[发明专利]一种裸眼3D显示视觉诱导晕动症评估方法

说明书

本发明公开了一种基于ACC的裸眼3D显示视觉诱导晕动症评估方法。首先使用加速计传感器采集身体特定部位在正常阶段和检测阶段的加速计数据，经过数据预处理，然后计算五种平衡性指标，根据五种平衡指标再计算总体平衡性指标，之后根据得到的正常阶段和检测阶段的总体指标计算相对偏差，最后将相对偏差与特定的阈值进行比较，当相对偏差大于特定阈值时，判定出现视觉诱导晕动症，从而实现裸眼3D显示视觉诱导晕动症的评估。

技术领域

本发明涉及裸眼3D视频显示领域，更为具体地讲，尤其涉及一种裸眼3D显示视觉诱导 晕动症评估方法。

背景技术

裸眼3D显示由于无需佩戴任何辅助设备(如3D眼镜、头盔等)的情况下，通过柱状透 镜等先进光学技术与信号处理算法即可观看到具有冲击力的立体视觉效果，代表了3D显示 技术未来的发展方向，可广泛用于传媒广告、展览展示、科研教育、影视娱乐等领域，能够 给人们的生产、生活各方面带来全新的体验和视觉享受。近几年，随着4K及8K显示技术的 快速发展，裸眼3D技术日渐成熟、软硬件不断完善，目前裸眼3D观看效果比过去有了很大 的提高。随着3D技术的进一步发展、成本的降低、内容的逐步完善，裸眼3D显示将成为最 新的显示和终极视频产品普及到家庭和各个应用领域。

在新兴产业发展规划中，裸眼3D显示被重点列入了新型显示专栏，并明确指出需掌握 其相关的节目源、发射、传输、接收、显示等集成技术。市场预测机构IDC在一项研究数据 中指出，裸眼3D显示技术逐渐成熟，预计到2020年出货比重将达到18.4％。现阶段，大屏裸眼3D显示应用于家用市场还有一些技术及内容瓶颈，仅以裸眼3D手机、裸眼3D PAD为例，该产业有上千亿的市场规模。

然而，人们在长时间使用裸眼3D显示设备观看3D视频的过程中，往往会产生眩晕、恶 心甚至呕吐等症状，我们把这些症状统称为视觉诱导晕动症(Visually InducedMotion Sickness, VIMS)，这在一定程度上阻碍了这种裸眼3D产品的发展与应用，同时对人类身体健康也造成 了不良影响。因此建立一种VIMS评估方法甚至减缓方法是裸眼3D显示急需攻克的难题。

目前，针对3D显示中不适感进行评估的方法主要有主观评估法和客观评估法两大类。 主观评估法指通过主观问卷对VIMS进行评估，受试者需要根据自身体验回答问卷，再由研 究人员对问卷进行统计分析评估VIMS程度，该方法简单、便捷，但是主观性大、可靠性低， 评估结果不够准确。客观评估法指通过定义某些客观指标对受试者的VIMS程度进行公式化 评估，该方法不受主观因素的影响，但指标的选取困难、测试复杂。生物电信号作为生物体 生命活动状态的反映，是生物医学工程研究的重要手段，广泛应用于生理状态监测、脑功能 研究、情感与心理分析等方面，而研究人员使用脑电信号(electroencephalogram,EEG)、心电 图(electrocardiogram,ECG)、血压(Blood pressure,BP)、心率(Heart rate,HR)、身体平衡能力 (body balance level)等对不适感进行了研究。身体平衡能力是指协调身体姿势的能力，尤其 在较小的支撑面上控制自己感知身体位置的能力。一般认为，人体维持平衡能力主要依赖于 中枢系统对视觉输入、本体感觉以及前庭觉系统之间信息的协调和对晕动效应器的控制。因 此视觉输入、本体感觉、前庭系统以及小脑的作用形成四肢、躯干的协调作业是决定人体平 衡能力的主要原因。

不同于平衡板测量身体整体的稳定性，加速计(Accelerometer,ACC)可以用来测量身体局 部部位的姿态变化。1991和1992年加速计作为一种成功地量化节奏和平均步长的方式被提 出，通过识别每个脚跟的撞击。1999年加速计用于在优选步行速度下测量循环频率。到目前 为止，加速计已经成熟的被应用于步态姿势测量中，使用它可以判断人的步长、步幅和行走 时的躯干加速度，进而判断是否有行动障碍。但将加速计用于研究立体视觉引起的晕动这一 方面，目前还没有大量的研究。因此本课题拟采用三轴加速仪测量人体头部在实验过程中的 加速度变化，通过分析不同方向加速度的变化情况可以评估在立体观影中对人体头部运动姿 态的影响，进而为ACC评估视觉诱导晕动症提供可能。