專利名稱：基于雙眼立體視知覺矯治訓(xùn)練系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于雙眼立體視知覺矯治訓(xùn)練系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種基于雙眼立體視知覺矯治訓(xùn)練系統(tǒng)。本系統(tǒng)有50余部自主開發(fā)的3D視像訓(xùn)練短片，可在3D電視、3D電腦、3D投影儀等播放，患者戴偏振光或液晶開關(guān)眼鏡觀看。每部訓(xùn)練短片時長約為五分鐘。3D顯示器是一種信息容量巨大的載體，它將信息從360度空間傳入大腦，對視覺輸入、運動和中樞產(chǎn)生強烈刺激沖動，是傳統(tǒng)斜弱視訓(xùn)練方法遠(yuǎn)遠(yuǎn)所不及的，為斜弱視綜合治療提供了一項新的手段，具有創(chuàng)新性。
背景技術(shù)：
[0002]人的視覺立體感的建立過程是雙眼同時注視某物體，雙眼視線交叉于一點，即注視點，從注視點反射回到視網(wǎng)膜上的光點是對應(yīng)的，這兩點將信號轉(zhuǎn)入大腦視中樞合成一個物體完整的像。不但看清了這一點，而且這一點與周圍物體間的距離、深度、凸凹等等都能辨別出來，這樣成的像就是立體的像，這種視覺也叫立體視覺。[0003]立體視覺臨床上多采用二維視標(biāo)進(jìn)行測定，種類繁多，有些屬定性檢查，有些屬定量檢查，可測出立體視覺的靈敏度，以秒弧度為單位，度數(shù)越小，靈敏度越高。先用視差較大畫片進(jìn)行檢查，逐漸過渡到視差較小的畫片，這樣可以檢測出真正的立體視銳度。把兩張立體視畫片放入插片盒內(nèi)，雙臂擺在融合點附近，以便形成立體視覺。[0004]隨機(jī)點立體視覺檢查法應(yīng)用了隨機(jī)點立體圖對技術(shù)，檢測的惟一要素是雙眼視差，沒有單眼線索。但檢查時受檢者都需要佩戴輔助分離眼鏡(紅綠眼鏡或偏振光眼鏡)， 以實現(xiàn)雙眼物像的分離。這種方法較為簡單，分離效果也非常理想，但給一些特殊人群(如幼兒和耳鼻疾病患者等)帶來了不便，同時多人佩戴同一副眼鏡增加了交叉感染的幾率。 另外，輔助分離眼鏡分離雙眼物像的同時也改變了物像的清晰度、亮度和顏色，不能真實反映人在自然狀態(tài)下的立體視覺狀態(tài)。實用新型內(nèi)容[0005]本實用新型的目的是提供一種基于雙眼隨機(jī)點立體視的知覺矯治和訓(xùn)練系統(tǒng)，其使用方便、成本低廉、而且效果好。[0006]為此，本實用新型提供了一種基于雙眼立體視知覺矯治訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括立體視銳度檢查器、計算機(jī)控制的圖像控制器、圖像分支器、3D顯示設(shè)備、信號發(fā)射器、3D眼鏡及其信號接收器、立體視覺訓(xùn)練圖庫、畫片圖像清晰化裝置、以及圖像漸變疊加裝置，[0007]所述立體視覺訓(xùn)練圖庫包含立體訓(xùn)練影片，并根據(jù)影片的內(nèi)容和秒角范圍分級分段，根據(jù)不同的立體視銳度選擇不同的級不同的段給患者進(jìn)行訓(xùn)練，做到患者檢查的立體視銳度是多少，系統(tǒng)給出的立體訓(xùn)練中的立體視銳度就是多少；[0008]所述立體視銳度檢查器先用視差較大畫片對進(jìn)行檢查，逐漸過渡到視差較小的畫片對，以檢測出真正的立體視銳度，并據(jù)此從所述立體視覺訓(xùn)練圖庫中自動選擇與被訓(xùn)練者立體視銳度相符的立體訓(xùn)練影片，以實現(xiàn)臨界點訓(xùn)練；[0009]所述計算機(jī)控制的圖像控制器隨機(jī)地選擇立體訓(xùn)練影片，并通過所述畫片圖像清晰化裝置使被選擇的訓(xùn)練畫片提高圖像的清晰度、降低噪聲干擾、提高立體視覺檢測的敏感性；所述計算機(jī)控制的圖像控制器設(shè)有緩沖器，該緩沖器設(shè)有兩個緩沖區(qū)，左圖放在左緩沖區(qū)，右圖放在右緩沖區(qū)，