PT2582283E - Método de avaliação de uma postura de referência - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "MÉTODO DE AVALIAÇÃO DE UMA POSTURA DE REFERÊNCIA" A invenção visa a análise do comportamento visual de um sujeito, para efeitos de personalização e de optimização das caracteristicas ópticas de lentes correctoras ou de lentes oftálmicas que deva usar, assim como a sua montagem sobre a armação.

Mais precisamente, a invenção visa a análise da postura geral da cabeça do sujeito e o registo das medições efectuadas por um óptico que proceda à aquisição de dados necessários a fim de determinar a configuração geral de implantação das lentes correctoras relativamente aos olhos do sujeito.

Conhecemos já numerosos sistemas que visam optimizar a posição das lentes numa armação relativamente à posição relativa das pupilas dos olhos do sujeito e da armação. Para este efeito, imagens fixas ou animadas da cara que usa a armação são registadas por uma câmara e a detecção da posição dos olhos é efectuada ao mesmo tempo que a detecção da colocação da armação.

Em particular, o documento FR-2860887A em nome da requerente divulga um sistema no qual, a partir de uma série de imagens animadas da cara do sujeito a mover-se perante uma câmara fixa, se determina uma imagem de referência na qual a cara é melhor posicionada sobre a câmara, de maneira a ter a melhor definição da posição relativa dos olhos e da armação.

Paralelamente, os fabricantes de lentes oftálmicas procuram hoje em dia optimizar a concepção destas lentes, nomeadamente na tecnologia das lentes denominadas progressivas, ao examinar o comportamento do sujeito quando o seu olhar se desloca. Por exemplo, o documento FR-2892529A em nome da requerente divulga um sistema que compreende:

Uma câmara; - Um ecrã que permite representar as imagens obtidas pela câmara;

Um acessório 20 apto a ser utilizado de maneira fixa pela cabeça do sujeito e contendo uma pluralidade de referências visuais 21;

Meios que formam alvo(s) visual/visuais susceptivel/susceptiveis de cobrir pelo menos duas posições determinadas em relação à câmara e

Meios de análise de imagem capazes de analisar a posição das referências visuais nas imagens obtidas pela câmara. Os meios de análise de imagem deduzem então a posição e a orientação no espaço do acessório 20 e, portanto, da cabeça do sujeito quando observa diferentes regiões dos meios que formam o(s) alvo(s) visual(visuais) para, nomeadamente, deduzir informações sobre a importância relativa do movimento da cabeça na altura da deslocação do olhar de um alvo para outro, assim como a relativa importância do movimento dos olhos.

Tipicamente, o acessório 20 pode estar conforme ao acessório ilustrado na figura 1 e compreender meios que formam indicadores geométricos 21 escolhidos especificamente para valorizar a orientação da armação. Pode ser constituído por um suporte longilíneo que contém uma série de referências visuais 21, colocadas ao longo das hastes das armações e/ou sobre a estrutura superior da face da armação.

Para que as medições sejam precisas é necessário que a cabeça do sujeito esteja numa postura de referência e olhe numa posição definida, adaptada ao registo de medidas. A postura de referência pode, nomeadamente, ser a postura de ver ao longe, na qual o portador se mantém numa posição natural e fixa um ponto no infinito exactamente à sua frente segundo um plano horizontal. Como variante, a postura de referência pode corresponder a uma postura de ver ao perto, tal como a posição de leitura, ou seja, a posição na qual o sujeito fixa um ponto a cerca de quarenta centímetros dos seus olhos e baixa a vista 302 relativamente ao plano horizontal.

No seguimento desta descrição, a postura de referência corresponderá à postura de ver ao longe. Contudo, isto não é limitativo e é apenas referido a título de exemplo.

Quando o óptico mede a posição relativa das pupilas em relação à armação, é indispensável que, então, se assegure de que o portador está numa postura próxima desta postura de referência.

Ora os sistemas conhecidos até hoje não permitem determinar com precisão e de maneira automática se a postura do sujeito está próxima da postura de referência. Isso é, portanto, geralmente feito manualmente pelo próprio óptico, a partir da simples observação da postura do sujeito no momento da obtenção das medidas. Para isso, o óptico pode, nomeadamente, recorrer aos sistemas descritos anteriormente, os quais fornecem um valor da inclinação do acessório instalado na armação. A postura do sujeito pode, por exemplo, ser descrita (de maneira não limitativa) com o auxílio de dois ângulos para uma direcção conhecida do olhar. 0 primeiro ângulo corresponde ao topo da cabeça, ou seja, um ângulo orientado que reflecte o facto de o sujeito ter tendência a ter a cabeça mais ou menos virada para a esquerda ou para a direita quando olha para um objecto colocado mesmo à sua frente. 0 segundo ângulo corresponde à inclinação da cabeça, ou seja, um ângulo orientado que reflete o facto de o sujeito ter tendência a ter a cabeça mais ou menos levantada ou baixada quando olha para um objecto colocado mesmo à sua frente. Para uma determinada armação, este segundo ângulo pode ser a medida do ângulo pantoscópico, ou seja, a medida da inclinação do plano médio da lente correctora relativamente à vertical. A fim de determinar a distância entre as pupilas do sujeito (um dos parâmetros para o fabrico de dispositivos de correcção) , o óptico utiliza geralmente um pupilómetro. Neste caso, o topo da cabeça é arbitrariamente considerado nulo visto o pupilómetro estar apoiado contra a testa do sujeito. Todavia, este dispositivo não permite ter em consideração o ângulo pantoscópico que deve ser medido separadamente, nem, se for caso disso, o facto de o sujeito poder apresentar uma postura lateralizada da cabeça (tendência do sujeito para olhar mais para a direita ou esquerda na sua posição de referência).

