[發明專利]一種嬰幼兒全自動視力檢查方法及裝置

有效

• 申請號: 201610339335.5
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN106037627B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 杜煜;詹培忠;汪江林
• 申請（專利權）人: 上海青研科技有限公司
• 主分類號: A61B3/028
• 分類號: A61B3/028
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司11619
• 代理人: 張斯盾

1.一種嬰幼兒全自動視力檢查裝置，所述嬰幼兒全自動視力檢查裝置包括：眼球追蹤模塊、控制模塊、顯示模塊和視力檢查儀主機；所述眼球追蹤模塊、顯示模塊分別與視力檢查儀主機相連；所述眼球追蹤模塊用于定位人眼所看位置；所述顯示模塊用于顯示檢查用圖案；所述控制模塊實現視力檢查儀主機、顯示模塊和眼球追蹤模塊之間的數據通信，其特征在于：

所述顯示模塊顯示的圖像為一個勻速往返運動的球，記錄受試者追隨往返運動的球的視覺軌跡，圖像難度為往返運動的球的速度，所述往返運動的球的速度反映了其視力；或者，顯示模塊顯示的圖像為一個黑白光柵條紋可轉動的試鼓，在受試者眼前重復的順向和逆向轉動，產生視動性眼球震顫，所述圖像難度為黑白光柵條紋的寬窄度，所能引起受試者眼球震顫的最細條紋反映了其視力；或者，顯示模塊顯示的圖像為在不同位置隨機顯示的動畫或圖形，記錄受試者觀察到所述圖像的時間，圖像難度為圖像的亮度或大小，所述受試者觀察到所述圖像的反應時間反映了其視力；

所述眼球追蹤模塊包括紅外攝像機、信號處理單元和紅外光源，所述光源數量至少為一個，所述紅外攝像機連續拍攝包含受試者眼部的圖像，并將圖像信息傳遞給控制模塊；

所述控制模塊對所述眼球追蹤模塊采集的圖像進行自動識別，提取眼部圖像，并根據瞳孔中心及角膜反光點的中心的相互位置關系判斷眼睛注視的顯示模塊中的位置坐標，并將所述眼球追蹤模塊捕捉到的位置坐標與所述顯示模塊上的位置坐標相比較，根據坐標對比結果將檢查結果發送給所述視力檢查儀主機，該裝置用于實現嬰幼兒的視力檢查，包括：

(1)顯示模塊中顯示測試用圖案，受試者在顯示器前方觀看這些圖案；

(2)眼球追蹤模塊連續拍攝包含受試者眼部的圖像，并將圖像信息傳遞給控制模塊；

(3)控制模塊對拍攝到的圖像自動識別，根據瞳孔中心及角膜反光點的中心的相互位置關系自動記錄并計算受試者眼睛所看的位置、方向和時間；

(4)將圖像處理自動識別的眼睛所看位置與顯示模塊中實際顯示的圖像位置進行比對，判斷看的位置是否正確；

(5)對同一圖案，重復執行步驟(1)～(4)多次，圖像隨機出現；

(6)統計該圖像下眼睛所看位置的正確率，與設定的正確率的閾值進行比較，當所述圖像的正確率低于閾值時，調低圖像難度，并繼續執行步驟(1)～(5)，直到該圖案的正確率達到設定閾值，此時確定該受試者的視力；當所述圖案下所述圖像的正確率高于或等于閾值時，則提高圖像難度，并繼續執行步驟(1)～(5)，直到確定該受試者的視力所能達到的最高值為止；

(7)根據步驟(6)中的結果確定受試者的視力；

所述步驟(3)中根據瞳孔中心及角膜反光點的中心的相互位置關系自動記錄并計算受試者眼睛所看的位置，具體方法是：

a)設置一個高于瞳孔的平均灰度而低于周圍虹膜、皮膚區域的平均灰度的灰度閾值，低于所述灰度閾值的區域標記為可能的眼睛區域；

b)設置一個排除掉頭發及眉毛、眼睫毛等黑色物體的干擾的面積閾值，從而提取到眼睛瞳孔所在的區域，如果是單眼視力測試則得到單眼瞳孔的圖像，如果是雙眼視力測試則得到雙眼瞳孔的圖像；

c)受試者至少觀看顯示模塊右側圖形中點、顯示模塊中央、顯示模塊左側圖形中點，記錄不同位置的瞳孔及瞳孔周邊區域的圖像；

d)利用瞳孔區域比周圍區域灰度值顯著低的特點提取到瞳孔區域的邊緣，并計算其中心位置A；

e)利用角膜反光區域明顯比周圍區域灰度值高的特點提取到N個角膜反光點的邊緣，并分別計算每個角膜反光點的中心位置B1到BN，角膜反光點N的數量為大于等于一的整數；

f)計算B1到BN的連線所形成圖形的中心位置C，當眼睛去看顯示模塊的不同位置時，瞳孔中心的位置A和每個角膜反光點的中心位置B1到BN連線所形成圖形的中心位置C的相對位置發生改變；

g)將C點作為坐標系原點，以像素為單位，分別計算每幅圖像中瞳孔中心點A相對于C的坐標，將眼睛所看位置與眼睛在近紅外攝像機中成像的瞳孔角膜相對坐標建立對應關系。

2.如權利要求1所述的嬰幼兒全自動視力檢查裝置，其特征在于：顯示模塊所顯示圖像為一側是黑白條紋柵格圖，另一側是均勻灰度圖，所述圖像難度為黑白條紋柵格的密度，所述柵格圖的條紋密度反映了其視力。