兩圖有微小的差異，以通過顯示器左右?guī)慕惶娈a(chǎn)生，使人眼產(chǎn)生立體視覺；[0010]所述圖像漸變疊加裝置漸變地弱化所述立體圖外圍區(qū)域的對比度，強化匹配成對產(chǎn)生視差信息的像素，弱化非匹配成對不產(chǎn)生視差信息的像素，形成暈環(huán)式設(shè)計，從而強化中央圖形的立體效果；[0011]所述圖像分支器把被所述圖像清晰化裝置和所述圖像漸變疊加裝置處理過的所述立體訓(xùn)練影片的立體圖形畫片的供左眼視的畫片信號和供右眼視的畫片信號同時發(fā)送至所述3D顯示設(shè)備和所述信號發(fā)射器；[0012]所述3D眼鏡包括左眼觀測器和右眼觀測器；[0013]所述左眼觀測器設(shè)有可供第一方向偏振光通過的左眼觀測器液晶開關(guān)，而所述右眼觀測器設(shè)有可供第二方向偏振光通過的右眼觀測器液晶開關(guān)；[0014]所述圖像控制器、所述畫片圖像清晰化裝置、和所述圖像漸變疊加裝置、所述圖像分支器與交替地發(fā)出供左眼視的畫片信號和供右眼視的畫片信號的所述信號發(fā)射器依次相連接；[0015]所述供左眼視的畫片信號以第一方向偏振光傳播，而所述供右眼視的畫片信號以第二方向偏振光傳播；[0016]所述信號接收器與所述左眼觀測器液晶開關(guān)和所述右眼觀測器液晶開關(guān)電連通；[0017]所述第一方向垂直于所述第二方向；[0018]所述信號發(fā)射器的工作頻率與所述信號接收器的工作頻率相同，或是所述信號接收器的工作頻率整數(shù)倍。[0019]優(yōu)選地，本系統(tǒng)還包括畫片圖像清晰化裝置和圖像漸變疊加裝置，通過對立體視圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化處理，大大提高了圖像的清晰敏感度，降低了噪聲干擾，提高了立體視覺檢測的敏感性。[0020]優(yōu)選地，所述立體訓(xùn)練影片的立體圖形畫片包括隨機(jī)點立體圖。[0021]優(yōu)選地，所述隨機(jī)點立體圖的制作過程如下制作由隨機(jī)形狀和隨機(jī)分布的隨機(jī)點構(gòu)成的母圖，在其中描繪出立體圖形的輪廓；根據(jù)觀看距離和立體視銳度計算得出圖形平移量；將立體圖形定量側(cè)方平移，而后與母圖合并形成新圖；將母圖與新圖并列合成，生成電子文件，即形成隨機(jī)點立體圖對。[0022]優(yōu)選地，所述電子文件為TIF格式。[0023]優(yōu)選地，立體視銳度按照800"、600"、400"、200"、100"、60"、40"分級。[0024]優(yōu)選地，按照立體視銳度每個級別I 2對圖，設(shè)計隨機(jī)點立體視覺訓(xùn)練圖庫。[0025]優(yōu)選地，本系統(tǒng)還通過自由立體顯示裝置，實現(xiàn)了裸眼狀態(tài)下檢查雙眼立體視覺， 克服了傳統(tǒng)檢查方法受檢者必須佩戴輔助分離眼鏡(紅綠眼鏡或偏振光眼鏡)的不足。[0026]根據(jù)本實用新型，在做系統(tǒng)檢查訓(xùn)練時，訓(xùn)練者可同時具有視覺、聽覺、觸覺上的感受。[0027]根據(jù)本實用新型，不再需要佩戴紅藍(lán)眼鏡，隨機(jī)點圖是可以左右移動的，相對于卡片形式靈活很多。[0028]根據(jù)本實用新型，數(shù)據(jù)庫中設(shè)有豐富多樣的立體圖形，可以適應(yīng)3D電子設(shè)備體積小內(nèi)存大的特性，豐富立體視覺檢查的內(nèi)容，增強檢查的靈活性，避免既往檢查圖板圖形單一易于記憶的缺陷，提高檢測結(jié)果的可靠性。[0029]根據(jù)本實用新型，畫片已經(jīng)被數(shù)字化，更新方便，內(nèi)容豐富，可以對圖片進(jìn)行放大縮小，位移等的操作。[0030]根據(jù)本實用新型，制作圖片比以往也簡單許多。以往的圖片都是已卡片形式的固定大小在運用的過程中需要不停的更換卡片，而且制作卡片復(fù)雜成本高?