No entanto, esta abordagem não garante que a posição assumida pelo sujeito corresponda bem à sua posição de referência natural e não seja influenciada nomeadamente pela presença do óptico, de um objecto particular no quarto ou do estado psicológico instantâneo do sujeito (efeito do espaço comercial que pode intimidar o sujeito, restrições ligadas aos pedidos do óptico, etc.). Por exemplo, se o portador baixar demasiado a cabeça quando as medições são obtidas, obter-se-ão valores excessivos de medições de altura. No caso de lentes progressivas (para as quais a potência de correcção varia de cima para baixo) poderá então ter os olhos para perto, relativamente à zona de correcção, enquanto o objecto para o qual está a olhar se encontra ao longe. A postura de referência natural é, no entanto, de grande importância porque determina a maneira como o portador vai projectar o olhar sobre as lentes dos óculos na sua posição de conforto máximo. Uma má postura conduz portanto a más medições de centragem das lentes. É portanto primordial escolher uma imagem de postura correcta para o cálculo da projecção do olhar sobre as lentes dos óculos e, portanto, avaliar a qualidade da postura do portador durante a medição. A titulo de ilustração numérica, um erro de um grau sobre a orientação da cabeça tem por consequência um erro de centragem de cerca de 0,4 milímetros, enquanto a precisão pretendida deve ser inferior a meio milímetro.

Uma abordagem da inclinação na postura de referência para ver ao longe também pode ser realizada por referência ao plano de Francoforte que pode ser definido pelos tragion e a zona inferior das órbitas oculares. Uma primeira abordagem para medir o plano de Francoforte é utilizar os dois centros de rotação do olho para determinar um primeiro eixo que será, por definição, paralelo ao plano de Francoforte e a uma distância conhecida de cerca de 22 milímetros do plano de Francoforte. Seguidamente, coloca-se manualmente, automaticamente ou de maneira semi-assistida a posição de pelo menos um tragion sobre pelo menos duas imagens da cara do sujeito sustendo um acessório 20 tal como o que atrás definimos. Sendo os pontos do tragion pontos de referência e estando os tragion imóveis na marca de referência do acessório 20, pode ser posicionado em três dimensões como sendo a intersecção das duas direitas de observação passando pelos tragion e pelo centro óptico da câmara. O plano de Francoforte pode então ser facilmente calculado como sendo o plano contendo o tragion e tangente ao cilindro.

Este plano é considerado horizontal quando o sujeito está em posição de ver ao longe. Esta medição é morfológica e independente da postura do sujeito durante a medição. No entanto, esta abordagem não garante que a posição natural de vista ao longe coincida perfeitamente com um plano de Francoforte horizontal. O documento FR-2892529 descreve um processo que permite determinar a repartição entre o movimento da cabeça e o movimento dos olhos do sujeito quando o olhar se desloca entre dois alvos visuais. Portanto, neste documento trata-se de efectuar uma medição de um parâmetro determinado do comportamento visual do portador de óculos oftálmicos (movimento relativo olho/cabeça) e não de determinar a postura de referência do portador de óculos oftálmicos. A fim de medir este parâmetro, o documento FR-2892529 propõe determinar uma posição de referência da cara em conformidade com a descrição do documento FR-2860887A, ao identificar uma posição da cabeça do portador onde um acessório, utilizado pelo portador, apresenta uma posição simétrica relativamente a um plano vertical. Portanto, trata-se aqui de determinar uma posição de referência da cara para medir o parâmetro determinado do comportamento visual do portador. Um processo desse tipo não permite, no entanto, calcular a postura de referência natural do sujeito.

Por sua vez, o documento EP1591064 descreve um processo de determinação do ângulo entre a posição de ver ao longe e a posição de ver ao perto de um sujeito. Não se trata, portanto, de maneira nenhuma de calcular uma postura de referência natural do sujeito. A invenção visa, portanto, propor um processo que permite determinar com precisão uma posição de referência natural do sujeito, total ou parcialmente automática.

Para tanto, a invenção propõe um processo de cálculo de uma postura de referência de um sujeito em conformidade com a reivindicação 1.

Assim, o encadeamento destas etapas permite obter uma postura de referência óptima e isto apesar do facto de cada diversão aumentar as dispersões e, portanto, a variabilidade da postura da cabeça. A elaboração de diversões repetidas é, portanto, qualquer coisa que o especialista na técnica procura evitar.

Certos aspectos preferidos mas não limitativos do processo de acordo com a invenção são os seguintes: A postura de referência real é medida na altura em que a cabeça atinge a postura de referência alvo;

Pelo menos duas posturas de referência reais são medidas correspondendo a duas posturas de diversão opostas e a postura de referência óptima é obtida efectuando-se uma média das posturas de referência medidas na altura destas duas posturas de diversão opostas; 0 processo compreende, por outro lado, a obtenção de um intervalo de confiança sobre a referida postura de referência óptima; A postura de referência alvo corresponde a uma postura na qual o sujeito olha naturalmente para um determinado alvo; A postura de referência corresponde à postura de ver ao longe ou de ver ao perto do sujeito;

Os dados de postura compreendem urn valor de ângulo pantoscópico e de topo da cabeça do sujeito;

Os valores de ângulo pantoscópico e de topo são determinados por meio de probabilidades condicionais dependendo dos conjuntos de dados anteriores de postura de referência real e/ou do tipo de postura de diversão anterior; 0 processo compreende, por outro lado, a aplicação de um peso sobre os dados em função da sua pertinência respectiva para a avaliação da postura de referência óptima e do intervalo de confiança; 0 processo compreende, por outro lado, uma etapa de determinação do plano de Francoforte do sujeito;

Integram-se, por outro lado, dados do plano de Francoforte nos dados considerados para a determinação da postura de referência óptima e do intervalo de confiança; 0 processo compreende, por outro lado, a extrapolação de dados suplementares relativos a posturas de referência que não foram consideradas pelo sujeito a partir dos dados registados; A medida da postura de referência real compreende a localização de pontos singulares sobre pelo menos uma imagem do sujeito;

Os pontos singulares são indicados por um acessório fixo numa armação de lentes utilizada pelo sujeito; o processo compreende ainda a edição dos dados da postura utilizada para o cálculo dos parâmetros de fabrico do dispositivo de correcção a partir: do intervalo de confiança e da postura de referência óptima de um conjunto de dados de uma postura de referência real ou extrapolada a partir dos conjuntos de dados reais; da apresentação de uma imagem do sujeito nesta postura e/ou do impacto da escolha desta postura sobre os parâmetros de fabrico do dispositivo de correcção.

