[发明专利]电脑视觉综合测试系统

说明书

本发明属于计算机在视功能检查中的一种应用。即用计算机控制的系统来检测人眼的视力和对颜色的感受能力。

现有的视力检查是用标准的“E”字表在规定的距离和照度要求下，由被测试者判断医生所指“E”字的开口方向来判定其视力。这种方法存在某些缺陷，因为视力表是印制固定的，被测试者可以在测试前将表上“E”的开中方向背诵下来通过视力检测。所以测试结果难以做到客观准确。

在色盲的检查中，目前较为流行的色盲检查法主要是采用假同色法，在我国以俞自萍的《色盲检查图》最为流行，色盲检查图一般由各种不同的色块组成数字、动物以及一些常见的几何图形。各色块的颜色从一般色盲的混同色对中挑选，通过对图案的判别情况来检查出色盲及其种类。由于假同色图案的判别正确与否不只与两色块的色差有关还与图形的复杂程度和受测试者本人的经验有关，因此对假同色图的判断结果不能做为人的色差辨别力的一个单纯依据，同时测试图的数目有限，而每幅图只能针对某一类典型的色盲情况，测试结果只能定性地给出色盲色弱和一色性色觉等，因此现有的检查法不便于准确地划分色盲的种类，更不能进行定量地划分等级。

本系统利用计算机在图形和色彩方面容易实现并且易于量化的优点，采用计算机来产生测试所需要的图形，并判断测试结果，使视力检查和色觉的检查真正做到客观、迅速、准确。

本发明的实现是这样的：该系统由一台微型计算机、显示器、打印机和操纵杆组成（操纵杆可以为线控和摇控），其构成如附图（1）所示。

在进行视力测试时，首先由计算机产生测试所需要的“E”字信号，其大小、亮度、对比度以及背景亮度都符合卫生部门颁布的标准，每次出现的“E”字，均在显示器的同一位置上，这就保证了视角的一致。被测试人在规定的距离上，手执操纵杆，当看清“E”字的开口方向后，即将操纵杆推向与“E”字开口一致的方向。每级“E”字按随机的开口方向在屏上同一位置显示两次，供被测试者判断。若两次的判断结果同时正确或错误，则断定被测试者对该图形可鉴别或不可鉴别，若两次判定一对一错，则再显示该级别的“E”字图形一次，以这次的结果来判定被测试者可否鉴别该级图形。测试图从标准正常视力（5，0）对应的“E”字图形开始测试，由程序针对前后两级测试图的判断情况分别作出相应处理。视力测试的结论分为三种情况：

〈1〉测试的“E”字为最小级时，仍可鉴别，视力最佳

〈2〉测试的“E”字为最大级时，仍不可鉴别。最差，即异常

〈3〉前一次所测的“E”字图可见，而小一级的“E”字图不可见时，取前一次的“E”字图形所对应的视力度数。

本系统对色觉敏感度的检查方法是：

要求被测试人判别的图形仍为“E”字图形，判断图的底色为白色，“E”形图由前景色与背景色两部份组成，前景色与背景色都是互不靠拢的色块。由前景色的色块组成了开口方向随机变化的“E”字图形（附图2），前景色与背景色的搭配是根据色盲者的混同色对挑选的，如果对这一色对可辨，则必定可以分辨“E”的开口方向，否则不可辨。前景色与背景色以及混同色对的挑选都是计算机控制。由于目前计算机彩色图形卡已相当完善，故可方便地在一定范围内显示64³种色彩，所要做的只是修改显示卡中色彩DAC寄存器中R、G、B三色分量即可，运用R、G、B三色到CIE色坐标转换或R、G、B到HSV（色调、明度、纯度）的转换，可方便的在CIE坐标或HSV坐标上沿一定轨迹连续变化显示色彩。所以利用计算机的这一优势，我们只要在混同色的范围内进行一定的变化。如亮度、纯度、色调的变化，便可由统计的规律得出结果，准确确定色盲者的混同色线和颜色混同范围，因此可定量地测出被测试者为正常、色弱、色盲及一色性色觉。同时还可以用测得的数据确定一个可作为标准的色盲等级。

此外，如果在本系统中，让色彩沿着色调、明度或饱合度单考数改变的轨迹变化，即可实现人眼对色调、明度、饱合度的敏感力的定量测定。如果在以上指标的测定中引入时间参数，即让计算机的不同色彩的测试图形，按一定的出现时间出现，通过统计不同显示时间对判断正确的影响关系即可建立起一套对不同光刺激反应速度的测量标准。这将可以帮助我们建立一套全新的人眼色觉定量测定体系，这对人的色觉敏感度和大脑反映速度的测定有极大的实用意义。

以下是应用以上方法在微型机IBM-PC/XT上所作的一个实施例，该实施例较好地反映了该系统的性能和作用。（见图3～9）

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