一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示系統(tǒng)及視標(biāo)顯示優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示系統(tǒng)及視標(biāo)顯示優(yōu)化方法，涉及視標(biāo)顯示系統(tǒng)及視標(biāo)顯示方法，能夠準(zhǔn)確測量被測者與視標(biāo)顯示單元之間的視距，通過被測者與視標(biāo)顯示單元之間的距離決定視標(biāo)顯示。本發(fā)明通過被測者與視標(biāo)顯示單元之間的視距不同，進(jìn)而顯示相應(yīng)視距下的視標(biāo)，使得視力表也不再單一；Kinect體感器通過它自帶的骨架追蹤系統(tǒng)來判斷被測者所做出的選擇是否正確,真正實(shí)現(xiàn)了人機(jī)互動,達(dá)到了高效準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)；在同一級的視標(biāo)測試時，同一級的視標(biāo)至少測試兩次，至多測試四次，且每次視標(biāo)方向的顯示是隨機(jī)不可重復(fù)的，降低了被測者判別視標(biāo)方向時的偶然性；在視標(biāo)等級進(jìn)行轉(zhuǎn)換測試時，設(shè)置了視標(biāo)顯示的終止標(biāo)準(zhǔn)并顯示最終視標(biāo)。
【專利說明】
一種基于K i nect的交互式視標(biāo)顯示系統(tǒng)及視標(biāo)顯示優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種視標(biāo)顯示系統(tǒng)及視標(biāo)顯示方法，尤其是涉及一種基于Kinect的交 互式視標(biāo)顯示系統(tǒng)及視標(biāo)顯示優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著信息時代的不斷推進(jìn)，視力測試方法的實(shí)現(xiàn)方案也在不斷地完善，逐漸從紙 質(zhì)式的視力表測試演化到現(xiàn)今的結(jié)合軟硬件的智能型視力測試，現(xiàn)今出現(xiàn)的視力測試方案 中的視標(biāo)顯示方法主要有：
[0003] 1)紙質(zhì)式視標(biāo)顯示方法；
[0004] 2)基于上位機(jī)和下位機(jī)相結(jié)合，在專門的顯示屏上顯示視標(biāo)的顯示方法；
[0005] 3)通過控制機(jī)中的時鐘信號更換顯示屏上的視標(biāo)；
[0006] 4)工作人員通過按鍵來更換視標(biāo)的顯示，從而避免被測者背記視力表中的視標(biāo)顯 不方式。
[0007] 以上方法能夠提供準(zhǔn)確的視標(biāo)，為視力測試提供了較為準(zhǔn)確的參照標(biāo)準(zhǔn)，但是紙 質(zhì)式視標(biāo)顯示方法依然采用固定排布的視標(biāo)，被測者容易記住各視標(biāo)方向，此時如對被測 者進(jìn)行視力測試，則測試結(jié)果的誤差較大。
[0008] 而基于上位機(jī)和下位機(jī)相結(jié)合的視標(biāo)顯示方法，大多采用遙控器的方式控制視力 表翻頁和選定視標(biāo)方向，上位機(jī)端視力表的設(shè)計以及單獨(dú)的視標(biāo)顯示不能根據(jù)被測者的狀 態(tài)進(jìn)行進(jìn)行調(diào)整，如根據(jù)被測者與視標(biāo)顯示屏之間的視距對視力表及視標(biāo)的優(yōu)化選擇，根 據(jù)被測者的輸入調(diào)整視標(biāo)的顯示等;通過時鐘信號與按鍵方式更換視標(biāo)的方式?jīng)]有結(jié)合被 測者的具體情況，不能準(zhǔn)確判斷被測者對當(dāng)前視標(biāo)的識別情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，在此提供一種能夠準(zhǔn)確測量被測者與 視標(biāo)顯示單元之間的視距，通過被測者與視標(biāo)顯示單元之間的距離決定視標(biāo)顯示的基于 Kinect的交互式視標(biāo)顯示系統(tǒng)及視標(biāo)顯示優(yōu)化方法，從而能夠解決傳統(tǒng)紙質(zhì)式視標(biāo)顯示易 被測者記住各視標(biāo)方向的問題。此外，該方法還能夠準(zhǔn)確的獲得被測者的輸入信號，實(shí)現(xiàn)根 據(jù)被測者的實(shí)際輸入情況更換所顯示的視標(biāo)，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中無法準(zhǔn)確判斷被測者對 當(dāng)前視標(biāo)的識別而盲目更換視標(biāo)的問題。