De acordo com um segundo aspecto, a invenção propõe um sistema de avaliação de uma postura de referência de um sujeito em conformidade com a reivindicação 13.

Certos aspectos preferidos mas não limitativos do sistema são os seguintes: A unidade de tratamento numérico permite ainda obter um intervalo de confiança sobre a referida postura de referência óptima; e 0 dispositivo de exibição compreende também alvos visuais.

De acordo com um último aspecto, a invenção propõe um programa de computador que compreende instruções de código de programa para a execução de etapas do processo atrás descrito, quando o referido programa é executado por um computador.

Outras caracteristicas, objectos e vantagens da presente invenção serão melhor compreendidos pela leitura da descrição pormenorizada que se segue e relativamente aos desenhos em anexo que são referidos a titulo de exemplos ilustrativos e sobre os quais: A figura 1 representa uma vista em perspectiva de um exemplo de acessório que pode ser utilizado na elaboração do sistema e do processo de acordo com a invenção. A figura 2 representa um esquema em bloco de diferentes componentes do sistema da invenção e A figura 3 é uma representação gráfica das diferentes etapas de acordo com uma forma de realização da invenção, e A figura 4 é uma vista de face de um exemplo de sistema portátil que pode ser utilizado na elaboração do sistema e do processo de acordo com a invenção.

Como ilustrado na figura 2, um sistema em conformidade com a invenção compreende, por exemplo, uma estrutura na região superior da qual estão alojados um dispositivo de captação de imagens 12, tal como uma câmara, colocada próxima de um dispositivo que permite obter um alvo que o sujeito vai fixar na postura de referência, tal como um espelho sem banho de estanho colocado à frente da câmara. A câmara 12 está ligada a uma unidade central 11 para a aquisição de imagens de video. Um teclado 16, assim como qualquer outro dispositivo de entrada e de saida tal como rato, um ecrã 14, etc., permitem comandar o sistema.

Por exemplo, é possível integrar a invenção no dispositivo comercializado pela requerente com o nome de Activisu Expert 3.

Um dispositivo desse tipo compreende um espelho sem banho de estanho posicionado verticalmente. A câmara é colocada atrás do espelho de maneira que a posição do seu eixo óptico principal em relação ao espelho seja conhecida. Tipicamente, a câmara está disposta de maneira que o seu eixo óptico principal se estenda sensivelmente perpendicularmente ao espelho.

Por outro lado, o acessório 20 tem a forma de um clip e está colocado sobre a armação.

Para mais pormenores sobre o sistema poderemos referir-nos, por exemplo, aos pedidos anteriormente citados, n2 FR-2860887A ou FR-2892529A.

Como variante, não é necessário partir de uma imagem (ou de qualquer outra informação útil às medições de centragem) para cada medição de postura. É possível, por exemplo, elaborar um sistema de acompanhamento da posição da cabeça em tempo real (ou cálculo diferido) associado a uma máquina fotográfica. 0 estudo da postura será então realizado com um grande número de medições da postura enquanto uma única (ou várias) foto(s) será(serão) tirada(s) para a centragem.

Exemplos de sistemas de acompanhamento da posição da cabeça podem ser os seguintes, de maneira não limitativa:

Um acelerómetro colocado de maneira fixa relativamente à cabeça. Uma aquisição contínua da aceleração permite, depois de uma calibração apropriada, obter um acompanhamento da posição da cabeça.

Um sistema por ultrassons, como o Vision Print System comercializado pela sociedade Essilor, permite medir o coeficiente olho-cabeça para a personalização da lente Ipseo.

Emissores de infravermelhos, colocados sobre a cabeça do sujeito, por exemplo, sobre um acessório 20 do tipo anteriormente descrito ou sobre qualquer objecto fixo relativamente à cabeça que seja equivalente, associados a uma câmara de infravermelhos. O sistema é então similar ao sistema Activisu Expert 3, mas implica uma câmara de infravermelhos em vez de uma câmara unicamente sensível ao espectro visível e que utilize referências que emitam no espectro de infravermelhos em vez de utilizar referências visuais de determinada cor (verde, no sistema Activisu Expert 3).

Qualquer sistema de reconstrução tridimensional da cara que permita obter um parâmetro de postura suficientemente preciso para o estudo, podendo este parâmetro ser a rotação da cabeça em redor do eixo vertical (o topo da cabeça) ou em redor do eixo horizontal orientado direita/esquerda (ligado ao ângulo pantoscópico). Isso pode ser uma reconstrução tridimensional de pontos notáveis da cara por estereoscopia (ou fotogrametria) com o auxílio de duas câmaras (ou uma reconstrução com uma única câmara associada a um meio de reposição à escala que seja suficientemente preciso para o estudo (podendo o meio de reposição à escala ser, por exemplo, uma distância conhecida entre dois dos pontos notáveis identificados sobre uma imagem).

