CN206865633U - 视觉增强穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种视觉增强穿戴设备。其中视觉增强穿戴设备包括：图像拍摄装置，用于拍摄前方的视频图像；输入图像处理器，包括视频输入接口和视频输出接口，其中视频输入接口与图像拍摄器连接，以获取视频图像，视频输出接口用于输出经输入图像处理器处理后的视频图像；输出图像处理器，与视频输出接口连接，设置有至少一路增强信号输出端，以输出进行增强处理后的显示图像；以及显示装置，具有至少一个显示器，每个显示器与一路增强信号输出端相连，以向视觉增强穿戴设备的佩戴者输出显示图像。本实用新型的视觉增强穿戴设备，可以使视觉缺陷患者能够正常感知外界目标的细节和周围世界，并且结构简单，便于携带和使用。

Description

视觉增强穿戴设备

技术领域

本实用新型涉及视觉辅助技术领域，特别是涉及一种视觉增强穿戴设备。

背景技术

人们观察万物之所以呈现立体状态是由于人的双眼视差效应，即物体发出的光线或者经其反射的光线进入双眼在视网膜上成像。由于两眼相距一定距离，在两眼底所形成的两幅图像是基本相同的但又稍有差异而存在一定视差，经大脑综合后就形成了一幅立体图像。根据这种视差特性。人的大脑在综合两眼的图像信息时，其中一个很重要的因素，就是物点光线的入射方向，人眼可根据各物点发射(或反射)到人眼的光线的方向，判定该物点的方位及远近。

人们传递信息的主要媒介是语言和图像，其中视觉信息在人们接受的各类信息中占大概80％。由此可见，图像信息是十分重要的传递媒体和方式，视觉是人类对于周围环境最重要的信息来源，是人们必不可少的一种感觉。视觉障碍患者由于先天或后天原因使得视觉系统部分或全部丧失功能，难以做到一般人所能从事的工作、学习和其他活动。

目前对于视觉障碍患者的视觉校正方法主要有两种：通过佩戴光学眼镜和手术来提高患者的视敏度。但是这两种方法都有一定的局限性：光学眼镜只能够对低阶像差如近视、远视进行校正，不适用于高阶像差的视觉补偿；光学矫正可能会对眼睛产生一定刺激，难以被所有用户接受；角膜激光手术或人工晶体植入术对视敏度提高的程度非常有限，此外还存在引入手术并发症的风险。现有技术不能满足视觉障碍患者像正常人一样感知真实世界的面貌的需要，也不能使视觉障碍患者正常工作、学习和生活。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种补偿视觉缺陷的视觉增强穿戴设备。

本实用新型一个进一步的目的是提高视觉增强穿戴设备的便携性。

特别地，本实用新型提供了一种视觉增强穿戴设备，该视觉增强穿戴设备包括：图像拍摄装置，用于拍摄前方的视频图像；输入图像处理器，包括视频输入接口和视频输出接口，其中视频输入接口与图像拍摄器连接，以获取视频图像，视频输出接口用于输出经输入图像处理器处理后的视频图像；输出图像处理器，与视频输出接口连接，并且输出图像处理器设置有至少一路增强信号输出端，以输出经过输出图像处理器进行增强处理后的显示图像；以及显示装置，具有至少一个显示器，每个显示器与一路增强信号输出端相连，以向视觉增强穿戴设备的佩戴者输出显示图像。

可选地，该视觉增强穿戴设备还包括：交互装置，与输入图像处理器连接，用于获取佩戴者输入的操作指令并发送至输入图像处理器。

可选地，输出图像处理器设置有两路增强信号输出端。

可选地，显示装置包括两个显示器，并且每个显示器与一路增强信号输出端相连。

可选地，输出图像处理器包括：图像增强处理单元和控制寄存器，其中图像增强处理单元与增强信号输出端连接。

可选地，该视觉增强穿戴设备还包括：头戴式框架，其具有镜框和镜腿，显示器包括显示面板和光学镜片，并且显示器设置于镜框中。

可选地，图像拍摄装置包括两个摄像头。

可选地，两个摄像头分别设置于头戴式框架的两侧

本实用新型的视觉增强穿戴设备，通过图像拍摄装置拍摄前方的视频图像，并利用输入图像处理器和输出图像处理器对视频图像进行处理，将进行增强处理后的显示图像通过显示装置向视觉增强穿戴设备的佩戴者输出，可以使视觉缺陷患者也能够正常感知外界目标的细节和周围世界，满足相应患者的正常生活、工作和学习需要。

进一步地，本实用新型的视觉增强穿戴设备，可以通过交互装置获取佩戴者输入的操作指令并发送至输入图像处理器，进而使得输入图像处理器按照操作指令对视频图像进行处理，以满足不同类型视觉障碍患者的使用需求，实现辅助和增强视觉的目的，此外，视觉增强穿戴设备为头戴式结构，结构更加简单，便于携带和使用，提升用户的使用体验。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的视觉增强穿戴设备的结构框图；