[0010] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
[0011] 首先本發(fā)明提供的是一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示系統(tǒng)，其包括以下單元： [0012] Kinect體感器，用于測量被測者與視標(biāo)顯示單元之間的距離，及識別被測者肢體 動作；
[0013] 視標(biāo)顯示單元，用于顯示視力表中具體的某一個視標(biāo)；
[0014] 控制單元，用于接收Kinect體感器的輸出信號，處理該信息，并根據(jù)處理后的體感 器輸出信號選擇相應(yīng)視力表中的某一視標(biāo)，并將該視標(biāo)信息傳遞給視標(biāo)顯示單元；
[0015] Kinect體感器的輸出與控制單元的輸入通信連接，控制單元的一路輸出與視標(biāo)顯 示單元的輸入通信連接。
[0016] 以上技術(shù)方案利用了 Kinect體感器，由于Kinect體感器是一種可以實(shí)現(xiàn)3D影像偵 測以及對人的肢體活動進(jìn)行識別的儀器，以紅外線發(fā)出人眼看不見的鐳射光，透過鏡頭前 的光柵將鐳射光均勻分布投射在測量空間中，再透過紅外線CMOS傳感器記錄下空間中的每 個散斑，結(jié)合原始散斑圖案，再透過晶片計算成具有3D深度的圖像。Kinect體感器通過黑白 光譜的方式來感知環(huán)境的，純黑代表無窮遠(yuǎn)，純白代表無窮近，黑白間的灰色對應(yīng)著物體到 傳感器的物理距離。從而本發(fā)明所提供的技術(shù)方案通過Kinect體感器能夠準(zhǔn)確地獲得被測 者與視標(biāo)顯示單元之間的視距，結(jié)合控制單元，根據(jù)視距選擇有利于被測者的視力表和視 力表中某一級視標(biāo)進(jìn)行顯示，由于所顯示的視標(biāo)是通過視距來確定的，因此其更有利于被 測者，且無法預(yù)知會顯示哪一級的視標(biāo)及視標(biāo)方向，不僅解決了傳統(tǒng)紙質(zhì)式視標(biāo)顯示易被 測者記住各視標(biāo)方向的問題，而且還解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法根據(jù)被測者與視標(biāo)顯示屏之間 的視距對視力表及視標(biāo)的優(yōu)化選擇的問題。
[0017] 又由于Kinect體感器自帶骨架追蹤系統(tǒng)，能夠根據(jù)追蹤到得人體20個關(guān)節(jié)點(diǎn)來生 成一幅骨架系統(tǒng)，用于識別人的肢體運(yùn)動，再結(jié)合控制單元，能夠準(zhǔn)確的判斷被測者的輸入 是否與視標(biāo)顯示單元所顯示的視標(biāo)相同，并根據(jù)判斷結(jié)果更換視標(biāo)顯示單元所顯示的視 標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)被測者的實(shí)際輸入情況更換所顯示的視標(biāo)，進(jìn)而解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法準(zhǔn) 確判斷被測者對當(dāng)前視標(biāo)的識別而盲目更換視標(biāo)的問題。
[0018] 為了增強(qiáng)本系統(tǒng)的功能，在此所作的改進(jìn)是增加一與所述控制單元通信連接的語 音輸入輸出設(shè)備，和/或與所述控制單元通信連接的按鍵輸入設(shè)備。通過語音輸入輸出設(shè) 備，和/或按鍵輸入設(shè)備，被測者可以通過語音和/或按鍵將其所看到的視標(biāo)輸入至控制單 元，從而解決了因 Kinect體感器無法工作時而導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法工作的問題。此外，通過語 音輸入輸出設(shè)備系統(tǒng)還能夠語音提示被測者的輸入是否正確，整個系統(tǒng)更智能。
[0019] 此外，本發(fā)明還提供了一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示優(yōu)化方法，通過被測者 與視標(biāo)顯示單元之間的視距來選擇某一視標(biāo)進(jìn)行單獨(dú)顯示，通過對被測者的輸入來判斷是 否更換視標(biāo)顯示單元上所顯示的視標(biāo)，直至視標(biāo)顯示單元上的視標(biāo)不再變化，其具體的步 驟為：
[0020] SI:初始化設(shè)置，預(yù)先在控制單元中存入尺寸大小和開口方向不同的視標(biāo)；
[0021] S2:通過Kinect體感器獲取被測者與視標(biāo)顯示單元之間的視距，并將該視距輸入 至控制單元；