Na altura em que se obtém a medição com um destes dispositivos de acompanhamento da postura efectua-se, por outro lado, uma ligação entre estas medições e uma imagem do sujeito a fim de calcular a postura óptima. A fim de determinar a postura natural do sujeito, o processo de acordo com a invenção compreende, nomeadamente, a iteração de etapas realizadas por meio da detecção (ou de um dispositivo equivalente de acompanhamento da posição) e de cálculo de uma postura óptima a partir destas detecções.

De acordo com uma forma de realização, o processo compreende etapas que consistem em registar 110 numa primeira fase uma pluralidade de posturas do sujeito graças à câmara 12 e, a cada etapa de registo, fazer com que o portador efectue pelo menos um movimento determinado antes de regressar a uma determinada postura de referência 110.

Por exemplo, as posturas registadas podem corresponder à postura do sujeito em determinada altura quando se olha ao espelho. Depois, por meios que induzem uma deslocação espontânea tais como instruções vocais, mensagens exibidas num ecrã, acender uma lâmpada em determinado local do quarto de maneira a atrair o olhar do sujeito ou, mais geralmente, qualquer meio que leve o paciente a modificar a sua postura, induz-se 110 a deslocação do sujeito ou, pelo menos, a rotação da sua cabeça antes de o remeter à posição inicial de referência na qual ele se olha ao espelho.

Tipicamente, é possível pedir ao sujeito que vire a cabeça para a direita ou para a esquerda, que olhe para o chão ou para o tecto, que leia um documento, que feche os olhos, sendo a ideia de base distraí-lo temporariamente a fim de "reinicializar" a sua postura a se aproximar da sua postura natural, apesar do ambiente e do seu estado psicológico. Consegue-se, desse modo, fazer com que o sujeito olhe directamente para a frente, geralmente de maneira mais natural a cada iteração. No entanto, a melhoria não é garantida a cada iteração, na medida em que o sujeito pode, por exemplo, apresentar uma fadiga que o leve a modificar a sua posição de referência. É por isso que privilegiamos a utilização de uma avaliação estatística implementada mais na base das diferentes posturas do que na selecção da última postura medida.

No caso em que a postura de referência corresponde à visão de perto na posição de leitura, o sujeito fixa um alvo e efectuam-se medições a fim de avaliar a distância entre o alvo e a armação utilizada pelo sujeito, o topo da cabeça e o ângulo formado pela inclinação do plano médio das lentes correctoras relativamente ao plano que contém a direcção do olhar do sujeito quando fixa o alvo (sendo que o ângulo pantoscópico é próprio da visão ao longe).

Para tanto, o alvo pode estar sobre uma tablete 30, e a posição da armação é determinada por intermédio do acessório 20 fixo sobre a mesma.

Aqui, a tablete 30 é um sistema portátil dotado de um dispositivo de exibição 31, tal como um ecrã de cristais líquidos, e sobre o qual está montado um dispositivo de obtenção de imagem 12' tal como uma câmara. 0 ecrã pode, por exemplo, medir cerca de 40 cm de largura por 25 cm de altura.

Vantajosamente, esta tablete 30 permite assim posicionar o sujeito por seu intermédio. A pessoa pode, portanto, posicionar-se à frente da tablete 30 e, portanto, à frente da câmara 12', substituindo a tablete 30, vantajosamente, um espelho ou qualquer outro dispositivo de auxílio ao posicionamento. O sujeito pode então segurar a tablete 30 com as suas mãos, como um livro ou um jornal, de maneira a poder fixar confortavelmente os elementos exibidos no ecrã 31.

Por exemplo, é possível afixar um ou vários textos, imagens, publicidades, fixas ou móveis, no ecrã.

Tipicamente, o ecrã 31 pode exibir informações sobre as lentes e lentes de contacto existentes. Pode igualmente devolver ao sujeito a imagem obtida pela câmara, a fim de, por exemplo, melhorar a sua centragem. O operador pode então efectuar as suas medições, solicitando ao sujeito que visualize os elementos apresentados no ecrã 31, depois um local à sua escolha no quarto, etc., de maneira a determinar, com o auxílio da câmara 12' montada sobre o ecrã 31 e/ou da câmara 12, a postura de referência do sujeito na posição de leitura.

De acordo com uma outra forma de realização, a tablete 30 comporta, ela própria, meios que permitem distrair o sujeito de maneira a fazer com que regresse à sua postura de referência natural.

Tipicamente, a tablete 30 pode exibir um texto que se estende a toda a largura do ecrã 31. Assim sendo, quando o sujeito lê o texto exibido, o seu olhar percorre o ecrã e a sua cabeça efectua um movimento de rotação esquerda/direita e acima/abaixo. É então possível determinar a postura de referência do sujeito, na medida em que o movimento da cabeça induzido pela leitura do texto constitui uma distracção suficiente para reinicializar a postura do sujeito em posição de leitura: com efeito, quando este fixa então um elemento alvo na tablete 30, tal como uma imagem centrada ou um díodo electroluminescente fixo relativamente ao ecrã 31, a sua posição é mais natural do que antes da leitura.

De maneira aproximada, a postura de referência em posição de leitura pode ser determinada como sendo a média entre as posturas extremas de leitura do texto no ecrã 31.

Graças à exibição do texto no ecrã 31, é ainda possível efectuar uma medida de um coeficiente olho-cabeça (ou seja, uma relação média entre o ângulo de rotação do olho e a rotação da cabeça do sujeito), ao determinar, graças à câmara, o intervalo angular da cabeça do sujeito: conhecendo a distância entre a cabeça do sujeito e a largura do ecrã, deduz-se então o intervalo angular percorrido pelos olhos do sujeito no decorrer da leitura, assim como o coeficiente olho-cabeça.