，F(xiàn)在所制作的就沒用那復(fù)雜，成本低廉，在運用的過程中非常簡單只要鼠標(biāo)點選項就可以了。在孩子治療的過程中佩戴3D眼睛所看到的圖片更清晰大量使用孩子喜歡的的圖片就解決的醫(yī)從性，使治療效果更好。[0031]根據(jù)本實用新型的立體視功能的檢查及訓(xùn)練系統(tǒng)，患者在家就可以隨時進(jìn)行訓(xùn)練，成本低，軟件升級和更新都非常方便，而且訓(xùn)練內(nèi)容更加豐富，使患者更愿意主動地去訓(xùn)練，提聞患者對治療訓(xùn)練的依從性，從而提聞治療效果。[0032]本系統(tǒng)充分利用偏振光和液晶開關(guān)立體成像技術(shù)來實現(xiàn)立體視功能的檢查及訓(xùn)練項目。立體訓(xùn)練影片，并根據(jù)影片的內(nèi)容和秒角范圍分級分段，給患者進(jìn)行訓(xùn)練。根據(jù)不同的立體視銳度制作訓(xùn)練游戲，真正做到患者檢查的立體視銳度是多少，系統(tǒng)給出的立體訓(xùn)練中的立體視銳度就是多少。利用偏振光和液晶開關(guān)立體成像技術(shù)下通過隨機(jī)點檢查立體視覺，填補了國內(nèi)外針對色盲人群無法檢查立體視銳度的空白。


[0033]圖I是根據(jù)本實用新型的立體視功能的檢查及訓(xùn)練系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
[0034]如圖I所示，隨機(jī)點立體圖為研究主體視覺而制作的一對由隨機(jī)點組成的圖片， 直接觀察，它們并沒有任何圖形線索，若用左眼看左圖、右眼看右圖，當(dāng)兩眼的像融合為一個時，就可看出立體的圖形，即產(chǎn)生了深度知覺。[0035]在本實用新型的一個實施例中，先制作兩張完全相同的隨機(jī)點圖(見圖I中的L、 R)，再將左邊一張圖的中間的一個方形少許向右移動，造成交叉視差。這樣，觀察時可見一方塊浮于背景之上。如果方塊向左移動，造成非交叉視差，方塊就會沉到背景下面。在一定限度內(nèi)，方塊移動越大，造成的視差越大，其深度感也就越強。[0036]本實用新型設(shè)有兩個緩沖區(qū)22、23，左圖L放在左緩沖區(qū)22，右圖R放在右緩沖區(qū) 23，兩圖有微小的差異，通過顯示器左右?guī)慕惶娈a(chǎn)生，人眼就會產(chǎn)生立體視覺，兩圖差異越小,對立體視覺要求就越高。由此,可檢查一個人的立體視覺。[0037]隨機(jī)點立體圖制作過程如下制作由隨機(jī)形狀和隨機(jī)分布的隨機(jī)點構(gòu)成的母圖， 在其中描繪出立體圖形的輪廓；根據(jù)觀看距離和立體視銳度計算得出圖形平移量；將立體圖形定量側(cè)方平移，而后與母圖合并形成新圖；將母圖與新圖并列合成，生成TIF格式的電子文件，即形成隨機(jī)點立體圖對。[0038]同時，漸變疊加裝置用于漸變?nèi)趸Ⅲw圖外圍區(qū)域的對比度，強化匹配成對產(chǎn)生視差信息的像素，弱化非匹配成對不產(chǎn)生視差信息的像素，形成獨特的暈環(huán)式設(shè)計，從而達(dá)到強化中央圖形立體效果的目的。[0039]按照不同立體視銳度分級(800"、600"、400"、200"、100"、60"、40")，按照每個級別I 2對圖，設(shè)計隨機(jī)點立體視覺訓(xùn)練圖庫。[0040]通過對立體視圖進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化處理，大大提高了圖像的清晰敏感度，降低了噪聲干擾，提高了立體視覺檢測的敏感性。[0041]本實用新型還通過自由立體顯示裝置，實現(xiàn)了裸眼狀態(tài)下檢查雙眼立體視覺，克服了傳統(tǒng)檢查方法受檢者必須佩戴輔助分離眼鏡(紅綠眼鏡或偏振光眼鏡)的不足。[0042]本實用新型設(shè)計了豐富多樣的立體圖形，可以適應(yīng)3D電子設(shè)備體積小內(nèi)存大的特性，豐富立體視覺檢查的內(nèi)容，增強檢查的靈活性，避免既往檢查圖板圖形單一易于記憶的缺陷，提高檢測結(jié)果的可靠性。