[0022] S3:控制單元根據(jù)接收到的視距在預(yù)先存儲的視標(biāo)中選擇相應(yīng)的視標(biāo)作為初始視 標(biāo)在視標(biāo)顯示單元上進(jìn)行顯示；
[0023] S4:接收被測者的輸入，并將該信號輸入至控制單元；
[0024] S5:控制單元對接收到的信號進(jìn)行處理，并將其與預(yù)先存儲于控制單元內(nèi)的視標(biāo) 信息進(jìn)行進(jìn)行對比，判斷是否與視標(biāo)顯示單元所顯示的視標(biāo)相同，若相同則執(zhí)行S6,否則執(zhí) 行S8;
[0025] S6:從控制單元預(yù)先存儲的視標(biāo)中選擇比當(dāng)前視標(biāo)顯示單元所顯示的視標(biāo)的尺寸 小的視標(biāo)進(jìn)行顯示；
[0026] S7:繼續(xù)獲取被測者的輸入信號，并將該信號輸入至控制單元，控制單元對接收到 的信號進(jìn)行處理，并將其與預(yù)先存儲于控制單元內(nèi)的視標(biāo)信息進(jìn)行進(jìn)行對比，判斷是否與 當(dāng)前所顯示的視標(biāo)相同，若相同則執(zhí)行步驟S6,否則視標(biāo)顯示單元顯示當(dāng)前視標(biāo)，結(jié)束視標(biāo) 更換；
[0027] S8:從控制單元預(yù)先存儲的視標(biāo)中選擇比當(dāng)前視標(biāo)顯示單元所顯示的視標(biāo)的尺寸 大的視標(biāo)進(jìn)行顯示；
[0028] S9:繼續(xù)獲取被測者的輸入信號，并將該信號輸入至控制單元，控制單元對接收到 的信號進(jìn)行處理，并將其與預(yù)先存儲于控制單元內(nèi)的視標(biāo)信息進(jìn)行進(jìn)行對比，判斷是否與 當(dāng)前所顯示的視標(biāo)相同，若相同，則視標(biāo)顯示單元顯示當(dāng)前視標(biāo)，結(jié)束視標(biāo)更換；否則執(zhí)行 步驟S8。
[0029] 本方法通過視距來選擇具體的視標(biāo)顯示，且所顯示的視標(biāo)均是隨機(jī)的，因此無法 預(yù)料，解決了傳統(tǒng)紙質(zhì)式視標(biāo)顯示易被測者記住各視標(biāo)方向的問題，且根據(jù)視距選擇視標(biāo) 的顯示，使得所顯示的視標(biāo)更適合被測者，實(shí)現(xiàn)了視標(biāo)的優(yōu)化顯示。
[0030] 具體的，步驟S3中所述的初始視標(biāo)的高度為寬度的五倍，其中，初始視標(biāo)的高度與 視距之間滿足以下關(guān)系：
[0031]
[0032] (2)
[0033]式(1)是視力值為1.0時，視標(biāo)高度的計算公式，
[0034]式(2)是視力值不為1.0時，視標(biāo)高度的計算公式，
[0035]式（1)、（2)中的D為被測者與視標(biāo)顯示屏之間的視距，C為視距D下的分視角，P為視 力值;其中C通過以下公式獲得：
[0036]
[0037]式(3)中C'是D為1米時的分視角，D為被測者與視標(biāo)顯示單元之間的視距。
[0038]為了使本發(fā)明所提供的視標(biāo)顯示方法更不易被被測者背記，在此所作的改進(jìn)是： 每一視標(biāo)在一次測試過程中顯示的次數(shù)至少為兩次，至多為八次，每次視標(biāo)的顯示方向均 不相同；被測者的輸入正確率K等于或者大于75%，則視標(biāo)顯示單元上顯示比當(dāng)前所顯示的 視標(biāo)高一級的視標(biāo)或低一級的視標(biāo)。進(jìn)一步增強(qiáng)了視標(biāo)顯示的隨機(jī)性，不可預(yù)測性。
[0039]其中，所述正確率K是通過以下方式獲得：
[0040]
(4)
[0041] 式(4)中X為被測者輸入的正確信號次數(shù)，Y為被測者輸入的總次數(shù)。
[0042]具體地，所獲取的被測者的輸入信號是Kinect體感器獲得的被測者的肢體關(guān)節(jié)信 號，或者是被測者的語音信號，或者是被測者輸入的按鍵信號。
[0043]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0044] 1.通過被測者與視標(biāo)顯示單元之間的視距不同，進(jìn)而顯示相應(yīng)視距下的視標(biāo)，使 得視力表也不再單一；
[0045] 2.Kinect體感器通過它自帶的骨架追蹤系統(tǒng)來判斷被測者所做出的選擇是否正 確，真正實(shí)現(xiàn)了人機(jī)互動，達(dá)到了高效準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)；