Como variante, um texto é afixado em diferentes locais do ecrã e/ou em diferentes tamanhos, de maneira a fazer com que o sujeito olhe para diferentes locais do ecrã antes de regressar ao elemento alvo. Um estudo comportamental aprofundado é ainda possível se o alvo se mantiver sensivelmente pontual (por exemplo, um texto muito curto) e se desloque em posições de leitura variadas (acima, abaixo, à direita ou à esquerda), sendo o ecrã pilotado pela unidade de tratamento 11, é então possível saber a qualquer momento como evolui a postura da cabeça em função das deslocações do alvo.

Ainda de acordo com outra variante, além dos alvos visuais exibidos pelo ecrã 31, a tablete 30 pode comportar alvos visuais 32, tais como díodos electroluminescentes (LED), fixos em relação ao ecrã. Um sinal sonoro pode acompanhar o acender/apagar dos alvos.

Por exemplo, dois conjuntos de LEDs podem ser fixos sobre braços que se estendem radialmente desde os lados laterais da tablete 30, de maneira a criar três conjuntos de alvos visuais 32 para o sujeito.

Aqui, cada braço comporta quatro LEDs, separados uns dos outros por uma distância compreendida entre aproximadamente 0,5 cm e 5 cm, de preferência cerca de 2 cm. Vantajosamente, a utilização de uma pluralidade de LEDs adjacentes sobre cada braço permite adaptar o afastamento angular entre o acessório (e, portanto, a cabeça do sujeito) e o alvo visual lateral (ou seja, aqui o LED aceso na altura da medição) em função da distância entre a tablete 30 e o acessório 20.

Como variante (não ilustrada nas figuras), a tablete 30 não comporta ecrã: comporta então três conjuntos de LEDs, um central e dois laterais.

Basta, portanto, acender sucessivamente, de preferência de maneira aleatória, os alvos visuais 32 a fim de poder efectuar as medições do coeficiente olho-cabeça e do topo da cabeça, assim como determinar a postura natural do sujeito.

No decorrer destas etapas procede-se à aquisição e à análise automática dos dados registados e deixa de ser necessário depender unicamente da perícia do óptico.

Procede-se então ao cálculo da posição de referência "óptima" 130 a partir das observações e dos registos, posição que pode ser diferente das posições observadas e corresponder a uma posição intermediária ou extrapolada.

Este processo baseia-se na utilização de um modelo do comportamento humano face ao dispositivo para interpretar as medições de posturas.

Pode, nomeadamente, assumir a forma de probabilidades condicionais, por exemplo a probabilidade de ter uma postura de referência óptima p sabendo que se dispõe de uma sequência de posturas pi medida depois de i iterações e sabendo os tipos de diversão utilizados (olhar para cima, para a esquerda, ler um documento, etc.) antes de cada postura pi. Por exemplo, estudos demonstraram que a probabilidade de o topo da cabeça estar bom é mais forte depois de ter virado a cabeça para a direita e depois para a esquerda do que antes destes movimentos. As medições do topo da cabeça obtidas depois destes movimentos terão portanto um peso mais elevado nos cálculos deste valor. Considerações similares podem ser efectuadas vantajosamente para o ângulo pantoscópico depois de ter olhado para o tecto. 0 modelo do comportamento humano face ao dispositivo poderá, nomeadamente, utilizar o leque de ferramentas matemáticas de estatísticas do estado da técnica e nomeadamente: as probabilidades condicionais, por exemplo, a probabilidade de ter uma postura p sabendo que se dispõe de uma sequência de posturas pi e, dependendo dos tipos de diversão utilizados (olhar para cima, para a esquerda, ler um documento, etc.) antes de cada postura pi: estas propriedades condicionais podem ser organizadas numa cadeia de Markov.

Análises avançadas permitindo detectar se um valor é "coerente" ou "aberrante" e censurar assim os valores aberrantes.

Por exemplo, poderão ser utilizadas redes Bayesianas para determinar a sequência de instrução de diversões a indicar, em função das posturas anteriormente observadas, e instruções de diversão anteriormente indicadas.

As probabilidades Bayesianas (ou qualquer outra ferramenta estatística adaptada) poderão permitir modelizar, por exemplo, a correlação entre uma postura ou um parâmetro de postura externa, e os parâmetros de posturas de referência. Esta postura externa ou este parâmetro de postura externa poderá, por exemplo, ser o seguinte: A postura em visão de leitura, enquanto se procura medir a postura de ver ao longe. 0 coeficiente olho-cabeça - medido por um sistema como o Activisu Expert 3 desenvolvido pela requerente, ou ainda o sistema Vision Print desenvolvido pela Essilor - a saber, a percentagem de rotação da cabeça relativamente à rotação do olho quando se olha para um objecto colocado a 402 do lado da cabeça. 0 resultado obtido assume a forma de um valor "óptimo" e de um intervalo de valores possíveis.

Por valor de postura entender-se-á aqui, nomeadamente, o valor do ângulo pantoscópico e do topo da cabeça para determinada postura. 0 modelo do comportamento humano face ao dispositivo pode, por outro lado, ser completado por um modelo "a priori", em particular para a medida do topo da cabeça, a fim de reduzir o número de amostras necessário para determinar a postura natural de referência do sujeito. Um modelo desse tipo "a priori" pode, por exemplo, ser utilizado para melhorar o cálculo do máximo de semelhança para inferências Bayesianas, permitindo, nomeadamente, contar mais com uma postura de referência do que com outra, em particular quando as posturas assumidas pelo sujeito são muito instáveis, fundando-se em análises estatísticas.

Por exemplo, sabe-se que o topo da cabeça de uma pessoa está geralmente mais próximo de O2 do que de 32. Por conseguinte, a utilização do modelo a priori implica a escolha de uma postura de referência próxima de O2 mais do que de 32 no caso de instabilidade das medições.

