基於雙眼立體視知覺矯治訓練系統的製作方法

2023-06-03 19:26:21 2

專利名稱：基於雙眼立體視知覺矯治訓練系統的製作方法
技術領域：
基於雙眼立體視知覺矯治訓練系統技術領域[0001]本實用新型涉及一種基於雙眼立體視知覺矯治訓練系統。本系統有50餘部自主開發的3D視像訓練短片，可在3D電視、3D電腦、3D投影儀等播放，患者戴偏振光或液晶開關眼鏡觀看。每部訓練短片時長約為五分鐘。3D顯示器是一種信息容量巨大的載體，它將信息從360度空間傳入大腦，對視覺輸入、運動和中樞產生強烈刺激衝動，是傳統斜弱視訓練方法遠遠所不及的，為斜弱視綜合治療提供了一項新的手段，具有創新性。
背景技術：
[0002]人的視覺立體感的建立過程是雙眼同時注視某物體，雙眼視線交叉於一點，即注視點，從注視點反射回到視網膜上的光點是對應的，這兩點將信號轉入大腦視中樞合成一個物體完整的像。不但看清了這一點，而且這一點與周圍物體間的距離、深度、凸凹等等都能辨別出來，這樣成的像就是立體的像，這種視覺也叫立體視覺。[0003]立體視覺臨床上多採用二維視標進行測定，種類繁多，有些屬定性檢查，有些屬定量檢查，可測出立體視覺的靈敏度，以秒弧度為單位，度數越小，靈敏度越高。先用視差較大畫片進行檢查，逐漸過渡到視差較小的畫片，這樣可以檢測出真正的立體視銳度。把兩張立體視畫片放入插片盒內，雙臂擺在融合點附近，以便形成立體視覺。[0004]隨機點立體視覺檢查法應用了隨機點立體圖對技術，檢測的惟一要素是雙眼視差，沒有單眼線索。但檢查時受檢者都需要佩戴輔助分離眼鏡(紅綠眼鏡或偏振光眼鏡)， 以實現雙眼物像的分離。這種方法較為簡單，分離效果也非常理想，但給一些特殊人群(如幼兒和耳鼻疾病患者等)帶來了不便，同時多人佩戴同一副眼鏡增加了交叉感染的機率。 另外，輔助分離眼鏡分離雙眼物像的同時也改變了物像的清晰度、亮度和顏色，不能真實反映人在自然狀態下的立體視覺狀態。實用新型內容[0005]本實用新型的目的是提供一種基於雙眼隨機點立體視的知覺矯治和訓練系統，其使用方便、成本低廉、而且效果好。[0006]為此，本實用新型提供了一種基於雙眼立體視知覺矯治訓練系統，其特徵在於，該系統包括立體視銳度檢查器、計算機控制的圖像控制器、圖像分支器、3D顯示設備、信號發射器、3D眼鏡及其信號接收器、立體視覺訓練圖庫、畫片圖像清晰化裝置、以及圖像漸變疊加裝置，[0007]所述立體視覺訓練圖庫包含立體訓練影片，並根據影片的內容和秒角範圍分級分段，根據不同的立體視銳度選擇不同的級不同的段給患者進行訓練，做到患者檢查的立體視銳度是多少，系統給出的立體訓練中的立體視銳度就是多少；[0008]所述立體視銳度檢查器先用視差較大畫片對進行檢查，逐漸過渡到視差較小的畫片對，以檢測出真正的立體視銳度，並據此從所述立體視覺訓練圖庫中自動選擇與被訓練者立體視銳度相符的立體訓練影片，以實現臨界點訓練；[0009]所述計算機控制的圖像控制器隨機地選擇立體訓練影片，並通過所述畫片圖像清晰化裝置使被選擇的訓練畫片提高圖像的清晰度、降低噪聲幹擾、提高立體視覺檢測的敏感性；所述計算機控制的圖像控制器設有緩衝器，該緩衝器設有兩個緩衝區，左圖放在左緩衝區，右圖放在右緩衝區，兩圖有微小的差異，以通過顯示器左右幀的交替產生，使人眼產生立體視覺；[0010]所述圖像漸變疊加裝置漸變地弱化所述立體圖外圍區域的對比度，強化匹配成對產生視差信息的像素，弱化非匹配成對不產生視差信息的像素，形成暈環式設計，從而強化中央圖形的立體效果；[0011]所述圖像分支器把被所述圖像清晰化裝置和所述圖像漸變疊加裝置處理過的所述立體訓練影片的立體圖形畫片的供左眼視的畫片信號和供右眼視的畫片信號同時發送至所述3D顯示設備和所述信號發射器；[0012]所述3D眼鏡包括左眼觀測器和右眼觀測器；[0013]所述左眼觀測器設有可供第一方向偏振光通過的左眼觀測器液晶開關，而所述右眼觀測器設有可供第二方向偏振光通過的右眼觀測器液晶開關；[0014]所述圖像控制器、所述畫片圖像清晰化裝置、和所述圖像漸變疊加裝置、所述圖像分支器與交替地發出供左眼視的畫片信號和供右眼視的畫片信號的所述信號發射器依次相連接；[0015]所述供左眼視的畫片信號以第一方向偏振光傳播，而所述供右眼視的畫片信號以第二方向偏振光傳播；[0016]所述信號接收器與所述左眼觀測器液晶開關和所述右眼觀測器液晶開關電連通；[0017]所述第一方向垂直於所述第二方向；[0018]所述信號發射器的工作頻率與所述信號接收器的工作頻率相同，或是所述信號接收器的工作頻率整數倍。