[0046] 3.在同一級的視標(biāo)測試時，同一級的視標(biāo)至少測試兩次，至多測試四次，且每次視 標(biāo)方向的顯示是隨機(jī)不可重復(fù)的，降低了被測者判別視標(biāo)方向時的偶然性；
[0047] 4.在視標(biāo)等級進(jìn)行轉(zhuǎn)換測試時，設(shè)置了視標(biāo)顯示的終止標(biāo)準(zhǔn)并顯示最終的視標(biāo)， 進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)了視標(biāo)的優(yōu)化顯示。
【附圖說明】
[0048] 圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0049] 圖2為本發(fā)明的方法流程圖；
[0050] 圖3為本發(fā)明所提供的分視角原理圖。 具體實(shí)施例
[0051] 為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合
【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0052]如圖1所示，本發(fā)明在此提供了一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示系統(tǒng)，包括以下 單元：
[0053] 放置于視標(biāo)顯示單元2上的Kinect體感器1，用于測量被測者與視標(biāo)顯示單元之間 的距離，及識別被測者肢體動作；
[0054]放置于支撐柜3上的視標(biāo)顯示單元2,用于顯示視力表中具體的某一個視標(biāo);控制 單元，用于接收Kinect體感器的輸出信號，處理該信息，并根據(jù)處理后的體感器輸出信號選 擇相應(yīng)視力表中的某一視標(biāo)，并將該視標(biāo)信息傳遞給視標(biāo)顯示單元；
[0055] Kinect體感器的輸出與控制單元的輸入通信連接，控制單元的一路輸出與視標(biāo)顯 示單元的輸入通信連接。
[0056] 此外，本發(fā)明在以上技術(shù)方案的基礎(chǔ)上還增加一與所述控制單元通信連接的語音 輸入輸出設(shè)備，和/或與控制單元通信連接的按鍵輸入設(shè)備。該語音輸入輸出設(shè)備可以是話 筒，也可以是麥克風(fēng)。
[0057]以上技術(shù)方案的工作過程為:通過Kinect體感器測量出被測者與視標(biāo)顯示單元之 間的視距，并將視距傳遞給控制單元，控制單元根據(jù)接收到的視距信息控制視標(biāo)顯示單位 顯示相應(yīng)的初始視標(biāo);接著通過Kinect體感器獲取被測者的肢體關(guān)節(jié)信號，并將該肢體關(guān) 節(jié)信號輸入至控制單元，控制單元根據(jù)接收到的信號更換視標(biāo)顯示單元上的視標(biāo)。每次視 標(biāo)顯示單元上只顯示單獨(dú)的一個視標(biāo)，且顯示的方向不確定，也不可預(yù)知，不僅解決了傳統(tǒng) 紙質(zhì)式視標(biāo)顯示易被測者記住各視標(biāo)方向的問題，而且還解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法根據(jù)被測 者與視標(biāo)顯示屏之間的視距對視力表及視標(biāo)的優(yōu)化選擇的問題。此外，還實(shí)現(xiàn)了根據(jù)被測 者的實(shí)際輸入情況更換所顯示的視標(biāo)，進(jìn)而解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法準(zhǔn)確判斷被測者對當(dāng)前 視標(biāo)的識別而盲目更換視標(biāo)的問題。
[0058]本申請所提供的系統(tǒng)不僅能夠接收被測者的肢體關(guān)節(jié)信號，從而改變視標(biāo)顯示單 元上所顯示的視標(biāo)，而且還能夠接收被測者的語音信號，通過被測者的語音來改變視標(biāo)顯 示單元上所顯示的視標(biāo)。此外，還能夠通過語音提示被測者的輸入是否正確，使得整個系統(tǒng) 更加智能化。
[0059]在此，本發(fā)明還提供了一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示優(yōu)化方法，如圖2所示， 該方法通過被測者與視標(biāo)顯示單元之間的視距來選擇某一視標(biāo)進(jìn)行單獨(dú)顯示，通過對被測 者的輸入來判斷是否更換視標(biāo)顯示單元上所顯示的視標(biāo)，直至視標(biāo)顯示單元上的視標(biāo)不再 變化，其具體的步驟為：
[0060] SI:初始化設(shè)置，預(yù)先在控制單元中存入尺寸大小和開口方向不同的視標(biāo)；
[0061] S2:通過Kinect體感器獲取被測者與視標(biāo)顯示單元之間的視距，并將該視距輸入 至控制單元；
