一種交互式視標顯示優化方法與流程
2023-05-30 17:59:31
本發明涉及一種視標顯示方法，尤其是涉及一種通過被測者與視標顯示屏之間的視距來選擇視力表的交互式視標顯示優化方法。
背景技術：
隨著資訊時代的不斷推進，視力測試方法的實現方案也在不斷地完善，逐漸從紙質式的視力表測試演化到現今的結合軟硬體的智能型視力測試，現今出現的視力測試方案中的視標顯示方法主要有：
1)紙質式視標顯示方法；
2)基於上位機和下位機相結合，在專門的顯示屏上顯示視標的顯示方法；
3)通過控制機中的時鐘信號更換顯示屏上的視標；
4)工作人員通過按鍵來更換視標的顯示，從而避免被測者背記視力表中的視標顯示方式。
以上方法能夠提供準確的視標，為視力測試提供了較為準確的參照標準，但是紙質式視標顯示方法依然採用固定排布的視標，被測者容易記住各視標方向，此時如對被測者進行視力測試，則測試結果的誤差較大。
而基於上位機和下位機相結合的視標顯示方法，大多採用遙控器的方式控制視力表翻頁和選定視標方向，上位機端視力表的設計以及單獨的視標顯示不能根據被測者的狀態進行進行調整，如根據被測者與視標顯示屏之間的視距對視力表及視標的優化選擇，根據被測者的輸入調整視標的顯示等；通過時鐘信號與按鍵方式更換視標的方式沒有結合被測者的具體情況，不能準確判斷被測者對當前視標的識別情況。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種交互式視標顯示優化方法，該方法能夠選擇對被測者有力的視力表，且能夠根據被測者的輸入自動更換視標，從而解決傳統紙質式視標顯示易被測者記住各視標方向的問題，還解決目前技術中無法根據被測者與視標顯示屏之間的視距對視力表及視標的優化選擇，及根據被測者的輸入調整視標的顯示等問題。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的，
一種交互式視標顯示優化方法，通過被測者與視標顯示屏之間的視距來選取相應的視標，並通過視標顯示屏進行顯示，通過對被測者的輸入來判斷是否更換視標顯示屏上所顯示的視標，直至視標顯示屏上的視標不再變化；其具體的步驟為：
S1：初始化設置，將不同尺寸和不同開口方向的視標預先設定；
S2：測量被測者與視標顯示屏之間的視距；
S3：根據測量所得的視距選擇相應的視標作為初始視標在視標顯示屏上進行顯示；
S4：接收被測者的輸入，判斷是否與視標顯示屏上所顯示的視標相同，若相同，則執行步驟S5，否則執行步驟S7；
S5：視標顯示屏上顯示比當前所顯示視標尺寸小的視標；
S6：繼續將被測者的輸入，與此時視標顯示屏上所顯示的視標進行對比，判斷兩者是否相同，若相同，則執行步驟S5，否則視標顯示屏顯示當前視標，結束視標更換；
S7：視標顯示屏上顯示比當前所顯示視標尺寸大的視標；
S8：繼續將被測者的輸入，與此時視標顯示屏上所顯示的視標進行對比，判斷兩者是否相同，若相同，則視標顯示屏顯示當前視標，結束視標更換，否則執行步驟S7。
以上技術方案通過被測者與視標顯示屏之間的視距來選取顯示於視標顯示屏上的初始視標，在顯示時完全被測者完全無法預測視標顯示屏上所要顯示的視標的大小及視標開口方向，從而不僅解決了傳統紙質式視標顯示易被被測者記住各視標方向的問題，而且還解決了現有技術中無法根據被測者與視標顯示屏之間的視距對視標的優化選擇的問題。此外，本發明通過判斷被測者的輸入與所顯示的視標是否相同來更換顯示屏上所顯示的視標，替代了現有技術中通過時鐘信號控制及相關工作人員通過按鍵方式更換視標的方式，使得視標的更換更符合被測者的實際情況，且能夠準確判斷被測者對當前視標的識別情況。
