[發明專利]一種色盲色覺輔助裝置

在審

• 申請號: 201410477904.3
• 申請日: 2014-09-18
• 公開（公告）號: CN104270588A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 劉一清;方挺
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: H04N5/57
• 分類號: H04N5/57;H04N9/64
• 代理公司: 上海藍迪專利事務所 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

技術領域

本發明涉及數字視頻信號處理技術領域，特別是針對色盲患者視頻信號處理的一種色盲色覺輔助裝置。

背景技術

人類視覺感受器有兩種，一種叫視桿細胞，另一種叫視錐細胞。視桿細胞主要分布在視網膜外側，負責在暗光條件下接收光信息，對色覺不起作用；視錐細胞主要分布在視網膜中心凹槽處，負責在明亮的環境中接收光信息，同時也是感知顏色的不可或缺的重要組成部分。視錐細胞類型有三種：長波型，中波型和短波型，也叫做紅色型，綠色型和藍色型（R型，G型和B型）。每種視錐細胞感知一定波長范圍內的光，傳遞給大腦形成豐富多彩的顏色信息。

目前絕大多數色盲患者表現為一種或者兩種視錐細胞功能異常，導致對其中一種或者兩種顏色識別障礙，具體表現為對特定顏色信息欠敏感或者過敏感，例如常見的紅色盲和綠色盲。依據對顏色識別能力的強弱，色盲有完全色盲和不完全色盲之分，不完全色盲又叫色弱，但社會上統稱為色盲。這些患者一部分是先天性的，另一部分則為后天性的。后天性色盲因病而得，病好可以恢復；對于先天性患者，往往是遺傳而得，無法治療。目前色盲的色覺主要通過光學矯正的方法得以改善。光學矯正的方法為色盲患者佩戴鍍有特殊膜的眼鏡，減弱進入眼睛的過敏感色段的光來達到矯正的目的，而對于欠敏感色段，光學矯正顯得無能為力。而且色盲的種類各異，商品化生產的色盲眼鏡無法達到理想的矯正效果。

頭戴顯示技術的發展使得該技術獲得極大的應用空間，這一原本用于軍事化的技術的民用化，使得其在顯示增強、虛擬現實以及立體顯示等領域獲得前所未有的拓展。在便攜性、低功耗乃至美觀性等方面，頭戴顯示器都有著無可比擬的優點。

發明內容

本發明的目的是針對現有色盲色覺矯正方法的不足而提供一種基于數字視頻處理技術的色覺輔助裝置。該裝置將捕獲的光學信號轉化成的數字視頻信號并通過數字視頻處理技術把數字視頻信號分解為R、G、B三色數字通道，通過單獨調整每個通道的增益，增大或者減弱每個通道的光強度，并通過顯示鏡片的顯示調整后的視覺信息。

本發明的目的是這樣實現的：

一種色盲色覺輔助裝置，該裝置包括：

???????視頻采集設備：用于采集外界的視覺信息并且能轉化為數字視頻信號形式輸出；

???????視頻接收電路：與視頻采集設備連接，用于接收數字視頻信號，并且將其分離成獨立的R、G、B三色數字通道輸出；

???????測試圖像存儲及加載接口電路：存儲標準色盲檢測圖，并將圖像信號分離為獨立的R、G、B三色的數字通道輸出；

???????高速數字信號處理器：一路與測試圖像存儲及加載接口電路相連，負責接收來自該接口電路輸出的標準色盲檢測圖信號，通過該檢測圖，定位色盲患者的障礙色段，調節對應色通道的增益；另一路與視頻接收電路相連，負責接收來自視頻接收電路提供的數字視頻信號；最后通過調整亮度和對比度，輸出色盲患者能夠正確識別顏色信息并感覺舒適清晰的數字視頻；

???????內存電路：與高速數字信號處理器相連，完成高速數字信號處理器的正常運行所需要的大量數據存儲與讀取的工作；

???????視頻發送電路：連接高速數字信號處理器，用以接收高速數字信號處理器輸出的數字視頻；

???????顯示鏡片：連接視頻發送電路，用來顯示經過矯正的數字視頻，從而色盲患者能正確識別色覺信息。

所述高速數字信號處理器包括視頻源選擇控制模塊、色譜測試與調節模塊、內存控制模塊、色空間轉換模塊A、亮度與對比度調節模塊和色空間轉換模塊B，其中，視頻源選擇控制模塊通過內存電路和色譜測試與調節模塊相連；內存控制模塊與內存電路連接，用于控制視頻數據的存儲和讀??；色空間轉換模塊A連接在色譜測試與調節模塊之后，通過R、G、B三色數字通道轉換出亮度通道；亮度與對比度調節模塊和色空間轉換模塊A相連，用以在亮度通道上調節視頻的亮度和對比度；色空間轉換模塊B和亮度與對比度調節模塊相連，負責從數字視頻的亮度通道轉換回R、G、B三色數字通道，并將這三色數字通道從高速數字信號處理器輸出。

與現有色盲色覺輔助裝置相比，本發明的有益效果是：

⑴依據數字視頻處理技術調節色通道增益，對色盲患者識別欠敏感或者過敏感色段信息都有良好的輔助效果，同時也適用于更多種類和等級不同的色盲患者的色覺輔助矯正；

⑵當色盲患者色盲等級發生變化時，可以通過本發明色增益調節按鈕靈活調節色通道增益，使得患者色盲色覺得以輔助矯正；