[0019]優選地，本系統還包括畫片圖像清晰化裝置和圖像漸變疊加裝置，通過對立體視圖進行結構優化處理，大大提高了圖像的清晰敏感度，降低了噪聲幹擾，提高了立體視覺檢測的敏感性。[0020]優選地，所述立體訓練影片的立體圖形畫片包括隨機點立體圖。[0021]優選地，所述隨機點立體圖的製作過程如下製作由隨機形狀和隨機分布的隨機點構成的母圖，在其中描繪出立體圖形的輪廓；根據觀看距離和立體視銳度計算得出圖形平移量；將立體圖形定量側方平移，而後與母圖合併形成新圖；將母圖與新圖並列合成，生成電子文件，即形成隨機點立體圖對。[0022]優選地，所述電子文件為TIF格式。[0023]優選地，立體視銳度按照800"、600"、400"、200"、100"、60"、40"分級。[0024]優選地，按照立體視銳度每個級別I 2對圖，設計隨機點立體視覺訓練圖庫。[0025]優選地，本系統還通過自由立體顯示裝置，實現了裸眼狀態下檢查雙眼立體視覺， 克服了傳統檢查方法受檢者必須佩戴輔助分離眼鏡(紅綠眼鏡或偏振光眼鏡)的不足。[0026]根據本實用新型，在做系統檢查訓練時，訓練者可同時具有視覺、聽覺、觸覺上的感受。[0027]根據本實用新型，不再需要佩戴紅藍眼鏡，隨機點圖是可以左右移動的，相對於卡片形式靈活很多。[0028]根據本實用新型，資料庫中設有豐富多樣的立體圖形，可以適應3D電子設備體積小內存大的特性，豐富立體視覺檢查的內容，增強檢查的靈活性，避免既往檢查圖板圖形單一易於記憶的缺陷，提高檢測結果的可靠性。[0029]根據本實用新型，畫片已經被數位化，更新方便，內容豐富，可以對圖片進行放大縮小，位移等的操作。[0030]根據本實用新型，製作圖片比以往也簡單許多。以往的圖片都是已卡片形式的固定大小在運用的過程中需要不停的更換卡片，而且製作卡片複雜成本高。現在所製作的就沒用那複雜，成本低廉，在運用的過程中非常簡單只要滑鼠點選項就可以了。在孩子治療的過程中佩戴3D眼睛所看到的圖片更清晰大量使用孩子喜歡的的圖片就解決的醫從性，使治療效果更好。[0031]根據本實用新型的立體視功能的檢查及訓練系統，患者在家就可以隨時進行訓練，成本低，軟體升級和更新都非常方便，而且訓練內容更加豐富，使患者更願意主動地去訓練，提聞患者對治療訓練的依從性，從而提聞治療效果。[0032]本系統充分利用偏振光和液晶開關立體成像技術來實現立體視功能的檢查及訓練項目。立體訓練影片，並根據影片的內容和秒角範圍分級分段，給患者進行訓練。根據不同的立體視銳度製作訓練遊戲，真正做到患者檢查的立體視銳度是多少，系統給出的立體訓練中的立體視銳度就是多少。利用偏振光和液晶開關立體成像技術下通過隨機點檢查立體視覺，填補了國內外針對色盲人群無法檢查立體視銳度的空白。


[0033]圖I是根據本實用新型的立體視功能的檢查及訓練系統的結構示意圖。
具體實施方式
[0034]如圖I所示，隨機點立體圖為研究主體視覺而製作的一對由隨機點組成的圖片， 直接觀察，它們並沒有任何圖形線索，若用左眼看左圖、右眼看右圖，當兩眼的像融合為一個時，就可看出立體的圖形，即產生了深度知覺。[0035]在本實用新型的一個實施例中，先製作兩張完全相同的隨機點圖(見圖I中的L、 R)，再將左邊一張圖的中間的一個方形少許向右移動，造成交叉視差。這樣，觀察時可見一方塊浮於背景之上。如果方塊向左移動，造成非交叉視差，方塊就會沉到背景下面。在一定限度內，方塊移動越大，造成的視差越大，其深度感也就越強。