[发明专利]一种婴幼儿全自动视力检查方法及装置

摘要

本发明提供了一种婴幼儿全自动视力检查方法及装置，可自动显示刺激图形、自动记录并计算婴幼儿眼睛所看位置、方向和时间，并可自动分析得到测试结果，所述婴幼儿全自动视力检查装置包括眼球追踪模块、控制模块、显示模块和视力检查仪主机；所述眼球追踪模块、显示模块分别与视力检查仪主机相连；所述眼球追踪模块用于定位人眼所看位置；所述显示模块用于显示检查用图案；所述控制模块实现视力检查仪主机、显示模块和眼球追踪模块之间的数据通信。

主权项

一种婴幼儿全自动视力检查装置，所述婴幼儿全自动视力检查装置包括：眼球追踪模块、控制模块、显示模块和视力检查仪主机；所述眼球追踪模块、显示模块分别与视力检查仪主机相连；所述眼球追踪模块用于定位人眼所看位置；所述显示模块用于显示检查用图案；所述控制模块实现视力检查仪主机、显示模块和眼球追踪模块之间的数据通信，其特征在于：所述显示模块显示的图像为一个匀速往返运动的球，记录受试者追随往返运动的球的视觉轨迹，图像难度为往返运动的球的速度，所述往返运动的球的速度反映了其视力；或者，显示模块显示的图像为一个黑白光栅条纹可转动的试鼓，在受试者眼前重复的顺向和逆向转动，产生视动性眼球震颤，所述图像难度为黑白光栅条纹的宽窄度，所能引起受试者眼球震颤的最细条纹反映了其视力；或者，显示模块显示的图像为在不同位置随机显示的动画或图形，记录受试者观察到所述图像的时间，图像难度为图像的亮度或大小，所述受试者观察到所述图像的反应时间反映了其视力；所述眼球追踪模块包括红外摄像机、信号处理单元和红外光源，所述光源数量至少为一个，所述红外摄像机连续拍摄包含受试者眼部的图像，并将图像信息传递给控制模块；所述控制模块对所述眼球追踪模块采集的图像进行自动识别，提取眼部图像，并根据瞳孔中心及角膜反光点的中心的相互位置关系判断眼睛注视的显示模块中的位置坐标，并将所述眼球追踪模块捕捉到的位置坐标与所述显示模块上的位置坐标相比较，根据坐标对比结果将检查结果发送给所述视力检查仪主机，该装置用于实现婴幼儿的视力检查，包括：(1)显示模块中显示测试用图案，受试者在显示器前方观看这些图案；(2)眼球追踪模块连续拍摄包含受试者眼部的图像，并将图像信息传递给控制模块；(3)控制模块对拍摄到的图像自动识别，根据瞳孔中心及角膜反光点的中心的相互位置关系自动记录并计算受试者眼睛所看的位置、方向和时间；(4)将图像处理自动识别的眼睛所看位置与显示模块中实际显示的图像位置进行比对，判断看的位置是否正确；(5)对同一图案，重复执行步骤(1)～(4)多次，图像随机出现；(6)统计该图像下眼睛所看位置的正确率，与设定的正确率的阈值进行比较，当所述图像的正确率低于阈值时，调低图像难度，并继续执行步骤(1)～(5)，直到该图案的正确率达到设定阈值，此时确定该受试者的视力；当所述图案下所述图像的正确率高于或等于阈值时，则提高图像难度，并继续执行步骤(1)～(5)，直到确定该受试者的视力所能达到的最高值为止；(7)根据步骤(6)中的结果确定受试者的视力；所述步骤(3)中根据瞳孔中心及角膜反光点的中心的相互位置关系自动记录并计算受试者眼睛所看的位置，具体方法是：a)设置一个高于瞳孔的平均灰度而低于周围虹膜、皮肤区域的平均灰度的灰度阈值，低于所述灰度阈值的区域标记为可能的眼睛区域；b)设置一个排除掉头发及眉毛、眼睫毛等黑色物体的干扰的面积阈值，从而提取到眼睛瞳孔所在的区域，如果是单眼视力测试则得到单眼瞳孔的图像，如果是双眼视力测试则得到双眼瞳孔的图像；c)受试者至少观看显示模块右侧图形中点、显示模块中央、显示模块左侧图形中点，记录不同位置的瞳孔及瞳孔周边区域的图像；d)利用瞳孔区域比周围区域灰度值显著低的特点提取到瞳孔区域的边缘，并计算其中心位置A；e)利用角膜反光区域明显比周围区域灰度值高的特点提取到N个角膜反光点的边缘，并分别计算每个角膜反光点的中心位置B1到BN，角膜反光点N的数量为大于等于一的整数；f)计算B1到BN的连线所形成图形的中心位置C，当眼睛去看显示模块的不同位置时，瞳孔中心的位置A和每个角膜反光点的中心位置B1到BN连线所形成图形的中心位置C的相对位置发生改变；g)将C点作为坐标系原点，以像素为单位，分别计算每幅图像中瞳孔中心点A相对于C的坐标，将眼睛所看位置与眼睛在近红外摄像机中成像的瞳孔角膜相对坐标建立对应关系。