De acordo com um modelo de realização, a utilização de um modelo desse tipo a priori é progressiva. Dessa forma, quanto mais estáveis forem as medições efectuadas sobre o sujeito, tanto menos será utilizado o modelo a priori. E, a contrario, quanto mais instáveis forem as medições efectuadas, tanto mais o modelo a priori será privilegiado, não sendo a média das medições suficientemente pertinente devido à sua dispersão. A determinação da postura de referência natural "óptima" é então mais fiável. A elaboração do modelo a priori pode igualmente ser adaptada à medida do ângulo pantoscópico. É, no entanto, mais difícil do gue no caso da medição do topo da cabeça, considerando gue o ângulo pantoscópico pode variar entre 2 e 182, em vez de 0-32 para o topo da cabeça e gue depende, entre outros, da armação e da postura da cabeça do sujeito. Tipicamente, quando as medições são efectuadas para lentes progressivas, um modelo a priori pode privilegiar valores elevados para o ângulo pantoscópico a fim de libertar a visão ao longe do sujeito, tendo em conta a postura depois de levantar a cabeça (na altura em que passa da posição de leitura para a posição de ver ao longe). 0 óptico pode então recorrer à sua perícia ou escolher a melhor postura entre o espaço de valores possíveis propostos, e o sistema pode exibir, em tempo real, o impacto de uma escolha de valor de postura sobre os resultados de medições para auxiliar o óptico na sua decisão.

Como variante, a exibição é feita de maneira diferida, por exemplo, no fim do registo da série de posturas pi. É igualmente possível indicar uma imagem que represente a postura do portador correspondendo a um valor de postura possível seleccionado pelo óptico, a fim de o auxiliar na verificação de que este valor corresponde à postura que observa no portador ou que pretende utilizar para a centragem.

Esta imagem pode ser a imagem mais representativa entre as que forem registadas na altura da medição (medição da postura e medição da centragem). Como variante, a imagem exibida pode resultar da produção em imagem de síntese da postura, efectuando uma reconstrução tridimensional a partir de imagens reais e interpolando as imagens registadas na altura da iteração.

Por exemplo, é possível calcular a média (que poderá ser ponderada por critérios de probabilidades condicionais obtidas por meio de ferramentas estatísticas) como valor "óptimo" e utilizar o afastamento tipo para calcular um intervalo de confiança como intervalo de valores possíveis.

De maneira facultativa, se a dispersão do ângulo pantoscópico (inclinação acima/abaixo) for muito importante, pode-se então propor ao utilizador que meça o plano de Francoforte, por exemplo determinando a posição do olho e do tragion, e de o utilizar para melhorar os valores possíveis e o valor óptimo.

Por defeito pode-se, por exemplo, calcular o valor do plano de Francoforte como valor óptimo, ou utilizá-lo para detectar valores de medições aberrantes a censurar e reduzir a dispersão. Pode-se, por outro lado, calcular a precisão do plano de Francoforte e, eventualmente, considerá-la nos cálculos estatísticos, nomeadamente com um peso superior aos valores considerados como menos pertinentes.

Por exemplo, no âmbito de uma medição da postura natural para ver ao longe, a invenção pode compreender as etapas que se seguem. 0 óptico coloca o sujeito à frente do espelho.

De preferência, o sujeito usa o acessório 20 formado por meios que formam indicadores geométricos 21. Dá-se, então, ao sujeito indicações de "diversão" (etapa 100): são, por exemplo, exibidas no ecrã e repetidas pelo óptico, ou ainda anunciadas por alti-falante, e o óptico tenta fazer com que sejam executadas. As instruções consistirão, por exemplo, em pedir que olhe para a ponte da armação no espelho (ou qualquer outro alvo para a visão ao longe) a fim de determinar uma primeira postura de referência e, depois, pedir que siga as indicações de diversão a fim de conduzir o sujeito a uma postura de diversão (virar a cabeça francamente à direita ou à esquerda, levantar ou baixar francamente a cabeça, voltar-se para o óptico (que pode estar colocado atrás do sujeito), fechar os olhos, deslocar-se e dirigir-se para outro local antes de se recolocar à frente do espelho, etc.).

Pede-se então ao sujeito que retome a postura de referência, por exemplo, fixando novamente a ponte da armação no espelho e regista-se a nova postura de referência (etapa 110) .

Esta operação (diversão e, depois, regresso à postura de referência e registo desta postura de referência) é repetida pelo menos uma vez, de preferência várias vezes.

Como variante, a postura de referência registada corresponde a uma postura de diversão do sujeito, ou seja, uma postura na qual este fixa um determinado alvo (por exemplo, à direita ou acima). O operador pede então ao sujeito que fixe um segundo alvo, na direcção oposta (por exemplo à esquerda ou em baixo, respectivamente). A postura de referência do sujeito (que é considerada para a determinação da postura natural "óptima") corresponde então a uma média (que pode ser ponderada) destas duas posturas de diversão.

Bem entendido, as posturas podem ser registadas em continuo, sem que a postura de diversão para a qual é efectuada a medição corresponde necessariamente à posição extrema da diversão, graças à obtenção de imagens em continuo feita pela câmara. Assim, por exemplo, é possível solicitar ao sujeito que efectue um movimento contínuo de rotação direita/esquerda da cabeça e registar duas posturas de diversão, uma à direita e outra à esquerda, que não correspondam às posturas extremas do movimento de rotação. Dessa maneira, podemos escolher, por exemplo, posturas que correspondam à fixação de alvos ligeiramente descentrados à direita e à esquerda ( + /- 6-, por exemplo, em relação à postura em O2), e calcular a média a fim de obter a postura de referência pi a ter em conta para os cálculos do valor "óptimo" da postura de referência natural. A fim de melhorar as medições, é mesmo possível efectuar várias medições entre os dois pontos extremos das posturas de diversão direita e esquerda e, depois, calcular uma média integrada destas medições a fim de determinar a postura de referência pi.

