TWI536956B - Color vision detection method and system - Google Patents

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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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Description

色覺檢測方法與系統
本創作是關於一種色覺檢測方法與系統，用以檢測被測者的辨色力。
石原氏色盲檢測圖是常見用以檢測辨色力的工具，其可印刷於紙本或顯示於電腦螢幕。進行檢測時，被測者目視石原氏色盲檢測圖，並依照檢測人員的指示以口語或其他方式(例如肢體語言)表達石原氏色盲檢測圖所呈現的圖文字。當被測者之辨色力異常，其無法正確表達石原氏色盲檢測圖所呈現的圖文字，故石原氏色盲檢測圖可用以判斷被測者有辨色力異常(即色盲)的情況。
然而，透過石原氏色盲檢測圖僅能檢查是否有色盲，無法進一步檢測出對於何種顏色有色盲。另外，對於口語表達能力不佳或是有表達困難之被測者來說，縱使其辨色力正常，但也可能無法正確表達石原氏色盲檢測圖所呈現的圖文字，導致檢測結果不甚客觀。
有鑒於此，因此本創作的主要目的是提供一種色覺檢測方法與系統，可客觀地檢測被測者的辨色力。
本創作色覺檢測方法實施於一色覺檢測系統，該色覺檢測系統包含一圖片儲存單元、一顯示器、一眼球取像單元與一處理單元，該處理單元連線該圖片儲存單元、該顯示器與該眼球取像單元，該色覺檢測方法包含： (a)由該圖片儲存單元提供複數圖片檔，該些圖片檔所對應的光波長係涵蓋可見光範圍，且所對應光波長彼此不同； (b)初步檢測階段：由該顯示器依據光波長的大小播放該些圖片檔，並在顯示各該圖片檔時，透過該眼球取像單元取得被測者的一眼球影像，以由該處理單元判斷該眼球影像對應於各該圖片檔的運動狀態是否符合一異常條件； (c)進階檢測階段：當該處理單元判斷出該眼球影像在步驟(b)中所顯示圖片檔當中任一圖片檔的運動狀態符合該異常條件時，控制該顯示器顯示光波長低於以及高於該任一圖片檔所對應光波長之複數圖片檔；以及 (d)在顯示步驟(c)中所述的各該圖片檔時，該處理單元透過該眼球取像單元取得被測者的該眼球影像，以判斷該眼球影像對應於步驟(c)所顯示各該圖片檔的運動狀態是否符合該異常條件。
本創作的色覺檢測系統包含： 一圖片儲存單元，其儲存複數圖片檔，該些圖片檔所對應的光波長係涵蓋可見光範圍，且所對應光波長彼此不同； 一顯示器，其用以對一被測者播放該些圖片檔； 一眼球取像單元，用以取得該被測者觀看該些圖片檔時的一眼球影像；及 一處理單元，其連線該圖片儲存單元、該顯示器及該眼球取像單元，該處理單元控制該顯示器依光波長的大小播放該些圖片檔，並判斷該眼球影像對應於該些圖片檔的運動狀態是否符合一異常條件； 當該處理單元判斷出該眼球影像在當中任一圖片檔的運動狀態符合該異常條件時，控制該顯示器顯示光波長低於以及高於該任一圖片檔所對應光波長之複數圖片檔，並判斷該眼球影像對應於當中之各該圖片檔的運動狀態是否符合該異常條件。
根據本創作的檢測方法與系統，首先在步驟(c)初步檢測出被測者感到辨識異常的光波長後，再於步驟(c)與步驟(d)更進一步檢測被測者對於哪些光波長有辨識力異常的情況，故相較於先前技術，本創作不僅能檢測出被測者有辨色力異常的情況，更可檢測出被測者針對哪些光波長有辨識障礙，以反映被測者真正感到辨識障礙的顏色。另一方面，被測者眼球辨識顏色時的運動狀態為反射動作，又本創作是根據眼球影像判斷被測者的辨色力，故不需經過被測者口語或肢體表達，使得本創作之檢測結果更為客觀。
本創作色覺檢測方法係實施於一色覺檢測系統，請參考圖1，該色覺檢測系統包含有一圖片儲存單元10、一顯示器20、一眼球取像單元30與一處理單元40。