[0062] S3:控制單元根據(jù)接收到的視距在預(yù)先存儲的視標(biāo)中選擇相應(yīng)的視標(biāo)作為初始視 標(biāo)在視標(biāo)顯示單元上進(jìn)行顯示，視標(biāo)的的類型可以選用E字母，也可以選擇其它字母，如C字 母、M字母等，如初始視標(biāo)的寬度為20毫米，高度為100毫米，字母開口向右；
[0063] S4:接收被測者的輸入，并將該信號輸入至控制單元；
[0064] S5:控制單元對接收到的信號進(jìn)行處理，并將其與預(yù)先存儲于控制單元內(nèi)的視標(biāo) 信息進(jìn)行進(jìn)行對比，判斷是否與視標(biāo)顯示單元所顯示的視標(biāo)相同，若相同則執(zhí)行S6,否則執(zhí) 行S8;
[0065] S6:從控制單元預(yù)先存儲的視標(biāo)中選擇比當(dāng)前視標(biāo)顯示單元所顯示的視標(biāo)的尺寸 小的視標(biāo)進(jìn)行顯示;如初始視標(biāo)的寬度為20毫米，高度為100毫米，此時控制單元則選擇寬 度為10毫米，高度為60毫米的視標(biāo)在視標(biāo)顯示單元上進(jìn)行顯示；
[0066] S7:繼續(xù)獲取被測者的輸入信號，并將該信號輸入至控制單元，控制單元對接收到 的信號進(jìn)行處理，并將其與預(yù)先存儲于控制單元內(nèi)的視標(biāo)信息進(jìn)行進(jìn)行對比，判斷是否與 當(dāng)前所顯示的視標(biāo)(寬度為10毫米，高度為60毫米)相同，若相同則執(zhí)行步驟S6,否則視標(biāo)顯 示單元顯示當(dāng)前視標(biāo)(寬度為10毫米，高度為60毫米），結(jié)束視標(biāo)更換；
[0067] S8:從控制單元預(yù)先存儲的視標(biāo)中選擇比當(dāng)前視標(biāo)顯示單元所顯示的視標(biāo)的尺寸 大的視標(biāo)進(jìn)行顯示;如初始視標(biāo)的寬度為20毫米，高度為100毫米，此時控制單元則選擇寬 度為25毫米，高度為110毫米的視標(biāo)在視標(biāo)顯示單元上進(jìn)行顯示；
[0068] S9:繼續(xù)獲取被測者的輸入信號，并將該信號輸入至控制單元，控制單元對接收到 的信號進(jìn)行處理，并將其與預(yù)先存儲于控制單元內(nèi)的視標(biāo)信息進(jìn)行進(jìn)行對比，判斷是否與 當(dāng)前所顯示的視標(biāo)(寬度為25毫米，高度為110毫米)相同，若相同，則視標(biāo)顯示單元顯示當(dāng) 前視標(biāo)(寬度為25毫米，高度為110毫米），結(jié)束視標(biāo)更換;否則執(zhí)行步驟S8。
[0069] 本申請步驟S3中所記載的初始視標(biāo)可以是任何一視標(biāo)，但本申請為了能夠使視標(biāo) 顯示單元所顯示的初始視標(biāo)能夠更有利于被測者觀察，在此本申請所記載的初始視標(biāo)設(shè)計 是基于分視角原理進(jìn)行設(shè)計，其高度為寬度的五倍，其中，初始視標(biāo)的高度與視距之間滿足 以下關(guān)系：
[0070]
[0071] (2)
[0072] 式(1)是視力值為1.0時，視標(biāo)高度的計算公式，
[0073] 式(2)是視力值不為1.0時，視標(biāo)高度的計算公式，
[0074]式（1)、（2)中的D為被測者與視標(biāo)顯示屏之間的視距，C為視距D下的分視角，P為視 力值;其中C通過以下公式獲得：
[0075] C = C · D (3)
[0076]式(3)中C'是D為1米時的分視角，D為被測者與視標(biāo)顯示單元之間的視距。
[0077] 如圖3所示，D為被測者與視標(biāo)的距離，h為視標(biāo)的高度，A和B分別是視標(biāo)的最高端 和最低端點(diǎn)，a和b分別是A和B通過人眼折射后在視網(wǎng)膜上的落腳點(diǎn)，A和B兩條光線形成的 角度為分視角。其中，1米視距下的分視角C'為最小視角，其值約為0.000291弧度，由于1弧 度= 18〇Ατ 度，因此 C'=0.017 度。
[0078] 為了能夠更好的說明視標(biāo)高度的計算，在此本申請假設(shè)幾個視距D和視力值P的值 對視標(biāo)高度進(jìn)行計算，如：
[0079]
[0080]
[0081] 此時，視標(biāo)的寬度為0.0014毫米，而控制單元在視力表中選擇符合高度為0.0073 毫米，寬度為〇. 0014毫米的視標(biāo)并通過視標(biāo)顯示單元將其顯示出來；
[0082]
[0083]
[0084]此時，視標(biāo)的寬度為6.08毫米，而控制單元在視力表中選擇符合高度為30.4毫米， 寬度為6.08毫米的視標(biāo)并通過視標(biāo)顯示單元將其顯示出來；