图2是根据本实用新型另一个实施例的视觉增强穿戴设备的结构框图；以及

图3是根据本实用新型一个实施例的视觉增强穿戴设备的结构示意图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的视觉增强穿戴设备100的结构框图，该视觉增强穿戴设备100一般性地可以包括：图像拍摄装置110、输入图像处理器120、输出图像处理器130以及显示装置140。

其中，图像拍摄装置110用于拍摄前方的视频图像。图像拍摄装置110可以为微型摄像头，能够实时拍摄采集前方的现实场景。

输入图像处理器120包括视频输入接口121和视频输出接口122，其中视频输入接口121与图像拍摄器连接，以获取视频图像，视频输出接口122用于输出经输入图像处理器120处理后的视频图像。输入图像处理器120可以对视频图像进行初步的处理，例如边缘处理、雾化、边缘增强等。

输出图像处理器130与视频输出接口122连接，并且输出图像处理器130设置有至少一路增强信号输出端，以输出经过输出图像处理器130进行增强处理后的显示图像。图像增强可以将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些特征，抑制另一些特征，从而改善图像质量、丰富信息量，加强图像判读和识别效果。

显示装置140具有至少一个显示器，每个显示器与一路增强信号输出端相连，以向视觉增强穿戴设备100的佩戴者输出显示图像。视觉障碍患者佩戴视觉增强穿戴设备100后，显示器可以位于患者眼镜前方，以便于患者观察前方场景。

显示器的数量和增强信号输出端的数量匹配设置，例如输出图像处理器130设置有一路增强信号输出端，显示装置140可以具有一个显示器；或者输出图像处理器130设置有两路增强信号输出端，显示装置140可以具有两个显示器，并且每个显示器与一路增强信号输出端增强信号输出端相连。显示器的数量可以根据不同类型的视觉障碍患者的不同佩戴需求进行设置，例如只有左眼患有眼疾的患者，可以佩戴设置有单个显示器的视觉增强穿戴设备100，并且患者佩戴该视觉增强穿戴设备100后，显示器位于患者左眼前方；只有右眼患有眼疾的患者，可以佩戴设置有单个显示器的视觉增强穿戴设备100，并且患者佩戴该视觉增强穿戴设备100后，显示器位于患者右眼前方；两只眼都患有眼疾的患者，则可以佩戴设置有两个显示器的视觉增强穿戴设备100。

本实施例的视觉增强穿戴设备100，通过图像拍摄装置110拍摄前方的视频图像，并利用输入图像处理器120和输出图像处理器130对视频图像进行处理，将进行增强处理后的显示图像通过显示装置140向视觉增强穿戴设备100的佩戴者输出，可以使具有视觉缺陷的患者也能够正常感知外界目标的细节和周围世界，满足相应患者的正常生活、工作和学习需要。

图2是根据本实用新型另一个实施例的视觉增强穿戴设备100的结构框图。在上一实施例的基础上，视觉增强穿戴设备100还可以包括：交互装置。

其中，交互装置与输入图像处理器120连接，用于获取佩戴者输入的操作指令并发送至输入图像处理器120。交互装置可以包括各种开关、按钮、旋钮语音采集等输入部件接收佩戴者输入的操作指令。佩戴者输入的操作指令可以为针对图像处理的具体操作指令，进而可以将操作指令发送至输入图像处理器120，以便于输入图像处理器120按照该操作指令进行图像处理，使得处理后的图像满足佩戴者的观察需要。

此外，针对眼疾类型不同的患者，还可以对输入图像处理器120设定有不同的模式，用户可以根据自身需要通过交互装置选择，或者根据观看到的图像通过交互装置输入处理图像的具体操作指令，从而使得视觉增强穿戴设备100所显示的图像满足自己的观察需要。

例如，对于年龄相关性黄斑变性，中心性浆液性视网膜病，白内障等视物变形的患者，可以通过图像变形使患者能够产生正常的图像，具体地，可以预先显示网格图，正常人眼中的直线在患者的眼中为弯曲的线，在患者通过交互装置自行调整后使得每条线在患者眼中都为直线，以此作为基准对拍摄的图像进行处理，使得处理后的图像产生同样的形变；对于红绿色盲患者，可以将红色和绿色改变为患者能够区分的颜色，具体地，可以将红色和绿色分别改为黄色和蓝色，可以有效避免患者经过交通灯时发生危险；对于低视力患者，可以将图像放大，以便于患者阅读；对于运动物体，可以增加对比度并发出警报声提示，使患者有所警觉。

本实施例的视觉增强穿戴设备100的输出图像处理器130可以设置有两路增强信号输出端，分别为第一信号输出端133和第二信号输出端134。显示装置140包括两个显示器，分别为第一显示器141和第二显示器142。并且每个显示器与一路增强信号输出端相连，具体地，第一显示器141与第一信号输出端133相连，第二显示器142与第二信号输出端134相连。