[0043]如圖I所示，根據(jù)本實用新型的一個實施例，基于雙眼立體視知覺矯治訓(xùn)練系統(tǒng) 100包括立體視銳度檢查器、計算機(jī)控制的圖像控制器10、圖像分支器20、3D顯示設(shè)備 30、信號發(fā)射器35、3D眼鏡40及其信號接收器45、隨機(jī)點立體視覺訓(xùn)練圖庫15、畫片圖像清晰化裝置、以及圖像漸變疊加裝置。[0044]所述立體視覺訓(xùn)練圖庫15包含立體訓(xùn)練影片，并根據(jù)影片的內(nèi)容和秒角范圍分級分段，根據(jù)不同的立體視銳度選擇不同的級不同的段給患者進(jìn)行訓(xùn)練，做到患者檢查的立體視銳度是多少，系統(tǒng)給出的立體訓(xùn)練中的立體視銳度就是多少；[0045]所述立體視銳度檢查器先用視差較大畫片對進(jìn)行檢查，逐漸過渡到視差較小的畫片對，以檢測出真正的立體視銳度，并據(jù)此從所述立體視覺訓(xùn)練圖庫15中自動選擇與被訓(xùn)練者立體視銳度相符的立體訓(xùn)練影片，以實現(xiàn)臨界點訓(xùn)練；[0046]所述計算機(jī)控制的圖像控制器10隨機(jī)地選擇立體訓(xùn)練影片，并通過所述畫片圖像清晰化裝置使被選擇的訓(xùn)練畫片提高圖像的清晰度、降低噪聲干擾、提高立體視覺檢測的敏感性；所述計算機(jī)控制的圖像控制器10設(shè)有緩沖器21，該緩沖器21設(shè)有兩個緩沖區(qū) 22、23，左圖L放在左緩沖區(qū)22，右圖R放在右緩沖區(qū)23，兩圖有微小的差異，以通過顯示器左右?guī)慕惶娈a(chǎn)生，使人眼產(chǎn)生立體視覺；[0047]所述圖像分支器20把被所述畫片圖像清晰化裝置和所述圖像漸變疊加裝置處理過的所述立體圖形畫片P的供左眼視的畫片L的信號和供右眼視的畫片R的信號同時發(fā)送至所述3D顯示設(shè)備30和所述信號發(fā)射器35，所述信號發(fā)射器35再把信號無線傳輸給所述信號接收器45 ；[0048]所述3D眼鏡包括左眼觀測器和右眼觀測器；[0049]所述左眼觀測器設(shè)有可供第一方向偏振光通過的左眼觀測器液晶開關(guān)50，而所述右眼觀測器設(shè)有可供第二方向偏振光通過的右眼觀測器液晶開關(guān)60 ；[0050]所述圖像控制器10、所述畫片圖像清晰化裝置21、和所述圖像漸變疊加裝置22、 所述圖像分支器20與交替地發(fā)出供左眼視的畫片L的信號和供右眼視的畫片R的信號的所述信號發(fā)射器35依次相連接；[0051]所述供左眼視的畫片L的信號以第一方向偏振光傳播，而所述供右眼視的畫片R 的信號以第二方向偏振光傳播；6[0052]所述信號接收器45與所述左眼觀測器液晶開關(guān)50和所述右眼觀測器液晶開關(guān)60 電連通；[0053]所述第一方向垂直于所述第二方向。[0054]在一個實施例中，所述信號發(fā)射器35的工作頻率與所述信號接收器45的工作頻率相同。在另外一個實施例中，所述信號接收器45的工作頻率整數(shù)倍，例如2倍、3倍、或過多倍。[0055]在另外一個實施例中，該系統(tǒng)100還包括計算機(jī)控制的音頻處理器、功率放大器 70、和揚聲器80。優(yōu)選地，3D顯示設(shè)備30可以是顯示器、投影機(jī)、或投影幕。優(yōu)選地，所述使兩張畫片重疊的操作包括使圖片P在屏幕上產(chǎn)生位移，其由鍵盤、鼠標(biāo)、或游戲手柄實現(xiàn)。 優(yōu)選地，所述3D顯示設(shè)備30以至少120-240HZ的頻率、按照幀序列的格式交替產(chǎn)生左幀圖像L、右?guī)瑘D像R，所述左、右?guī)瑘D像L、R通過紅外發(fā)射器35傳輸至3D眼鏡的信號接收器 45，所述3D眼鏡40在左眼觀測器和右眼觀測器的作用下，使得左、右眼分別觀看到供左眼視的畫片L和供右眼視的畫片P的圖像，兩只眼睛看到快速切換的不同畫面L、R，并且在大腦中產(chǎn)生錯覺，從而便觀看到立體影像。[0056]根據(jù)本實用新型的立體視功能的檢查及訓(xùn)練系統(tǒng)，在做系統(tǒng)檢查訓(xùn)練時，訓(xùn)練者可同時具有通過所述3D眼鏡40的視覺、通過所述揚聲器80的聽覺、通過所述鍵盤、鼠標(biāo)、 或游戲手柄的觸覺上的感受。