[0085]
[0086]
[0087] 此時，視標(biāo)的寬度為0.001毫米，而控制單元在視力表中選擇符合高度為0.0051毫 米，寬度為〇. 001毫米的視標(biāo)并通過視標(biāo)顯示單元將其顯示出來；
[0088]
[0089]
[0090]此時，視標(biāo)的寬度為0.006毫米，而控制單元在視力表中選擇符合高度為0.032毫 米，寬度為0.006毫米的視標(biāo)并通過視標(biāo)顯示單元將其顯示出來。
[0091] 通過以上公式可計算出測試視距D下所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)視標(biāo)高度，不僅能夠根據(jù)視距 顯示有利于被測試者的視標(biāo)，還可以將符合相應(yīng)視標(biāo)下的視標(biāo)單獨(dú)存放于控制單元中，由 此可以設(shè)計出任意視距所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)E字母視力表，并將其存入于控制單元中，便于相同視 距下的多次使用。E字母視力表的設(shè)計可以采用其它，本申請所記載的方法簡單，且根據(jù)分 視角原理，使被測試者更易觀察到視標(biāo)。
[0092]以上視標(biāo)顯示方法中，每一視標(biāo)在一次測試過程中顯示的次數(shù)至少為兩次，至多 為八次，每次視標(biāo)的顯示方向均不相同，以E字母視標(biāo)為例，第一次E的開口向左，則第二次E 的開口向右，第三次E的開口向上，第四次E的開口向下，第五次E的開口向左上，第六次E的 開口向上右上，第七次E的開口向左下，第八次E的開口向右下。本申請所記載的視標(biāo)可以是 E字母視標(biāo)、也可以是C字母視標(biāo)、還可以是M字母視標(biāo)，或者其它便于觀察識別的視標(biāo)。 [0093]當(dāng)視標(biāo)顯示次數(shù)為兩次以上時，可以通過被測試者輸入與所顯示的視標(biāo)完全相同 來更換所顯示的視標(biāo)，也可以設(shè)定一正確率K來實(shí)現(xiàn)視標(biāo)的更換，正確率K等于或者大于 75%時，則視標(biāo)顯示屏顯示尺寸比當(dāng)前所顯示的視標(biāo)的尺寸大或小的視標(biāo)，或者不再進(jìn)行 更換。當(dāng)開始顯示時，若正確率K等于或者大于75%時，則視標(biāo)顯示屏顯示尺寸比當(dāng)前所顯 示的視標(biāo)的尺寸大或小的視標(biāo)；當(dāng)視標(biāo)顯示單元第一次變化時所顯示的視標(biāo)尺寸是縮小時 (如初始視標(biāo)的寬度為25毫米，高度為100毫米，經(jīng)第一次判斷后，視標(biāo)顯示單元上所顯示的 視標(biāo)寬度為10毫米，高度為60毫米），則此時正確率K等于或大于75%時，視標(biāo)顯示屏顯示尺 寸比當(dāng)前所顯示的視標(biāo)的尺寸小的視標(biāo);當(dāng)視標(biāo)顯示單元第一次變化時所顯示的視標(biāo)尺寸 是放大時(如初始視標(biāo)的寬度為25毫米，高度為100毫米，經(jīng)第一次判斷后，視標(biāo)顯示單元上 所顯示的視標(biāo)寬度為40毫米，高度為110毫米），則此時正確率K等于或大于75%時，視標(biāo)顯 示屏顯示當(dāng)前所顯示的視標(biāo);不更換所顯示的視標(biāo)。
[0094]在此，本申請?zhí)峁┝艘环N正確率K的計算方法，如通過以下公式進(jìn)行計算：
[0095]
⑷
[0096]式(1)中X為被測試者輸入的正確信號次數(shù)，Y為被測試者輸入的總次數(shù)。
[0097]具體說明正確率K的計算，如初始視標(biāo)顯示時，E的開口向上，此時對被測者的輸出 與視標(biāo)顯示屏上所顯示的視標(biāo)進(jìn)行對比，并記錄該對比結(jié)果（相同或不同），并將視標(biāo)顯示 屏上的視標(biāo)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)后再顯示，如順時針旋轉(zhuǎn)45°，則同一視標(biāo)第二次顯示時，E的開口為右 上，此時被測者繼續(xù)輸入；以此類推，視標(biāo)E所顯示方向均不相同，且每次控制單元均將對比 結(jié)果進(jìn)行記錄，若被測者總共輸入5次，而其中兩次與視標(biāo)顯示屏所顯示的視標(biāo)相同，此時 正確率K就等于2除以5乘以100%等于40%，小于的正確率75%，若此時顯示的為初始視標(biāo)， 則視標(biāo)顯示屏上的視標(biāo)更換成尺寸更大的視標(biāo);若此時視標(biāo)顯示屏顯示的是經(jīng)第一次變化 時所顯示的視標(biāo)尺寸是縮小的視標(biāo)(如初始視標(biāo)的高為90毫米、寬度為20毫米，經(jīng)第一次判 斷后，視標(biāo)顯示屏上所顯示的視標(biāo)高為60毫米、寬度為15毫米），則視標(biāo)顯示屏上的視標(biāo)不 進(jìn)行更換;若此時視標(biāo)顯示屏所顯示的視標(biāo)是第一次變化時所顯示的視標(biāo)尺寸是放大時 (如初始視標(biāo)的高為90毫米、寬度為20毫米，經(jīng)第一次判斷后，視標(biāo)顯示屏上所顯示的視標(biāo) 高為120毫米、寬度為50毫米），則視標(biāo)顯示屏上的視標(biāo)更換成尺寸更大的視標(biāo)。