專利名稱：一種具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明公開了一種具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)及方法。其內(nèi)容涉及國際標準視力檢測方法、計算機多媒體技術和物聯(lián)網(wǎng)應用技術等領域。
背景技術：
人眼的正常發(fā)育是由扁變圓，由短變長，由小變大，由高度遠視發(fā)展為正視眼的過程。6歲以前為視力速成期剛出生的嬰兒，眼球大都是扁圓的，比成年人的眼球要短小得多，從而處于高度遠視狀態(tài)，所以視力很弱，僅能辯別光亮和影動；出生后一歲，還只能辨別近距離較大的物體；1_5歲，眼球的發(fā)育特別快，體積和前后徑都有顯著的增大和延長，視力直線上升；一般到6歲時，眼球的體積就接近正常大小，視力就接近正常水平了。這為入學和認識外界事物提供了必要的條件。7-20歲為視力可塑期眼球的發(fā)育，一般要到20歲 左右才能定型。在沒定型以前，眼球的可塑性很大，因而具有兩重性，既容易發(fā)生發(fā)展為近視，又對預防治療近視眼有利，所以預防近視眼的各種措施，必須在這個時期進行，才能收到理想的效果。眼球定型后就不容易改變了。視力又稱中心視力，反映黃斑中心凹處的視力功能。5米以外的視力稱遠視力，25厘米處閱讀時的視力稱近視力。要想分辨兩個點，必須在視網(wǎng)膜上興奮兩個錐體細胞，而這兩個錐體細胞至少要被一個不興奮的錐體細胞分開。黃斑部中心凹處錐體細胞直徑為I 1.5微米。正常人眼的分辨力是Γ視角，相當于視網(wǎng)膜上4. 96微米距離。視力表就是根據(jù)這個原理設計的。視角是指外界物體兩端反射的光線通過結點相交而形成的夾角。物體越大，視角也越大。物體距離越遠，則視角越小。如(I) 5分記錄L :5分記錄是以5分減去視角的對數(shù)值表達視力，如以公式表達，則為L = 5-lga ；(2)小數(shù)記錄V :以視角的倒數(shù)表達視力，視角單位為(，)(分)。以公式表達V= I / a。當前常用的視力表圖形有C形和E形兩種，每種圖形筆劃為I'視角，每種圖形含5'視角。對于視力檢查方法，檢查遠視力時，檢查距離為5米，視力表放置高度應以1.0(或?qū)?shù)視力表5. O)行視標與受檢者眼平行，照明度應當合適。檢查視力一般是先右后左，兩眼分別進行。檢查一眼時，另一眼可用遮眼匙遮蓋。被檢查者眼睛必須睜大，不能瞇眼、斜視或歪頭。檢查時由上而下指視標，如回答正確再指點下一行視標。辨認速度平均每字3 5秒鐘。記錄回答準確的最后一行視標旁的視力數(shù)值。如果在5米處不能看清4. O視標，則應向視力表逐漸走近，將最初能看清4. O視標的距離記下，按(D為4. O視標正常眼應看到的距離，d為被查者與視力表的距離)計算被檢查的視力。距視力表I米仍看不清4. O視標，可改用辨認眼前手指的方法來測定視力，由遠而近按照最初能看到手指數(shù)的距離，記錄視力、如靠近至5厘米仍不能看清手指數(shù)，則改為整手在眼前擺動，以30厘米到5厘米，記錄能看清手擺動的距離。如不能辨別手動，則可在暗室用光投射于眼睛上，檢查有無光感和能否判斷光投射方向。如光感喪失為全盲。目前國內(nèi)外現(xiàn)有的視力鍛煉儀或標準視力檢測系統(tǒng)，都存在多種不適用于少兒視力鍛煉的缺陷。其不足之處描述如下
現(xiàn)有的視力檢測表或表箱上印刷的方位符號E雖有幾套組合方案,但對于每一張視力檢測表或表箱來說，方位符號E的位置是固定的，因此，在不斷的視力鍛煉過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)受檢人員將整張視力表的方位符號E的位置爛熟于心，易出現(xiàn)應付檢測者的情況，視力鍛煉的效果欠佳，且不能準確的體現(xiàn)受檢測者的視力情況。當前常用的視力表視標圖形有E形和C形兩種，但是這兩種圖形不免過于呆板，與數(shù)碼視標比較，因為缺少趣味性，不容易被少年兒童所接受，不利于長期保持視力鍛煉。近年來，我國知識產(chǎn)權局陸續(xù)公開有關“視力鍛煉系統(tǒng)”的報道，其中專利“互動凝視視覺訓練系統(tǒng)及方法”(CN101084857)提出了一種通過將軟件加載在計算機中，使用與計算機相連接的游戲手柄進行輸入的視力鍛煉方案，系統(tǒng)在投影幕上投影出4-8個各由一個游戲手柄獨立操作的小窗口，小窗口中的視標在計算機的控制下不斷變小。雖然此方案能夠達到視力鍛煉的效果，但是不能讓被檢查者隨時了解自己的視力狀況。此方案中，包括計算機、投影機、投影幕、游戲手柄等設備，顯示效果較好的投影機價格昂貴，不宜在普通的家庭中進行普及。且這些設備均采用有線連接，線路復雜。通過互聯(lián)網(wǎng)信息檢索，我國知識產(chǎn)權局公開專利文獻檢索和我國圖書館館藏電子文獻(CNKI)檢索，未發(fā)現(xiàn)與應用“具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量方法”內(nèi)容相關的解決上述問題的技術和方法的報道或記載。