具體的，步驟S3中所述的初始視標的高度與視距之間的關係滿足以下函數關係：
h＝D·tan(C) (1)
<![CDATA[ h ′ = D 10 P - 5 t a n ( C ) - - - ( 2 ) ]]>
式(1)是視力值為1.0時，視標高度的計算公式，
式(2)是視力值不為1.0時，視標高度的計算公式，
式(1)、(2)中的D為被測者與視標顯示屏之間的視距，C為視距D下的分視角，P為視力值；其中C通過以下公式獲得：
C＝C′·D (3)
式(3)中C'是D為1米時的分視角，D為被測者與視標顯示屏之間的視距；
視標的寬度為視標高度的五分之一。
為了能夠使視標的顯示更加不易被記住，且能夠使被測者的測試結果更為準確，在此本發明所作的改進是：每一視標在一次測試過程中顯示的次數至少為兩次，至多為八次，每次視標的顯示方向均不相同；被測者的輸入正確率K等於或者大於75％，則視標顯示屏上顯示比當前所顯示的視標的尺寸小的視標或尺寸大的視標或者不更換視標。
具體的，所述正確率K是通過以下方式獲得：
式(4)中X為被測者輸入的正確信號次數，Y為被測者輸入的總次數。
具體的，所述接收被測者的輸入，其中被測者通過語音、按鍵或者手勢輸入。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：解決了傳統紙質式視標顯示易被被測者記住各視標方向的問題，還解決了現有技術中無法根據被測者與視標顯示屏之間的視距對視標的優化選擇的問題。此外，本發明通過判斷被測者的輸入與所顯示的視標是否相同來更換顯示屏上所顯示的視標，替代了現有技術中通過時鐘信號控制及相關工作人員通過按鍵方式更換視標的方式，使得視標的更換更符合被測者的實際情況，且能夠準確判斷被測者對當前視標的識別情況。
附圖說明
圖1為本發明的流程圖；
圖2為本發明所提供的分視角原理圖。
具體實施例
為使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本發明。
如圖1所示，本發明提供了一種交互式視標顯示優化方法，該方法通過被測者與視標顯示屏之間的視距來選取相應的視標，並通過視標顯示屏進行顯示，通過對被測者的輸入來判斷是否更換視標顯示屏上所顯示的視標，直至視標顯示屏上的視標不再變化；其具體的步驟為：
S1：初始化設置，將不同尺寸和不同開口方向的視標預先設定；
S2：測量被測者與視標顯示屏之間的視距；
S3：根據測量所得的是視距選擇相應的視標作為初始視標在視標顯示屏上進行顯示，如初始視標的高為90毫米、寬度為20毫米；
S4：接收被測者的輸入，判斷是否與視標顯示屏上所顯示的視標相同，若相同，則執行步驟S5，否則執行步驟S7；
S5：視標顯示屏上顯示比當前所顯示視標(如高為90毫米、寬度為20毫米)尺寸小的視標(如高為50毫米、寬度為10毫米)；
S6：繼續將被測者的輸入，與此時視標顯示屏上所顯示的視標(如高為50毫米、寬度為10毫米)進行對比，判斷兩者是否相同，若相同，則執行步驟S5，否則視標顯示屏顯示當前視標(如高為50毫米、寬度為10毫米)，結束視標更換；
S7：視標顯示屏上顯示比當前所顯示視標(如高為90毫米、寬度為20毫米)尺寸大的視標(如高為110毫米、寬度為30毫米)；
S8：繼續將被測者的輸入，與此時視標顯示屏上所顯示的視標(如高為110毫米、寬度為30毫米)進行相同，若相同，則視標顯示屏顯示當前視標(如高為110毫米、寬度為30毫米)，結束視標更換，否則執行步驟S7。