Esta variante de realização apresenta a vantagem de ser menos brusca para o sujeito e mais fiável visto o sujeito já não ter necessidade de reposicionar a cabeça ao centro depois de cada diversão. Por outro lado, privilegiam-se posturas de diversões com uma fraca amplitude a fim de se manterem no intervalo de conforto do sujeito.

Vantajosamente, as operações de diversão diferem de uma iteração para outra. Por exemplo, é possível solicitar sucessivamente ao sujeito que vire a cabeça francamente à direita, depois à esquerda, depois que olhe para o tecto, para o chão, que leia um documento, sendo o objectivo reinicializar a postura de referência (que, aqui, corresponde à postura de ver ao longe) a fim de determinar a postura natural do sujeito.

Por outro lado, a escolha das diversões assim como o ajuste dos cálculos podem depender do tipo de lente a realizar para a armação do sujeito e da estabilidade das suas posturas. Por exemplo, as medições efectuadas para a determinação do ângulo pantoscópico podem ser privilegiadas perante as medições efectuadas para o topo da cabeça no caso de uma lente progressiva. Com efeito, os valores são geralmente mais centrados para o topo da cabeça do que para o ângulo pantoscópico, de maneira que a sua dispersão seja mínima.

Esta escolha pode ser feita previamente, no início das medições, ou no decorrer do processo de medida, em função das posturas registadas. Assim, se constatarmos que a postura é instável quando o sujeito levanta ou baixa a cabeça, privilegiar-se-á uma diversão acima/abaixo suplementar a fim de confirmar as medições do ângulo pantoscópico, em prejuízo dos outros.

Efectua-se então uma aquisição em tempo real registando os valores de postura pi depois de cada diversão i e escolhendo as indicações de diversão em função das posturas de cabeça já observadas. Por exemplo, é vantajoso pedir ao sujeito que vire a cabeça várias vezes para a direita e depois para a esquerda, se o seu ângulo pantoscópico for muito instável. Como variante, é igualmente possível pedir ao sujeito que levante e baixe a cabeça se a medição do topo da sua cabeça demonstrar que é instável; os inventores constataram, com efeito, que, para a medição do topo da cabeça, o sujeito tinha tendência a recolocar melhor a sua cabeça depois de ter efectuado um movimento acima/abaixo ou abaixo/acima com a cabeça do que depois de vários movimentos direita/esquerda. Com efeito, na altura dos movimentos de rotação direita/esquerda da cabeça o sujeito pode ter tendência a resistir ou, pelo contrário, ampliar o movimento e parar além da postura natural quando regressa à posição de referência, falseando assim os resultados, ao passo que, quando o movimento de rotação direita/esquerda é seguido por um movimento acima/abaixo (ou abaixo/acima), o topo da cabeça corresponde sensivelmente ao da posição natural.

Os inventores constataram igualmente que as diversões direita/esquerda dão uma indicação quanto à estabilidade e amplitude da zona de conforto do topo da cabeça, ao passo que as diversões acima/abaixo dão uma indicação relativa à estabilidade e amplitude da zona de conforto do ângulo pantoscópico e que uma diversão acima/abaixo tem tendência a recentrar o topo da cabeça do sujeito enquanto uma diversão direita/esquerda tem tendência a recentrar o seu ângulo pantoscópico.

Conhecendo a estabilidade do topo da cabeça e do ângulo pantoscópico do sujeito, é então possível adaptar o número de diversão assim como o tipo de diversões que lhe são solicitadas a fim de determinar de maneira óptima a sua postura de referência.

Calcula-se então o valor óptimo da postura natural com base nas diferentes posturas registadas pi e os valores possíveis (etapas 120 e 130), por exemplo os valores compreendidos num intervalo de confiança.

Durante o processo de medição, o sistema poderá detectar automaticamente os momentos em que o portador se aproxima da postura de referência (por oposição aos momentos em que se afasta dos mesmos, porque está a responder a uma instrução de "diversão"). Esta detecção poderá, nomeadamente, apoiar-se em dois índices: a) A postura está suficientemente próxima da postura de referência (limite sobre o ângulo do topo da cabeça e do ângulo pantoscópico, posição no espaço delimitado: distância do espelho, posição acima abaixo direita e esquerda); b) A posição está estabilizada: movimentos fracos durante um lapso de tempo determinado.

Esta detecção permitirá agregar automaticamente os valores de posturas a ter em conta nos cálculos de estatísticas e permitirá ter um processo automatizado.

Para cada postura é possível calcular a média e o afastamento tipo sobre as imagens de vídeo, extrair uma tendência de evolução sobre a média móvel, etc. A partir do valor óptimo da postura natural determinam-se, então, resultados de medições de centragem e de personalização (medição da distância entre as duas pupilas, a distância lente-olho, etc.).

De acordo com um modelo de realização, o sistema permite editar o valor de postura entre os valores possíveis.

Na altura destas edições, o óptico vê de maneira interactiva os novos valores das medições de centragem, a qualidade dos parâmetros (topo da cabeça e ângulo pantoscópico) escolhidos e, se for caso disso, uma imagem representando a postura do portador a fim de verificar que os parâmetros correspondem à postura que observa no portador ou que pretende utilizar para a centragem.

Para cada postura é possível calcular a média e o afastamento tipo sobre as imagens de vídeo, extrair uma tendência de evolução sobre a média móvel, etc.

Aplica-se então um peso aos valores em função de um determinado modelo de comportamento. Por exemplo, um topo de cabeça próximo de zero será mais pertinente do que um valor elevado e um topo de cabeça registado depois de um movimento de rotação esquerda/direita da cara seguido por um movimento acima/abaixo será mais pertinente do que o que for directamente medido a seguir a um movimento de rotação esquerda/direita, tendo a diversão acima/abaixo tendência para recentrar o topo da cabeça do sujeito.