其中，输出图像处理器130包括：图像增强处理单元131和控制寄存器132，其中图像增强处理单元131与增强信号输出端连接。具体地，图像增强处理单元131可以对图像进行数据整理、分析处理以及视觉增强。控制寄存器132可以确定和控制图像增强处理单元131对图像进行数据整理、分析处理以及视觉增强的具体过程。图像增强可以将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些特征，抑制另一些特征，从而改善图像质量、丰富信息量，加强图像判读和识别效果，以便于输出的显示图像，能够使视觉增强穿戴设备100的佩戴者感知。

在增强信号输出端为一路的情况下，图像增强处理单元131与该路增强信号输出端连接；在增强信号输出端为两路的情况下，图像增强处理单元131与两路增强信号输出端分别连接。对于本实施例的视觉增强穿戴设备100，输出图像处理器130设置有两路增强信号输出端：第一信号输出端133和第二信号输出端134，图像增强处理单元131分别与第一信号输出端133和第二信号输出端134相连。

图3是根据本实用新型一个实施例的视觉增强穿戴设备100的结构示意图。本实施例的视觉增强穿戴设备100还包括：头戴式框架。头戴式框架可以将各个部件连接、固定起来，例如图像拍摄装置110、输入图像处理器120、输出图像处理器130以及显示装置140，以便于用户佩戴。

其中，头戴式框架具有镜框101和镜腿102，显示器包括显示面板和光学镜片，并且显示器设置于镜框101中。本实施例的视觉增强穿戴设备100的显示器中形成的是实像，以非投影式的显示实现。其中光学镜片的光学特性可以根据成像的要求进行配置，显示面板可以是高清液晶显示屏，还可以是LED点阵显示屏。需要说明的是，上述显示面板的具体类型仅为例举，并非对本实用新型的限定，显示面板的类型可以根据视觉障碍患者的具体眼疾类型进行设置。图像拍摄装置110包括两个摄像头，并分别设置于头戴式框架的两侧。这样可以以人眼的视角分别拍摄左、右眼看到的视频图像并传输至输入图像处理器120。

视觉增强穿戴设备100还可以包括多个传感器，以检测前方信息以及视觉增强穿戴设备100所处状态。多个传感器可以包括：红外传感器、加速度计、陀螺仪等，它们可以采集到各类数据，例如加速度计和陀螺仪可以分别采集视觉增强穿戴设备100各个方向的加速度以及角度；红外传感器则可以采集红外信号，用于障碍物距离检测。采集的这些数据可以传输至输入图像处理器120，以便于辅助处理拍摄到的前方视频图像，使得处理后的图像更便于用户观看，从而达到辅助视觉的目的。

本实施例的视觉增强穿戴设备100，通过图像拍摄装置110拍摄前方的视频图像，并利用输入图像处理器120和输出图像处理器130对视频图像进行处理，将进行增强处理后的显示图像通过显示装置140向视觉增强穿戴设备100的佩戴者输出，可以使具有视觉缺陷的患者也能够正常感知外界目标的细节和周围世界，满足相应患者的正常生活、工作和学习需要。

进一步地，本实施例的视觉增强穿戴设备100，可以通过交互装置获取佩戴者输入的操作指令并发送至输入图像处理器120，进而使得输入图像处理器120按照操作指令对视频图像进行处理，以满足不同类型视觉障碍患者的使用需求，实现辅助和增强视觉的目的，此外，视觉增强穿戴设备100为头戴式结构，结构更加简单，便于携带和使用，提升用户的使用体验。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (5)

1.一种视觉增强穿戴设备，包括：

图像拍摄装置，用于拍摄前方的视频图像；

输入图像处理器，包括视频输入接口和视频输出接口，其中所述视频输入接口与所述图像拍摄器连接，以获取所述视频图像，所述视频输出接口用于输出经所述输入图像处理器处理后的视频图像；

输出图像处理器，与所述视频输出接口连接，并且所述输出图像处理器设置有至少一路增强信号输出端，以输出经过所述输出图像处理器进行增强处理后的显示图像；以及

显示装置，具有至少一个显示器，每个所述显示器与一路所述增强信号输出端相连，以向所述视觉增强穿戴设备的佩戴者输出所述显示图像；

所述输出图像处理器设置有两路增强信号输出端；所述显示装置包括两个显示器，并且每个所述显示器与一路所述增强信号输出端相连；

所述视觉增强穿戴设备还包括：头戴式框架，其具有镜框和镜腿，所述显示器包括显示面板和光学镜片，并且所述显示器设置于所述镜框中。

2.根据权利要求1所述的视觉增强穿戴设备，其特征在于，还包括：

交互装置，与所述输入图像处理器连接，用于获取所述佩戴者输入的操作指令并发送至所述输入图像处理器。

3.根据权利要求1所述的视觉增强穿戴设备，其特征在于，

所述输出图像处理器包括：图像增强处理单元和控制寄存器，其中所述图像增强处理单元与所述增强信号输出端连接。

4.根据权利要求1所述的视觉增强穿戴设备，其特征在于，

所述图像拍摄装置包括两个摄像头。

5.根据权利要求4所述的视觉增强穿戴设备，其特征在于，

所述两个摄像头分别设置于所述头戴式框架的两侧。