[发明专利]一种三维立体显示的视疲劳检测系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于三维显示评估领域，具体涉及到一种三维立体显示的视疲劳检测系统和方法。

背景技术

近些年来，立体显示技术在电视广播、视频游戏、会议、医疗、教育、商业等领域的应用越来越多。尽管其应用惠及消费者和商家，但目前由于技术和成本的限制，立体显示技术的发展受到很多阻碍。主要是3D显示的成像原理和人的视觉系统工作机制存在冲突，造成了3D显示不可忽视的副作用。例如，长时间观看立体图像/视频会使观看者感到眼睛疲劳、头晕、呕吐等不适。甚至有研究表明，观看立体显示或许会对人们的健康产生长远影响或不可逆的损害。这些健康隐患的存在使得人们不便长期观看立体显示,更不利于一些特殊人群,如小孩观看。这些问题不仅严重影响用户体验，也制约了三维显示技术的发展，及其相关产品的应用普及。因此，预防立体显示对观看过程中造成的视疲劳等不适症状具有重要的意义。

目前的立体显示视疲劳数据检测方法主要有两种：主观检测和客观测量。前者是让观看者表述观看不适感的程度，或者完成一些特殊设计的问卷；后者主要是测量相关的一些生理指标。但这些方法都各有缺点，主观表述往往因人而异，没有统一的量化标准；很多客观测量的设备复杂昂贵，对受试者的限制较多，有些甚至还需要测量者具备相当的领域知识才能处理后期的数据。同时客观参量的选择以及它们反应主观不适程度的阈值等都还没有标准可循。为此，寻找一种操作简单且有效的立体资源视疲劳数据检测方法势在必行。因此，本发明提供了一种三维立体显示的视疲劳检测系统和方法，该系统提供了进行视疲劳检测所需的软硬件环境和基本流程，在其基础上，通过本发明提供的视疲劳检测方法将能简单快速地量化立体显示造成的视疲劳程度，用于检测立体显示设备和内容，以及指导设备生产和制作舒适的立体资源等。

发明内容

针对现有技术中在检测立体显示的立体视疲劳时常用客观测量方法存在的不足，提供一种三维立体显示的视疲劳检测系统和方法，本系统和方法能够对用户针对立体显示的主观感受进行客观量化，从而简单快速的获取立体显示的视疲劳评测数据。

本发明中的立体显示视疲劳检测系统包括立体显示设备、主观视疲劳(SS)连续打分装置、两种视功能特征测量设备（闪光融合临界频率值(CFF)和近点距离(NPD)）、以及配有桌椅、提供基本照明等条件的室内房间。该系统提供了进行视疲劳检测所需的软硬件环境和基本流程，其框架图如图2所示。数据输入输出层主要是对用户的SS,CFF,NPD进行测量，获取其在不同时刻的数值，然后经过数据处理层的加工，得到用CFF,NPD预测用户视疲劳的模型公式，最后利用该模型公式可直接根据所测得的CFF、NPD的值，输出用户的预测立体视疲劳(SS’)。通过该系统获得的立体视疲劳预测模型，可用于各种立体显示的客观评测，从而不再需要用户主观进行打分，而只需要测量用户的CFF和NPD，再带入模型公式进行计算即可。

所示立体显示设备包括各种类型的可显示立体内容的立体显示器、立体投影等。设备的设置参数推荐使用默认值，并根据相关标准（ITU-R BT.500）控制观看距离，满足不同设备对最佳观看距离的要求。同时还应该合理控制环境光照、温度等，保持正常水平。

所述具备桌椅和照明等条件的室内房间，其大小要能满足被测立体显示设备对最佳观看距离的限制，并保证正常稳定的室内环境。桌子大小能够摆放开上述所有硬件设备，并避免设备之间的碰触干扰，特别是测量设备对显示设备的遮挡等。

所述两种视功能特征的定义分别为：(a)近点是指当眼睛高度调节时，即用最大的调节力所能看清的最近一点，该点离眼睛的距离就是近点距离；(b)闪光融合临界频率是指刚刚能够引起闪光融合感觉的刺激的最小频率。

所述两种视功能特征和视疲劳的关系分别是：(a)发生视疲劳时，近点距离变大；b)发生视疲劳时，闪光融合临界频率降低。并且，在用户可承受范围内，随着视疲劳程度的增加，两种视功能特征的值会持续变化。

所述主观视疲劳连续打分装置为一个手持滑块交互式语音装置，通过左右两个按钮进行加分和减分操作，增量为1，打分范围为[1,10]。每次打分都会有语音反馈，在让用户知晓当前打分情况的基础上又不需要占用用户的观看时间。用户的打分会被实时记录在文件中，方便后期的分析处理。其中，10分表示没有疲劳，9-7分表示轻微疲劳，6-5分表示中等疲劳，4-3分表示明显疲劳，2-1分表示严重视疲劳。