[0036]本實用新型設有兩個緩衝區22、23，左圖L放在左緩衝區22，右圖R放在右緩衝區 23，兩圖有微小的差異，通過顯示器左右幀的交替產生，人眼就會產生立體視覺，兩圖差異越小,對立體視覺要求就越高。由此,可檢查一個人的立體視覺。[0037]隨機點立體圖製作過程如下製作由隨機形狀和隨機分布的隨機點構成的母圖， 在其中描繪出立體圖形的輪廓；根據觀看距離和立體視銳度計算得出圖形平移量；將立體圖形定量側方平移，而後與母圖合併形成新圖；將母圖與新圖並列合成，生成TIF格式的電子文件，即形成隨機點立體圖對。[0038]同時，漸變疊加裝置用於漸變弱化立體圖外圍區域的對比度，強化匹配成對產生視差信息的像素，弱化非匹配成對不產生視差信息的像素，形成獨特的暈環式設計，從而達到強化中央圖形立體效果的目的。[0039]按照不同立體視銳度分級(800"、600"、400"、200"、100"、60"、40")，按照每個級別I 2對圖，設計隨機點立體視覺訓練圖庫。[0040]通過對立體視圖進行結構優化處理，大大提高了圖像的清晰敏感度，降低了噪聲幹擾，提高了立體視覺檢測的敏感性。[0041]本實用新型還通過自由立體顯示裝置，實現了裸眼狀態下檢查雙眼立體視覺，克服了傳統檢查方法受檢者必須佩戴輔助分離眼鏡(紅綠眼鏡或偏振光眼鏡)的不足。[0042]本實用新型設計了豐富多樣的立體圖形，可以適應3D電子設備體積小內存大的特性，豐富立體視覺檢查的內容，增強檢查的靈活性，避免既往檢查圖板圖形單一易於記憶的缺陷，提高檢測結果的可靠性。[0043]如圖I所示，根據本實用新型的一個實施例，基於雙眼立體視知覺矯治訓練系統 100包括立體視銳度檢查器、計算機控制的圖像控制器10、圖像分支器20、3D顯示設備 30、信號發射器35、3D眼鏡40及其信號接收器45、隨機點立體視覺訓練圖庫15、畫片圖像清晰化裝置、以及圖像漸變疊加裝置。[0044]所述立體視覺訓練圖庫15包含立體訓練影片，並根據影片的內容和秒角範圍分級分段，根據不同的立體視銳度選擇不同的級不同的段給患者進行訓練，做到患者檢查的立體視銳度是多少，系統給出的立體訓練中的立體視銳度就是多少；[0045]所述立體視銳度檢查器先用視差較大畫片對進行檢查，逐漸過渡到視差較小的畫片對，以檢測出真正的立體視銳度，並據此從所述立體視覺訓練圖庫15中自動選擇與被訓練者立體視銳度相符的立體訓練影片，以實現臨界點訓練；[0046]所述計算機控制的圖像控制器10隨機地選擇立體訓練影片，並通過所述畫片圖像清晰化裝置使被選擇的訓練畫片提高圖像的清晰度、降低噪聲幹擾、提高立體視覺檢測的敏感性；所述計算機控制的圖像控制器10設有緩衝器21，該緩衝器21設有兩個緩衝區 22、23，左圖L放在左緩衝區22，右圖R放在右緩衝區23，兩圖有微小的差異，以通過顯示器左右幀的交替產生，使人眼產生立體視覺；[0047]所述圖像分支器20把被所述畫片圖像清晰化裝置和所述圖像漸變疊加裝置處理過的所述立體圖形畫片P的供左眼視的畫片L的信號和供右眼視的畫片R的信號同時發送至所述3D顯示設備30和所述信號發射器35，所述信號發射器35再把信號無線傳輸給所述信號接收器45 ；[0048]所述3D眼鏡包括左眼觀測器和右眼觀測器；[0049]所述左眼觀測器設有可供第一方向偏振光通過的左眼觀測器液晶開關50，而所述右眼觀測器設有可供第二方向偏振光通過的右眼觀測器液晶開關60 ；[0050]所述圖像控制器10、所述畫片圖像清晰化裝置21、和所述圖像漸變疊加裝置22、 所述圖像分支器20與交替地發出供左眼視的畫片L的信號和供右眼視的畫片R的信號的所述信號發射器35依次相連接；[0051]所述供左眼視的畫片L的信號以第一方向偏振光傳播，而所述供右眼視的畫片R 的信號以第二方向偏振光傳播；6[0052]所述信號接收器45與所述左眼觀測器液晶開關50和所述右眼觀測器液晶開關60 電連通；[0053]所述第一方向垂直於所述第二方向。[0054]在一個實施例中，所述信號發射器35的工作頻率與所述信號接收器45的工作頻率相同。