若被測者總 共輸入5次，而其中4次與視標(biāo)顯示屏上所顯示的視標(biāo)相同，此時正確率K就等于4除以5乘以 100%等于80%，大于75%，若此時顯示的為初始視標(biāo)，則視標(biāo)顯示屏上的視標(biāo)更換成尺寸 更小的視標(biāo);若此時視標(biāo)顯示屏顯示的是經(jīng)第一次變化時所顯示的視標(biāo)尺寸是縮小的視標(biāo) (如初始視標(biāo)的高為90毫米、寬度為20毫米，經(jīng)第一次判斷后，視標(biāo)顯示屏上所顯示的視標(biāo) 高為60毫米、寬度為15毫米），則視標(biāo)顯示屏上的視標(biāo)更換成尺寸更小的視標(biāo);若此時視標(biāo) 顯示屏所顯示的視標(biāo)是第一次變化時所顯示的視標(biāo)尺寸是放大時(如初始視標(biāo)的高為90毫 米、寬度為20毫米，經(jīng)第一次判斷后，視標(biāo)顯示屏上所顯示的視標(biāo)高為120毫米、寬度為50毫 米），則視標(biāo)顯示屏上的視標(biāo)不進(jìn)行更換。
[0098]本申請所記載的控制單元可以是單片機(jī)，也可以是計算機(jī)終端，當(dāng)控制單元為單 片機(jī)時，可以通過程序員將相應(yīng)的功能程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)中，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能；當(dāng)控制單元為 計算機(jī)終端時，可以通過開發(fā)系統(tǒng)編輯程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。而視標(biāo)顯示單元則可以是LED 顯示屏，也可以是IXD顯示屏。
[0099]而所獲取的被測者的輸入信號是Kinect體感器獲得的被測者的肢體關(guān)節(jié)信號，或 者是被測者的語音信號，或者是被測者輸入的按鍵信號。
[0100]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示系統(tǒng)，其特征在于:包括w下單元： Kinect體感器，用于測量被測者與視標(biāo)顯示單元之間的距離，及識別被測者肢體動作； 視標(biāo)顯示單元，用于顯示視力表中具體的某一個視標(biāo)； 控制單元，用于接收Kinect體感器的輸出信號，處理該信息，并根據(jù)處理后的Kinect體 感器輸出信號選擇相應(yīng)視力表中的某一視標(biāo)，并將該視標(biāo)信息傳遞給視標(biāo)顯示單元； Kinect體感器的輸出與控制單元的輸入通信連接，控制單元的一路輸出與視標(biāo)顯示單 元的輸入通信連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示系統(tǒng)，其特征在于:還包括 與所述控制單元通信連接的語音輸入輸出設(shè)備，和/或與所述控制單元通信連接的按鍵輸 入設(shè)備。3. -種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示優(yōu)化方法，其特征在于：通過被測者與視標(biāo)顯示 單元之間的視距來選擇某一視標(biāo)進(jìn)行單獨(dú)顯示，通過對被測者的輸入來判斷是否更換視標(biāo) 顯示單元上所顯示的視標(biāo)，直至視標(biāo)顯示單元上的視標(biāo)不再變化，其具體的步驟為： S1:初始化設(shè)置，預(yù)先在控制單元中存入尺寸大小和開口方向不同的視標(biāo)； S2:通過Kinect體感器獲取被測者與視標(biāo)顯示單元之間的視距，并將該視距輸入至控 制單元； S3:控制單元根據(jù)接收到的視距在預(yù)先存儲的視標(biāo)中選擇相應(yīng)的視標(biāo)作為初始視標(biāo)在 視標(biāo)顯示單元上進(jìn)行顯示； S4:接收被測者的輸入，并將該信號輸入至控制單元； S5:控制單元對接收到的信號進(jìn)行處理，并將其與預(yù)先存儲于控制單元內(nèi)的視標(biāo)信息 