於一實施例中，請參考圖2與圖3，該顯示器20與該眼球取像單元30可設置於一頭戴式殼體50中而形成一頭戴式檢測裝置，但不以此為限。該頭戴式殼體50包含有一開口51與連通該開口51的一容置空間52，該開口51呈弧曲狀以符合被測者的臉部形狀；該眼球取像單元30可包含一個或多個攝影機31，本實施例是以兩個攝影機31為例，但不以此為限，該兩攝影機31可相對設置於該頭戴式殼體50之容置空間52的頂側，用以分別對應於被測者左、右眼球的位置；該顯示器20可為一液晶顯示器(LCD)或發光二極體(LED)等發光裝置，其設於該頭戴式殼體50的容置空間52中相對於該開口51的另一側。是以，當被測者臉部靠上該頭戴式殼體50的開口51處，被測者可觀看該顯示器20呈現的畫面，並由該眼球取像單元30拍攝被測者的眼球動作，且該頭戴式殼體50可隔絕外部光線，讓被測者能專注於觀看該顯示器20的影像，避免受環境光線干擾。
該圖片儲存單元10可為一般硬碟(HDD)、固態硬碟(SSD)、雲端硬碟或其它可用以儲存數位內容的裝置。該處理單元40可為具備運算處理能力的電腦，例如筆記型電腦或桌上型電腦，該處理單元40可以有線或無線方式與該圖片儲存單元10、該顯示器20與該眼球取像單元30連線，以進行資料傳輸。
請參考圖4，本創作色覺檢測方法包含以下步驟：
步驟S101：提供複數圖片檔。該圖片儲存單元10儲存有複數圖片檔，該些圖片檔所對應光波長彼此不同，且該些圖片檔可呈現幾何形狀，其色彩顯示除了單色顯示外，亦可複數顏色同時顯示。於一實施例中，該些圖片檔分別為一第一圖片檔、一第二圖片檔、一第三圖片檔、…、一第n圖片檔，該第一圖片檔所對應的光波長為x奈米，該第二圖片檔所對應的光波長為x+y奈米，該第三圖片檔所對應的光波長為x+2y奈米，依此類推，該第n圖片檔所對應的光波長為x+(n-1)y奈米，且該第一圖片檔至該第n圖片檔所對應的光波長係涵蓋可見光範圍(例如400奈米~700奈米)，其中，x為一光波長參考值，可作為所述可見光範圍的起始點，y為相鄰兩圖片檔所對應的光波長的差異量。舉例而言，該第一圖片檔對應的光波長可為400奈米(即x=400)，當y=5，則該第二圖片檔對應的光波長為405奈米，該第三圖片檔對應的光波長為410奈米，依此類推。
步驟S102：初步檢測階段：檢測被測者是否色盲。該處理單元40控制該顯示器20依據光波長的大小播放該些圖片檔，並在顯示各該圖片檔時，透過該眼球取像單元30取得被測者的一眼球影像，以由該處理單元40判斷該眼球影像對應於各該圖片檔的運動狀態是否符合一異常條件。
於一實施例中，該處理單元40控制該顯示器20以根據一M奈米區間從該第一圖片檔間隔地往後顯示，以M=30為例，則該顯示器20依序顯示對應於光波長400奈米的該第一圖片檔(意即全紫色的畫面)、對應於光波長430奈米的該第七圖片檔、對應於光波長460奈米的該第13圖片檔，依此類推，直到顯示完該圖片儲存單元10中該些圖片檔之最後一筆。需說明的是，人眼對於30奈米以上之光波長變化可有明顯感受，因此M奈米區間至少為30奈米區間。
另一方面，當該顯示器20顯示前述步驟S102的每一筆圖片檔時，該眼球取像單元30拍攝被測者的一眼球影像，並將該眼球影像傳送到該處理單元40，該處理單元40以影像處理方式判斷該眼球影像對應於各該圖片檔的運動狀態。舉例來說，若被測者能正常判讀該顯示器20呈現的影像，則其眼球運動較為活躍，該眼球影像為動態影像；反之，若被測者對於該顯示器20所顯示之影像有所疑問或無法判讀時，則眼球運動會有較長時間的停滯，則該眼球影像為靜止影像。
是以，當該處理單元40判斷出該眼球影像的靜止時間達到一門檻時間，可判斷出符合該異常條件。舉例而言，當被測者的眼球影像靜止的時間達到為10秒鐘的門檻時間，即判斷符合該異常條件。
