一种近视屈光度的测量系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种近视屈光度的测量系统，其特征在于：包括图像获取模块、图像处理模块和计算模块；图像获取模块用于获取消费者远点的面部图像；图像处理模块用于获取远点面部图像中虹膜的像上直径；计算模块用于获取近视屈光度。本发明专利技术中，近视屈光度可由用户自行测量出结果，也可以由眼镜店测量出结果，避免了传统配镜过程中插片试戴时的消费者的主观因素的影响，简化了配制眼镜的过程，使每个消费者都可以清晰的掌握近视度数的变化，在软件提供的饮食、生活等方面的建议下进行眼睛的保健。

A system and method for measuring myopia diopter

The invention relates to a myopic diopter measurement system, which is characterized in that the image acquisition module, the image processing module and the calculation module are included; the image acquisition module is used to acquire the face image of the distant point of the consumer; the image processing module is used to acquire the iris image diameter of the distant point of the face image; and the calculation module is used to acquire the iris image. Myopia diopter. In the invention, the myopic diopter can be measured by the user himself or by the spectacle shop, thus avoiding the influence of the subjective factors of the consumers when the insert is tried on in the traditional spectacle matching process, simplifying the process of preparing the spectacles, so that each consumer can clearly grasp the change of the myopic diopter, and in the software Provide advice on diet, life and other aspects of eye care.