進(jìn)行進(jìn)行對比，判斷是否與視標(biāo)顯示單元所顯示的視標(biāo)相同，若相同則執(zhí)行S6,否則執(zhí)行 S8； S6:從控制單元預(yù)先存儲的視標(biāo)中選擇比當(dāng)前視標(biāo)顯示單元所顯示的視標(biāo)的尺寸小的 視標(biāo)進(jìn)行顯示； S7:繼續(xù)獲取被測者的輸入信號，并將該信號輸入至控制單元，控制單元對接收到的信 號進(jìn)行處理，并將其與預(yù)先存儲于控制單元內(nèi)的視標(biāo)信息進(jìn)行進(jìn)行對比，判斷是否與當(dāng)前 所顯示的視標(biāo)相同，若相同則執(zhí)行步驟S6,否則視標(biāo)顯示單元顯示當(dāng)前視標(biāo)，結(jié)束視標(biāo)更 換； S8:從控制單元預(yù)先存儲的視標(biāo)中選擇比當(dāng)前視標(biāo)顯示單元所顯示的視標(biāo)的尺寸大的 視標(biāo)進(jìn)行顯示； S9:繼續(xù)獲取被測者的輸入信號，并將該信號輸入至控制單元，控制單元對接收到的信 號進(jìn)行處理，并將其與預(yù)先存儲于控制單元內(nèi)的視標(biāo)信息進(jìn)行進(jìn)行對比，判斷是否與當(dāng)前 所顯示的視標(biāo)相同，若相同，則視標(biāo)顯示單元顯示當(dāng)前視標(biāo)，結(jié)束視標(biāo)更換；否則執(zhí)行步驟 S8〇4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示優(yōu)化方法，其特征在于:步 驟S3中所述的初始視標(biāo)的高度為寬度的五倍，其中，初始視標(biāo)的高度與視距之間滿足W下 關(guān)系： h = D · tan(C) (1)(2) 式(1)是視力值為1.0時，視標(biāo)高度的計算公式， 式(2)是視力值不為1.0時，視標(biāo)高度的計算公式， 式（1)、（2)中的D為被測者與視標(biāo)顯示屏之間的視距，C為視距D下的分視角，P為視力 值;其中C通過W下公式獲得： C = C' · D (3) 式(3)中C'是D為1米時的分視角，D為被測者與視標(biāo)顯示單元之間的視距。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示優(yōu)化方法，其特征在 于:每一視標(biāo)在一次測試過程中顯示的次數(shù)至少為兩次，至多為八次，每次視標(biāo)的顯示方向 均不相同；被測者的輸入正確率K等于或者大于75%，則視標(biāo)顯示單元上顯示比當(dāng)前所顯示 的視標(biāo)的尺寸小的視標(biāo)或尺寸大的視標(biāo)或者不更換視標(biāo)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示優(yōu)化方法，其特征在于:所 述正確率K是通過W下方式獲得：(4) 式(4)中X為被測者輸入的正確信號次數(shù)，Y為被測者輸入的總次數(shù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示優(yōu)化方法，其特征在 于:所獲取的被測者的輸入信號是Kinect體感器獲得的被測者的肢體關(guān)節(jié)信號，或者是被 測者的語音信號，或者是被測者輸入的按鍵信號。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示優(yōu)化方法，其特征在于:所 獲取的被測者的輸入信號是Kinect體感器獲得的被測者的肢體關(guān)節(jié)信號，或者是被測者的 語音信號，或者是被測者輸入的按鍵信號。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于Kinect的交互式視標(biāo)顯示優(yōu)化方法，其特征在于:所 獲取的被測者的輸入信號是Kinect體感器獲得的被測者的肢體關(guān)節(jié)信號，或者是被測者的 語音信號，或者是被測者輸入的按鍵信號。
【文檔編號】A61B3/032GK106073694SQ201610581241
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月21日 公開號201610581241.9, CN 106073694 A, CN 106073694A, CN 201610581241, CN-A-106073694, CN106073694 A, CN106073694A, CN201610581241, CN201610581241.9
【發(fā)明人】洪榛, 邵茜, 屠碧琪, 馬徐峰
【申請人】浙江理工大學(xué)