Da mesma maneira, o ângulo pantoscópico será mais natural depois de o portador ter virado a cabeça francamente para cima ou para baixo, mais ainda depois de ter efectuado estes dois movimentos, etc. Por outro lado, é igualmente possível aplicar um peso a cada valor em função do tipo de diversão efectuado e do comportamento (estabilidade). Assim, para a avaliação do topo da cabeça, as medições efectuadas a seguir às diversões acima/abaixo podem ter um peso mais importante do que as medições efectuadas directamente depois de uma diversão direita/esquerda, uma vez que, como já se viu, estas primeiras dão resultados mais próximos aos do topo da cabeça natural.

Exibem-se a seguir os resultados obtidos, por exemplo, sobre o ecrã do sistema.

Por outro lado, pode verificar-se vantajoso oferecer ao óptico a possibilidade de editar a postura da cabeça de referência entre um conjunto de valores aceitáveis e de apreciar o seu impacto sobre as medições de centragem. A fim de avaliar qualitativamente a pertinência da postura da cabeça escolhida, o sistema permite a exibição de uma imagem representativa da postura da cabeça de referência entre as imagens registadas durante a fase de análise, ajustada à posição dos olhos (para que a passagem de uma imagem para a outra seja continua) e interpolada para simular uma posição entre duas (ou mais) fotos registadas. Podem ser utilizadas técnicas tais como fluxo óptico ou mapa de disparidade associadas a deformação ou triangularização e mapeação de texturas.

As imagens de posturas podem ser extrapoladas para simular uma posição que não foi possível registar (sujeito com uma postura de cabeça que não é absolutamente nada natural perante o espelho). Esta extrapolação pode, nomeadamente, ser realizada a partir do modelo a priori.

Pode, por outro lado, ser exibida em estereoscopia tridimensional para ser melhor percebida.

Lisboa, 17 de Julho de 2015

Claims (16)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo de avaliação de uma postura de referência de um sujeito com vista a realizar medições para determinar parâmetros para o fabrico de um dispositivo de correcção da visão, compreendendo as etapas que consistem em, para uma pluralidade de chegadas da cabeça a uma postura de referência alvo a partir de pelo menos uma postura de diversão: Na altura de cada chegada à postura de referência alvo, medir a postura de referência real para assim obter vários conjuntos de dados de postura de referência real e memorizar os referidos conjuntos de dados; Com o auxílio de uma unidade de tratamento numérico, tratar os referidos conjuntos de dados de postura de referência real para obter uma postura de referência óptima.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, no qual a postura de referência real é medida quando a cabeça chega à postura de referência alvo.
3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, no qual pelo menos duas posturas de referência reais são medidas correspondendo a duas posturas de diversão opostas, e a postura de referência óptima é obtida efectuando uma média das posturas de referência medidas na altura destas duas posturas de diversão opostas.
4. 4. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 e 2, compreendendo ainda a determinação de um intervalo de confiança sobre a referida postura de referência óptima.
5. 5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, no qual a postura de referência alvo corresponde a uma postura na qual o sujeito olha naturalmente para um determinado alvo, ou à postura de ver ao longe ou de ver ao perto do sujeito.
6. 6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, no qual os dados de postura compreendem um valor de ângulo pantoscópico e de topo da cabeça do sujeito.
7. 7. Processo de acordo com a reivindicação 6, no qual os valores de ângulo pantoscópico e de topo da cabeça são determinados por meio de probabilidades condicionais dependentes dos conjuntos anteriores de dados de postura de referência real e/ou do tipo anterior de postura de diversão.
8. 8. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, compreendendo ainda a aplicação de um peso sobre os dados, em função da sua pertinência respectiva e do tipo de diversão associado para a avaliação da postura de referência optima.
9. 9. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, compreendendo ainda uma etapa de determinação do plano de Francoforte do sujeito e no qual se integram ainda os dados do plano de Francoforte nos dados considerados para a determinação da postura de referência óptima e do intervalo de confiança.
10. 10. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, compreendendo ainda a consideração progressiva de um modelo a priori.
11. 11. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, compreendendo ainda a extrapolação de dados suplementares relativos a posturas de referência que não foram assumidas pelo sujeito a partir dos dados registados.
12. 12. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, compreendendo ainda a edição dos dados da postura utilizada para o cálculo dos parâmetros de fabrico do dispositivo de correcção, a partir Do intervalo de confiança e da postura de referência óptima de um conjunto de dados de uma postura de referência real ou extrapolada a partir dos conjuntos de dados reais; Da apresentação de uma imagem do sujeito nesta postura e/ou do impacto da escolha desta postura sobre os parâmetros de fabrico do dispositivo de correcção.
13. 13. Sistema de avaliação de uma postura de referência de um sujeito, adaptado para ser elaborado num processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, compreendendo: Meios para medir (12, 12'), na altura de cada chegada à postura de referência alvo, a postura de referência real, para assim obter vários conjuntos de dados de postura de referência real; Meios para memorizar os referidos conjuntos de dados; Uma unidade de tratamento numérico (11) adaptada para tratar os referidos conjuntos de dados de postura de referência real para obter uma postura de referência óptima; sendo o sistema caracterizado pelo facto de compreender ainda um dispositivo de exibição (30) portátil adaptado para ser usado pelo sujeito e pelo facto de os meios de medição (12, 12') compreenderem um dispositivo de captura de imagem (12) fixo, relativamente ao dispositivo de exibição portátil (30).
14. 14. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo facto de a unidade de tratamento numérico estar ainda adaptada a obter um intervalo de confiança na referida postura de referência óptima.
15. 15. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo facto de o dispositivo de exibição (30) compreender ainda alvos visuais (32).
16. 16. Programa de computador compreendendo instruções de código de programa para a execução de etapas do processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 12, quando o referido programa é executado por um computador. Lisboa, 17 de Julho de 2015