步驟S103：進階檢測階段：檢測被測者感到辨識障礙的光波長。當該處理單元40判斷出該眼球影像在步驟S102中所顯示圖片檔當中任一圖片檔的運動狀態符合該異常條件時，代表被測者對於該任一圖片檔所對應的光波長有辨識障礙之情況，則該處理單元40控制該顯示器20依序顯示光波長低於與高於該任一圖片檔所對應光波長之複數圖片檔。
於一實施例中，當該處理單元40判斷出該眼球影像在步驟S102中所顯示圖片檔當中的一第i圖片檔的運動狀態符合該異常條件，代表被測者對於該第i圖片檔所對應之光波長有辨識障礙，該處理單元40控制該顯示器20依序顯示該圖片儲存單元10中該些圖片檔當中的一第i-1圖片檔、一第i-1+(M/y)圖片檔與一第i-1+2(M/y)圖片檔，以及一第i+1圖片檔、一第i+1+(M/y)圖片檔與一第i+1+2(M/y)圖片檔。其中，該第i-1圖片檔的光波長低於該第i圖片檔的光波長，該第i+1圖片檔的光波長低於該第i圖片檔的光波長。
舉例來說，當該處理單元40判斷出被測者對於第七圖片檔(i=7)有辨識障礙時，該處理單元40控制該顯示器20依序顯示第六圖片檔、第12圖片檔與第18圖片檔，以及依序顯示第八圖片檔、第14圖片檔與第20圖片檔。其中，該第六圖片檔、第12圖片檔與第18圖片檔之光波長間隔為30奈米，而該第八圖片檔、第14圖片檔與第20圖片檔之光波長間隔為30奈米。
步驟S104：判斷色覺障礙程度。在顯示步驟S103中所述的各該圖片檔時，該處理單元40透過該眼球取像單元30取得被測者的該眼球影像，以判斷該眼球影像對應於步驟S103中所顯示各該圖片檔的運動狀態是否符合該異常條件。如此一來，因為步驟S104所顯示的光波長是根據步驟S102中被測者感到辨識障礙的光波長，因此該處理單元40在步驟S104的判斷結果能反映被測者真正感到障礙的光波長。
進一步地，在步驟S104中，當該處理單元40判斷出該眼球影像對應於步驟S103所顯示各該圖片檔的運動狀態仍符合該異常條件，該處理單元40還可進一步控制該顯示器20顯示下一階波長範圍的圖片檔，並判斷該眼球影像對應於當中圖片檔是否仍符合該異常條件。例如依序顯示一第i-2圖片檔、一第i-2+(M/y)圖片檔與一第i-2+2(M/y)圖片檔，以及一第i+2圖片檔、一第i+2+(M/y)圖片檔與一第i+2+2(M/y)圖片檔。
當該處理單元40判斷出該眼球影像對應於該第i-2、i-2+(M/y)、i-2+2(M/y)、i+2、i+2+(M/y)與i+2+2(M/y)圖片檔中的任一個圖片檔仍符合該異常條件，則控制該顯示器20顯示再下一階光波長範圍的圖片檔，亦即顯示第i-3、i-3+(M/y)、i-3+2(M/y)、i+3、i+3+(M/y)與i+3+2(M/y)圖片檔，並判斷該眼球影像對應於當中的任一個圖片檔是否符合該異常條件，依此類推，直到該處理單元40判斷出該眼球影像不符合該異常條件，進而確定被測者辨識異常的光波長。
10‧‧‧圖片儲存單元
20‧‧‧顯示器
30‧‧‧眼球取像單元
31‧‧‧攝影機
40‧‧‧處理單元
50‧‧‧頭戴式殼體
51‧‧‧開口
52‧‧‧容置空間
圖1：本創作之色覺檢測系統的電路方塊示意圖。 圖2：本創作之頭戴式檢測裝置的立體外觀示意圖。 圖3：本創作之頭戴式檢測裝置的俯視示意圖。 圖4：本創作色覺檢測方法的流程圖。

Claims (10)

  1. 一種色覺檢測方法，其實施於一色覺檢測系統，該色覺檢測系統包含一圖片儲存單元、一顯示器、一眼球取像單元與一處理單元，該處理單元連線該圖片儲存單元、該顯示器與該眼球取像單元，該色覺檢測方法包含： (a)由該圖片儲存單元提供複數圖片檔，該些圖片檔所對應的光波長係涵蓋可見光範圍，且所對應光波長彼此不同； (b)初步檢測階段：由該顯示器依據光波長的大小播放該些圖片檔，並在顯示各該圖片檔時，透過該眼球取像單元取得被測者的一眼球影像，以由該處理單元判斷該眼球影像對應於各該圖片檔的運動狀態是否符合一異常條件； (c)進階檢測階段：當該處理單元判斷出該眼球影像在步驟(b)中所顯示圖片檔當中任一圖片檔的運動狀態符合該異常條件時，控制該顯示器顯示光波長低於以及高於該任一圖片檔所對應光波長之複數圖片檔；以及 (d)在顯示步驟(c)中所述的各該圖片檔時，該處理單元透過該眼球取像單元取得被測者的該眼球影像，以判斷該眼球影像對應於步驟(c)所顯示各該圖片檔的運動狀態是否符合該異常條件。