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是解決在現(xiàn)有視力檢測方法中存在的檢測信號固定、呆板和不便于多媒體數(shù)據(jù)化處理等技術瑕疵問題。在受檢者檢測自己視力的同時，達到保護視力進行鍛煉的目的。為人們在日常生活中提供了一種有別于“E”字國家標準視力檢測的多媒體數(shù)據(jù)處理的視覺測量方法。本發(fā)明提供的具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)包括三個功能單元即視標顯示單元、語音采集單元和測量數(shù)據(jù)處理單元。視標顯示單元特征是在接收測量數(shù)據(jù)處理單元發(fā)出的控制信號后，應用液晶顯示器表現(xiàn)符合國際視力檢測標準大小的數(shù)碼視標。用于顯示符合國際視力檢測標準的視力檢測信號，每次在檢測視標顯示單元上出現(xiàn)一個取自3、5、6、8、9五個數(shù)字的隨機變換的數(shù)碼視標信號，視標大小與對數(shù)制國際視力檢測標準匹配；視標顯示單元的顯示內(nèi)容與過程是在多媒體數(shù)據(jù)處理單元控制下，與語音采集單元接收到的視標識別與發(fā)聲單元發(fā)出的語音信號依次發(fā)生；視標顯示單元顯示的視標大小按視力檢測標準逐級變小。 語音采集單元特征在于識別視覺檢測者喊出的數(shù)碼視標中文讀音；將由語音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳遞給測量數(shù)據(jù)處理單元。測試者與視標顯示單元(液晶顯示器)保持5m規(guī)定距離，用中文發(fā)信讀出數(shù)碼視標。中文“愛”(eye)作為啟動系統(tǒng)的觸發(fā)信號，系統(tǒng)自動進入視力測試處理狀態(tài)；視標顯示單元出現(xiàn)視標信號；在視力測試過程中，視覺檢測者依據(jù)自身視力能力，以語音發(fā)音形式讀出自己所見視標的中文讀音。語音信號可以通過音頻線將麥克風與系統(tǒng)連接，也可通過藍牙無線通訊裝置與系統(tǒng)連接。測量數(shù)據(jù)處理單元是具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)，其特征在于所述的測量數(shù)據(jù)處理單元處理的內(nèi)容及步驟包括第I、接收到語音采集單元的語音識別“愛”(eye)的數(shù)據(jù)信號后，系統(tǒng)進入測量工作狀態(tài)；第2、從3、5、6、8、9五個數(shù)碼組成的數(shù)碼視標集合中隨機抽取一個作為視標顯示信號內(nèi)容，在顯示大小控制信號處理后，發(fā)送到視標顯示單元；第3、接收到語音采集單元的語音識別數(shù)據(jù)信號后與發(fā)到視標顯示單元的顯示信號進行甄別，若結果為真，則修改顯示大小控制信號變小處理轉(zhuǎn)第2 ;若結果為假，則計算測試結果傳給視標顯示單元； 第4、通知測試者視力檢測結果，進入等待狀態(tài)，收到下一個測試者發(fā)出“愛”(eye)的數(shù)據(jù)信號后轉(zhuǎn)第2。 本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果本發(fā)明公開的這種具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)與方法，通過有關描述測試者視力的視覺信號、語音信號、數(shù)據(jù)信號的三種多媒體信號之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了檢查視力的測量過程。I、使人們的視力檢測過程簡捷、簡便和使用。2、多媒體信號的處理過程增加了測量過程的趣味性，促進了人與系統(tǒng)之間的智能互動，無形中為人們的用眼衛(wèi)生和視力鍛煉提供了一種操作方法。3、多媒體信號的處理過程能夠?qū)加凶蚤]癥的兒童的治療，提供一種互動和放松的可選治療方法。4、解決了傳統(tǒng)的視力檢測方法中需要有一名醫(yī)生為被檢查者指點視力表上視標的服務模式帶來人力資源浪費，人們可以隨時進行視力測量和鍛煉。5、應用這種視力檢測方法，方便信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)自動采集、儲存、處理和傳輸。


圖I為本發(fā)明具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)的人機界面。圖2為數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)與方法示意圖。圖中，I.視標顯示單元，2.測試者，3.語音采集單元，4.測量數(shù)據(jù)處理單元。