本申請步驟S3中所記載的初始視標可以是任何一視標，但本申請為了能夠使視標顯示屏所顯示的初始視標能夠更有利於被測者觀察，在此進一步的完善是將所步驟S3中所述的初始視標的尺寸是通過被測者與視標顯示屏之間的視距來確定的，具體採用了分視角原理，其視標高度與視距之間的關係滿足以下函數關係：
h＝D·tan(C) (1)
<![CDATA[ h ′ = D 10 P - 5 t a n ( C ) - - - ( 2 ) ]]>
式(1)是視力值為1.0時，視標高度的計算公式，
式(2)是視力值不為1.0時，視標高度的計算公式，
式(1)、(2)中的D為被測者與視標顯示屏之間的視距，C為視距D下的分視角，P為視力值；其中C通過以下公式獲得：
C＝C'·D (3)
式(3)中C'是D為1米時的分視角，D為被測者與視標顯示屏之間的視距；
視標的寬度為視標高度的五分之一。
如圖2所示，D為被測者與視標的距離，h為視標的高度，A和B分別是視標的最高端和最低端點，a和b分別是A和B通過人眼折射後在視網膜上的落腳點，A和B兩條光線形成的角度為分視角。其中，1米視距下的分視角C'為最小視角，其值約為0.000291弧度，由於1弧度＝180/π度，因此C'＝0.017度。
為了能夠更好的說明視標高度的計算，在此本申請假設幾個視距D和視力值P的值對視標高度進行計算，如：
當D＝1.5m，P＝1.0時，
h＝D·tan(C)＝D·tan(C'·D)＝1.5·tan(0.000291·1.5)＝0.011mm
此時，視標的寬度為0.0022毫米，則顯示屏上顯示符合高度為0.011毫米，寬度為0.0022毫米的視標；
當D＝1.5m，P＝0.8時，
<![CDATA[ h ′ = D 10 P - 5 t a n ( C ) = D 10 P - 5 t a n ( C ′ D ) = 1.5 10 0.8 - 5 t a n ( 0.017 1.5 ) = 180 m m ]]>
此時，視標的寬度為36毫米，則顯示屏上顯示符合高度為180毫米，寬度為36毫米的視標；
當D＝1.2m，P＝5.0時，
<![CDATA[ h ′ = D 10 P - 5 t a n ( C ) = D 10 P - 5 t a n ( C ′ D ) = 1.2 10 5.0 - 5 t a n ( 0.000291 1.2 ) = 0.007 m m ]]>
此時，視標的寬度為0.0014毫米，則顯示屏上顯示符合高度為0.007毫米，寬度為0.0014毫米的視標；
當D＝2m，P＝5.0時，
<![CDATA[ h ′ = D 10 P - 5 t a n ( C ) = D 10 P - 5 t a n ( C ′ D ) = 2 10 5.0 - 5 t a n ( 0.000291 2 ) = 0.2 m m ]]>
此時，視標的寬度為0.04毫米，則顯示屏上顯示符合高度為0.2毫米，寬度為0.04毫米的視標。
通過以上公式可計算出測試視距D下所對應的視標高度，不僅能夠根據視距顯示有利於被測試者的視標，還可以將符合相應視標下的視標單獨存放，由此可以設計出任意視距所對應的標準E字母視力表，並將其存儲，便於相同視距下的多次使用。E字母視力表的設計可以採用其它，本申請所記載的方法簡單，且根據分視角原理，使被測試者更易觀察到視標。
以上視標顯示方法中，每一視標在一次測試過程中顯示的次數至少為兩次，至多為八次，每次視標的顯示方向均不相同，以E字母視標為例，第一次E的開口向左，則第二次E的開口向右，第三次E的開口向上，第四次E的開口向下，第五次E的開口向左上，第六次E的開口向上右上，第七次E的開口向左下，第八次E的開口向右下。本申請所記載的視標可以是E字母視標、也可以是C字母視標、還可以是M字母視標，或者其它便於觀察識別的視標。