  2. 如請求項1所述的色覺檢測方法，其中： 在所述步驟(a)中，該些圖片檔分別為一第一圖片檔、一第二圖片檔、一第三圖片檔、…、一第n圖片檔，該第一圖片檔所對應的光波長為x奈米，該第二圖片檔所對應的光波長為x+y奈米，該第三圖片檔所對應的光波長為x+2y奈米，依此類推，其中x為所述可見光範圍的起始點，y為相鄰兩圖片檔所對應的光波長的差異量； 在所述步驟(b)中，該處理單元控制該顯示器，根據一M奈米區間從該第一圖片檔間隔地往後顯示，並在顯示各該圖片檔時，透過該眼球取像單元取得被測者的該眼球影像，以判斷該眼球影像對應於各該圖片檔的運動狀態； 在所述步驟(c)中，該任一圖片檔為一第i圖片檔，該處理單元判斷出該眼球影像在該第i圖片檔的運動狀態符合該異常條件時，控制該顯示器依序顯示該複數圖片檔當中的一第i-1圖片檔、一第i-1+(M/y)圖片檔與一第i-1+2(M/y)圖片檔，以及一第i+1圖片檔、一第i+1+(M/y)圖片檔與一第i+1+2(M/y)圖片檔。
  3. 如請求項2所述的色覺檢測方法，在所述步驟(d)中，在顯示所述步驟(c)中所述的各該圖片檔時，該處理單元取得被測者的該眼球影像，以判斷該眼球影像在所述步驟(c)中所述的各該圖片檔的運動狀態，以判斷該眼球影像對應於所述步驟(c)中所顯示各該圖片檔的運動狀態是否符合該異常條件； 若是符合該異常條件，進一步控制該顯示器依序顯示一第i-2圖片檔、一第i-2+(M/y)圖片檔與一第i-2+2(M/y)圖片檔，以及一第i+2圖片檔、一第i+2+(M/y)圖片檔與一第i+2+2(M/y)圖片檔，並判斷該眼球影像對應於當中的各該圖片檔的運動狀態是否符合該異常條件；依此類推，直到該處理單元判斷出該眼球影像不符合該異常條件。
  4. 如請求項1所述的色覺檢測方法，當該處理單元判斷出該眼球影像的靜止時間達到一門檻時間，判斷為符合該異常條件。
  5. 如請求項2或3所述的色覺檢測方法，當該處理單元判斷出該眼球影像的靜止時間達到一門檻時間，判斷為符合該異常條件。
  6. 如請求項2或3所述的色覺檢測方法，其中x=400，y=5，M=30。
  7. 如請求項5所述的色覺檢測方法，其中x=400，y=5，M=30。
  8. 一種色覺檢測系統，包含： 一圖片儲存單元，其儲存複數圖片檔，該些圖片檔所對應的光波長係涵蓋可見光範圍，且所對應光波長彼此不同； 一顯示器，其用以對一被測者播放該些圖片檔； 一眼球取像單元，用以取得該被測者觀看該些圖片檔時的一眼球影像；及 一處理單元，其連線該圖片儲存單元、該顯示器及該眼球取像單元，該處理單元控制該顯示器依光波長的大小播放該些圖片檔，並判斷該眼球影像對應於該些圖片檔的運動狀態是否符合一異常條件； 當該處理單元判斷出該眼球影像在當中任一圖片檔的運動狀態符合該異常條件時，控制該顯示器顯示光波長低於以及高於該任一圖片檔所對應光波長之複數圖片檔，並判斷該眼球影像對應於當中之各該圖片檔的運動狀態是否符合該異常條件。
  9. 如請求項8所述的色覺檢測系統，該圖片儲存單元所儲存的該些圖片檔分別為一第一圖片檔、一第二圖片檔、一第三圖片檔、…、一第n圖片檔，該第一圖片檔所對應的光波長為x奈米，該第二圖片檔所對應的光波長為x+y奈米，該第三圖片檔所對應的光波長為x+2y奈米，依此類推，其中x為所述可見光範圍的起始點，y為相鄰兩圖片檔所對應的光波長的差異量。
  10. 如請求項8或9所述的色覺檢測系統，當該處理單元判斷出該眼球影像的靜止時間達到一門檻時間，判斷為符合該異常條件。
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