具體實施例方式這種具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)與方法，其硬件平臺由視標顯示單元、音頻采集單元、檢測數(shù)據(jù)處理單元構成。檢測數(shù)據(jù)處理單元通過視頻口、視頻線與視標顯示單元連接。視標顯示單元可以是一臺用來顯示數(shù)碼視標信號的液晶電視代替。音頻采集單元通過音頻線、計算機的音頻采集口連接檢測數(shù)據(jù)處理單元。被檢測者與視標顯示單元(液晶電視)之間保持5m規(guī)定距離，用中文發(fā)信讀出數(shù)碼視標。本發(fā)明公開的這種具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)界面如圖I所示。視標顯示單元、被檢測者、語音采集單元和測量數(shù)據(jù)處理單元構成閉環(huán)數(shù)據(jù)循環(huán)處理系統(tǒng)(見附圖2);—套視標數(shù)據(jù)的處理方法實現(xiàn)視標數(shù)據(jù)值的甄別和視標大小信號控制、數(shù)據(jù)集中(3、5、6、8、9)的隨機抽取，以及系統(tǒng)等待、運行和輸出處理過程。其邏輯算法如下描述}測量數(shù)據(jù)處理單元在視標顯示信號與采集的視標語音信號進行甄別比對，經(jīng)過循環(huán)處理后，自動獲得并輸出視力檢測者的視力檢測結果。系統(tǒng)自動跳轉(zhuǎn)回到初始狀態(tài)等待，一直到獲得系統(tǒng)啟動觸發(fā)音“愛”(eye)，重新檢測。視力檢測數(shù)據(jù)循環(huán)處理邏輯是當甄別結果的邏輯值連續(xù)三次正確，當前視標大小級別控制信號加I (即視標減小)，繼續(xù)檢測。當甄別結果的邏輯值連續(xù)三次錯誤，視力檢測結束，輸出當前序號減I后的視力真值。如果當前序號已經(jīng)是最小序號時，輸出最小視力真值。如果當前已經(jīng)是最大序號時，視力檢測結束，輸出最大視力真值。
權利要求
1.ー種具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)，其特征在于該方法包括三個功能単元即視標顯示單元、語音采集単元和測量數(shù)據(jù)處理単元。
2.根據(jù)權利要求I所述的具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)，其特征在于所述的視標顯示單元是在接收測量數(shù)據(jù)處理單元發(fā)出的控制信號后，應用液晶顯示器表現(xiàn)符合國際視カ檢測標準大小的數(shù)碼視標。
3.根據(jù)權利要求I所述的具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)，其特征在于所述的語音采集單元是識別視覺檢測者喊出的數(shù)碼視標中文讀音，將由語音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳遞給測量數(shù)據(jù)處理単元。
4.根據(jù)權利要求I所述的具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)，其特征在于所述的測量數(shù)據(jù)處理単元處理的內(nèi)容及步驟包括 第I、接收到語音采集單元的語音識別“愛”(eye)的數(shù)據(jù)信號后，系統(tǒng)進入測量工作狀態(tài)； 第2、從3、5、6、8、9五個數(shù)碼組成的數(shù)碼視標集合中隨機抽取一個作為視標顯示信號內(nèi)容，在顯示大小控制信號處理后，發(fā)送到視標顯示単元； 第3、接收到語音采集單元的語音識別數(shù)據(jù)信號后與發(fā)到視標顯示単元的顯示信號進行甄別，若結果為真，則修改顯示大小控制信號變小處理轉(zhuǎn)第2 ;若結果為假，則計算測試結果傳給視標顯示單元； 第4、通知測試者視カ檢測結果，進入等待狀態(tài)，收到下ー個測試者發(fā)出“愛”(eye)的數(shù)據(jù)信號后轉(zhuǎn)第2。
全文摘要
具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量系統(tǒng)，是由計算機多媒體系統(tǒng)支持的一種視覺測量方法。其核心技術是由視標顯示單元、語音采集單元和測量數(shù)據(jù)處理單元構成視力檢測數(shù)據(jù)的采集、計算、控制等循環(huán)處理流程。每次視標顯示單元上出現(xiàn)3、5、6、8、9五個數(shù)字維度的隨機變換。視標大小與對數(shù)制國際視力檢測標準匹配。測試者依據(jù)自身視力能力，讀出觀測到的數(shù)碼視標；語音采集單元將檢測數(shù)據(jù)送至多媒體數(shù)據(jù)處理單元進行循環(huán)處理后，獲得受檢者的真實視力值。這種具有數(shù)碼視標和語音識別特征的視覺測量方法增加了視力檢測過程的趣味性，簡化了視力測量流程，對視力保健產(chǎn)生良好刺激反應，有助于人們保護視力健康。
文檔編號A61B3/032GK102657511SQ201210157468
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權日2012年5月21日
發(fā)明者仲偉佇, 余星 申請人:天津理工大學