當視標顯示次數為兩次以上時，可以通過被測試者輸入與所顯示的視標完全相同來更換所顯示的視標，也可以設定一正確率K來實現視標的更換，正確率K等於或者大於75％時，則視標顯示屏顯示尺寸比當前所顯示的視標的尺寸大或小的視標，或者不再進行更換。當開始顯示時，若正確率K等於或者大於75％時，則視標顯示屏顯示尺寸比當前所顯示的視標的尺寸小的視標；當視標顯示屏第一次變化時所顯示的視標尺寸是縮小時(如初始視標的高為90毫米、寬度為20毫米，經第一次判斷後，視標顯示屏上所顯示的視標高為60毫米、寬度為15毫米)，則此時正確率K等於或大於75％時，視標顯示屏顯示尺寸比當前所顯示的視標的尺寸小的視標；當視標顯示屏第一次變化時所顯示的視標尺寸是放大時(如初始視標的高為90毫米、寬度為20毫米，經第一次判斷後，視標顯示屏上所顯示的視標高為120毫米、寬度為50毫米)，則此時正確率K等於或大於75％時，視標顯示屏顯示當前所顯示的視標；不更換所顯示的視標。
而正確率K的計算可以採用任何一種方式獲得，如將被測者的輸入與視標顯示屏上所顯示的視標單獨進行對比而獲得；還可以採用一種較為簡單的方式計算正確率K，如通過以下公式進行計算：
式(4)中X為被測試者輸入的正確信號次數，Y為被測試者輸入的總次數。
具體說明正確率K的計算，如初始視標顯示時，E的開口向上，此時對被測者的輸出與視標顯示屏上所顯示的視標進行對比，並記錄該對比結果(相同或不同)，並將視標顯示屏上的視標進行旋轉後再顯示，如順時針旋轉45°，則同一視標第二次顯示時，E的開口為右上，此時被測者繼續輸入；以此類推，視標E所顯示方向均不相同，且每次控制單元均將對比結果進行記錄，若被測者總共輸入5次，而其中兩次與視標顯示屏所顯示的視標相同，此時正確率K就等於2除以5乘以100％等於40％，小於的正確率75％，若此時顯示的為初始視標，則視標顯示屏上的視標更換成尺寸更大的視標；若此時視標顯示屏顯示的是經第一次變化時所顯示的視標尺寸是縮小的視標(如初始視標的高為90毫米、寬度為20毫米，經第一次判斷後，視標顯示屏上所顯示的視標高為60毫米、寬度為15毫米)，則視標顯示屏上的視標不進行更換；若此時視標顯示屏所顯示的視標是第一次變化時所顯示的視標尺寸是放大時(如初始視標的高為90毫米、寬度為20毫米，經第一次判斷後，視標顯示屏上所顯示的視標高為120毫米、寬度為50毫米)，則視標顯示屏上的視標更換成尺寸更大的視標。
若被測者總共輸入5次，而其中4次與視標顯示屏上所顯示的視標相同，此時正確率K就等於4除以5乘以100％等於80％，大於75％，若此時顯示的為初始視標，則視標顯示屏上的視標更換成尺寸更小的視標；若此時視標顯示屏顯示的是經第一次變化時所顯示的視標尺寸是縮小的視標(如初始視標的高為90毫米、寬度為20毫米，經第一次判斷後，視標顯示屏上所顯示的視標高為60毫米、寬度為15毫米)，則視標顯示屏上的視標更換成尺寸更小的視標；若此時視標顯示屏所顯示的視標是第一次變化時所顯示的視標尺寸是放大時(如初始視標的高為90毫米、寬度為20毫米，經第一次判斷後，視標顯示屏上所顯示的視標高為120毫米、寬度為50毫米)，則視標顯示屏上的視標不進行更換。
本申請所記載的視距可以通過Kinect體感器測量獲得、也可以通過雷射測距儀測量獲得；本申請所記載的被測者的輸入可以是被測者通過語音、按鍵或者手勢輸入。
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。