權(quán)利要求1.一種基于雙眼立體視知覺矯治訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括立體視銳度檢查器、計算機(jī)控制的圖像控制器、圖像分支器、3D顯示設(shè)備、信號發(fā)射器、3D眼鏡及其信號接收器、立體視覺訓(xùn)練圖庫、畫片圖像清晰化裝置、以及圖像漸變疊加裝置，所述立體視覺訓(xùn)練圖庫包含立體訓(xùn)練影片，并根據(jù)影片的內(nèi)容和秒角范圍分級分段；所述立體視銳度檢查器根據(jù)立體視銳度對應(yīng)于所述立體視覺訓(xùn)練圖庫中與被訓(xùn)練者立體視銳度相符的立體訓(xùn)練影片；所述計算機(jī)控制的圖像控制器通過所述畫片圖像清晰化裝置使被隨機(jī)地選擇的訓(xùn)練畫片提高圖像清晰度；所述計算機(jī)控制的圖像控制器設(shè)有緩沖器，該緩沖器設(shè)有兩個緩沖區(qū)，左圖放在左緩沖區(qū)，右圖放在右緩沖區(qū)，兩圖有微小的差異，顯示器左右?guī)惶娈a(chǎn)生；所述圖像漸變疊加裝置漸變地弱化所述立體圖外圍區(qū)域的對比度，強化匹配成對產(chǎn)生視差信息的像素，弱化非匹配成對不產(chǎn)生視差信息的像素；所述圖像分支器把被所述圖像清晰化裝置和所述圖像漸變疊加裝置處理過的所述立體訓(xùn)練影片的立體圖形畫片的供左眼視的畫片信號和供右眼視的畫片信號同時發(fā)送至所述3D顯示設(shè)備和所述信號發(fā)射器；所述3D眼鏡包括左眼觀測器和右眼觀測器；所述左眼觀測器設(shè)有可供第一方向偏振光通過的左眼觀測器液晶開關(guān)，而所述右眼觀測器設(shè)有可供第二方向偏振光通過的右眼觀測器液晶開關(guān)；所述圖像控制器、所述畫片圖像清晰化裝置、和所述圖像漸變疊加裝置、所述圖像分支器與交替地發(fā)出供左眼視的畫片信號和供右眼視的畫片信號的所述信號發(fā)射器依次相連接；所述供左眼視的畫片信號以第一方向偏振光傳播，而所述供右眼視的畫片信號以第二方向偏振光傳播；所述信號接收器與所述左眼觀測器液晶開關(guān)和所述右眼觀測器液晶開關(guān)電連通；所述第一方向垂直于所述第二方向；所述信號發(fā)射器的工作頻率與所述信號接收器的工作頻率相同，或是所述信號接收器的工作頻率整數(shù)倍。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，立體視銳度按照800〃、600〃、400〃、200"、100"、60"、40"分級。
專利摘要一種基于雙眼立體視知覺矯治訓(xùn)練系統(tǒng)，其立體視覺訓(xùn)練圖庫包含立體訓(xùn)練影片，并根據(jù)影片的內(nèi)容和秒角范圍分級分段；立體視銳度檢查器從所述立體視覺訓(xùn)練圖庫中自動選擇與被訓(xùn)練者立體視銳度相符的立體訓(xùn)練影片，以實現(xiàn)臨界點訓(xùn)練；所述計算機(jī)控制的圖像控制器隨機(jī)地選擇立體訓(xùn)練影片；所述計算機(jī)控制的圖像控制器設(shè)有緩沖器，該緩沖器設(shè)有兩個緩沖區(qū)，左圖放在左緩沖區(qū)，右圖放在右緩沖區(qū)，兩圖有微小的差異，以通過顯示器左右?guī)慕惶娈a(chǎn)生，使人眼產(chǎn)生立體視覺。該系統(tǒng)實行人機(jī)對話，使用方便，大大提高了療效。
文檔編號A61H5/00GK202801563SQ201220389309
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者樊舒非, 顏少明, 沈克強 申請人:北京嘉鋮視欣數(shù)字醫(yī)療技術(shù)有限公司