块的输入端连接。

10.立体游标视力评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在虚拟立体空间中生成若干组游标视力评估影像组，并设置游标视力评估影像组的偏差等级R=5；

所述游标视力评估影像组包括互相对应的第一游标视力影像和第二游标视力影像；

S2：在当前的偏差等级R，由受检者通过光分离观测设备对任一组游标视力评估影像组进行观测，得到观测结果，并将观测结果输入到处理模块中，重复该步骤三次以得到三个观测结果；

S3：判断输入的三个观测结果是否都正确；

若三个观察结果都正确，则执行步骤S4；

若至少存在一个观察结果错误，则执行步骤S5；

S4：判断R是否等于0，

若是，则以偏差等级为0级作为评估结果，执行步骤S6；

若否，则令当前的偏差等级R=R-1，返回步骤S2；

S5：判断R是否等于5，

若是，则以偏差等级为5级作为评估结果；

若否，以偏差等级为R+1级作为评估结果；

S6：输出评估结果，完成受检者的立体游标视力评估，实现对受测者真实视力情况的评估。

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