在另外一個實施例中，所述信號接收器45的工作頻率整數倍，例如2倍、3倍、或過多倍。[0055]在另外一個實施例中，該系統100還包括計算機控制的音頻處理器、功率放大器 70、和揚聲器80。優選地，3D顯示設備30可以是顯示器、投影機、或投影幕。優選地，所述使兩張畫片重疊的操作包括使圖片P在屏幕上產生位移，其由鍵盤、滑鼠、或遊戲手柄實現。 優選地，所述3D顯示設備30以至少120-240HZ的頻率、按照幀序列的格式交替產生左幀圖像L、右幀圖像R，所述左、右幀圖像L、R通過紅外發射器35傳輸至3D眼鏡的信號接收器 45，所述3D眼鏡40在左眼觀測器和右眼觀測器的作用下，使得左、右眼分別觀看到供左眼視的畫片L和供右眼視的畫片P的圖像，兩隻眼睛看到快速切換的不同畫面L、R，並且在大腦中產生錯覺，從而便觀看到立體影像。[0056]根據本實用新型的立體視功能的檢查及訓練系統，在做系統檢查訓練時，訓練者可同時具有通過所述3D眼鏡40的視覺、通過所述揚聲器80的聽覺、通過所述鍵盤、滑鼠、 或遊戲手柄的觸覺上的感受。
權利要求1.一種基於雙眼立體視知覺矯治訓練系統，其特徵在於，該系統包括立體視銳度檢查器、計算機控制的圖像控制器、圖像分支器、3D顯示設備、信號發射器、3D眼鏡及其信號接收器、立體視覺訓練圖庫、畫片圖像清晰化裝置、以及圖像漸變疊加裝置，所述立體視覺訓練圖庫包含立體訓練影片，並根據影片的內容和秒角範圍分級分段；所述立體視銳度檢查器根據立體視銳度對應於所述立體視覺訓練圖庫中與被訓練者立體視銳度相符的立體訓練影片；所述計算機控制的圖像控制器通過所述畫片圖像清晰化裝置使被隨機地選擇的訓練畫片提高圖像清晰度；所述計算機控制的圖像控制器設有緩衝器，該緩衝器設有兩個緩衝區，左圖放在左緩衝區，右圖放在右緩衝區，兩圖有微小的差異，顯示器左右幀交替產生；所述圖像漸變疊加裝置漸變地弱化所述立體圖外圍區域的對比度，強化匹配成對產生視差信息的像素，弱化非匹配成對不產生視差信息的像素；所述圖像分支器把被所述圖像清晰化裝置和所述圖像漸變疊加裝置處理過的所述立體訓練影片的立體圖形畫片的供左眼視的畫片信號和供右眼視的畫片信號同時發送至所述3D顯示設備和所述信號發射器；所述3D眼鏡包括左眼觀測器和右眼觀測器；所述左眼觀測器設有可供第一方向偏振光通過的左眼觀測器液晶開關，而所述右眼觀測器設有可供第二方向偏振光通過的右眼觀測器液晶開關；所述圖像控制器、所述畫片圖像清晰化裝置、和所述圖像漸變疊加裝置、所述圖像分支器與交替地發出供左眼視的畫片信號和供右眼視的畫片信號的所述信號發射器依次相連接；所述供左眼視的畫片信號以第一方向偏振光傳播，而所述供右眼視的畫片信號以第二方向偏振光傳播；所述信號接收器與所述左眼觀測器液晶開關和所述右眼觀測器液晶開關電連通；所述第一方向垂直於所述第二方向；所述信號發射器的工作頻率與所述信號接收器的工作頻率相同，或是所述信號接收器的工作頻率整數倍。
2.如權利要求I所述的系統，其特徵在於，立體視銳度按照800〃、600〃、400〃、200"、100"、60"、40"分級。
專利摘要一種基於雙眼立體視知覺矯治訓練系統，其立體視覺訓練圖庫包含立體訓練影片，並根據影片的內容和秒角範圍分級分段；立體視銳度檢查器從所述立體視覺訓練圖庫中自動選擇與被訓練者立體視銳度相符的立體訓練影片，以實現臨界點訓練；所述計算機控制的圖像控制器隨機地選擇立體訓練影片；所述計算機控制的圖像控制器設有緩衝器，該緩衝器設有兩個緩衝區，左圖放在左緩衝區，右圖放在右緩衝區，兩圖有微小的差異，以通過顯示器左右幀的交替產生，使人眼產生立體視覺。該系統實行人機對話，使用方便，大大提高了療效。
文檔編號A61H5/00GK202801563SQ201220389309
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月7日 優先權日2012年8月7日
發明者樊舒非, 顏少明, 沈克強 申請人:北京嘉鋮視欣數字醫療技術有限公司