【技术实现步骤摘要】
一种近视屈光度的测量系统及方法优先权说明本专利技术的权利要求1的技术方案要求了于2017年4月28日向中国国家知识产权局专利局提交的申请号为2017102931321的专利技术专利申请的说明书具体实施方案中的内容；本专利技术的权利要求2的技术方案要求了于2017年4月28日向中国国家知识产权局专利局提交的申请号为2017102931321的专利技术专利申请的权利要求1技术方案的优先权；
本专利技术属于近视屈光度检测
，尤其是一种近视屈光度的测量系统及方法。
技术介绍
眼球在调节静止的状态下，来自5米以外的平行光线经过眼的屈光后，焦点恰好落在视网膜上，能形成清晰的像，具有这种屈光状态的眼称为正视眼，当焦点落在视网膜前，不能准确的在视网膜上形成清晰的像被称为轴性近视，其看近距离目标时清晰，而看远距离目标时模糊，近视眼的度数也被称为近视屈光度。在视力矫正中，最常用的方法是配制合适度数的近视眼镜，佩戴近视眼镜后，眼镜中的凹透镜使平行光线的焦点后移，在视网膜上生成清晰的像，达到矫正近视的目的。在眼镜配制过程中最重要的是验光，其以正视眼状态为标准，测出受检眼与正视眼间的聚散差异程度，常用的设备为验光仪，该设备在临床工作中占据了很重要的地位，相对于传统的视网膜检影方法的效率低下及操作繁杂，验光仪采用红外、电子、计算机等技术手段检查光线入射眼球后的聚焦情况，具有测量速度快、使用方便的优点，但在实际使用中发现，验光仪还是存在一些问题：1.验光仪为专用硬件，需要聘请专业的验光师，由其在测量时逐步进行操作，完成近视屈光度的测量，一般的用户很难专门购买价格高昂的验光仪，而且也无法获得验光操作的专业培训；2.验光仪的准确性受到很多因素的影响，比如：消费者头眼配合不好、注视眼光不集中、消费者过于紧张等都会造成较大的误差，所以验光仪作为眼镜配制的唯一根据是不妥的；3.验光仪仅能测量出近视屈光度的大致情况，对了解消费者屈光程度提供参考，验光师最终还是要根据消费者的主观感受进行插片试戴以确定合适的度数。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供操作简便、无需复杂验光设备、无需专业知识即可以随时、随地了解自身近视屈光度状态的一种近视屈光度的测量系统。本专利技术采取的技术方案是：一种近视屈光度的测量系统，其特征在于：包括图像获取模块、图像处理模块和计算模块；图像获取模块用于获取消费者远点的面部图像；图像处理模块用于获取远点面部图像中虹膜的像上直径；计算模块用于获取近视屈光度。本专利技术的另一个目的是提供一种近视屈光度的测量系统及方法，其特征在于：测量过程包括以下步骤：⑴使带有摄像头的终端移动并由远及近靠近消费者的面部，消费者单眼裸眼观察终端设置的视标，当消费者刚刚看到清晰的视标时，摄像头获取消费者远点面部图像；⑵计算出远点面部图像中虹膜的像上直径；根据虹膜的像上直径计算出人眼至屏幕的视距；根据远点面部图像对应的视距计算出近视屈光度。而且，所述视距为消费者单眼的虹膜中心到视标的垂直距离，通过曲线查值法或公式计算法得到。而且，建立曲线的过程是：⑴预先制作消费者面部图像的虹膜的像上直径和实际测量的视距之间的样本表，由像上直径与消费者面部图像宽度的比值求出比例尺；⑵建立实际测量的视距为横坐标、比例尺为纵坐标的坐标系；⑶根据样本表在坐标系内绘制曲线。而且，查值的过程是：⑴用计算出的像上直径除以人的脸部图像的宽度得出比例尺的数值；⑵根据比例尺的数值在曲线上查找横坐标对应的视距的数值。而且，所述公式计算法使用如下公式：其中，Y为距离，K取值为1.5±0.2，W为面部图像宽度的像素值，D为虹膜的像上直径。而且，所述虹膜的像上直径的计算过程包括以下步骤：⑴对面部图像进行颜色空间转换处理，获得灰度图像；⑵对步骤⑴的结果进行直方图均衡化处理；⑶对步骤⑵的结果进行人眼区域的分类器定位；⑷对步骤⑶的结果进行二值化处理；⑸对步骤⑷的结果进行霍夫圆变换处理，得出虹膜中心及虹膜的像上直径。而且，所述近视屈光度的计算方法是：近视屈光度＝-(1/远点面部图像对应的视距)。本专利技术的优点和积极效果是：1.本系统中，消费者仅需一部带有前置摄像头的手机、平板电脑等终端，通过一定的操作步骤完成图像的获取，剩下的计算部分由软件完成，最终在显示屏上显示出近视屈光度的状态信息，消费者无需购买昂贵的验光设备，也无需经过专业的验光培训，可随时随地了解自身的近视屈光度的状态。2.本系统中，消费者在工作、生活、购物、排队等任何环境中都可以进行近视屈光度的测量，只要摄像头能够正常的获取脸部图像并计算出瞳孔反光点，就可以得到准确的近视屈光度，而且测量简便、效率高，改变了传统配镜时大部分时间花费在插片调整中的情况。3.本系统中，消费者可以在不同的时间、不同的地点进行近视屈光度的测量，避免了传统配镜过程中，消费者只能在眼镜店进行单次验光而产生的误差，消费者可在眼睛处于不同疲劳状态时进行多次测量，由软件进行统计计算，得出近视屈光度的平均值，该平均值可作为配镜的依据。4.本专利技术中，近视屈光度可由用户自行测量出结果，也可以由眼镜店测量出结果，避免了传统配镜过程中插片试戴时的消费者的主观因素的影响，简化了配制眼镜的过程，使每个消费者都可以清晰的掌握近视度数的变化，在软件提供的饮食、生活等方面的建议下进行眼睛的保健。附图说明图1(a)、(b)分别是本专利技术的远点脸部图像的视距以及近点脸部图像的视距的测试原理图；图2是预先测量的部分样本表；图3是根据图2样本绘制的视距与比例尺关系的曲线；图4是根据图2样本绘制的视距与虹膜的像上直径关系的曲线；图5为视标的示意图。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本专利技术的保护范围。一种近视屈光度的测量系统，如图1～5所示，本专利技术的创新在于：包括摄像头、图像处理计算模块；所述摄像头用于获取消费者的远点面部图像；所述图像处理计算模块用于获取远点面部图像中虹膜的像上直径，并根据像上直径计算近视屈光度。上述系统工作时使用的方法包括以下步骤：⑴使带有摄像头的终端移动并由远及近靠近消费者的面部，消费者单眼裸眼观察终端设置的视标，当消费者刚刚看到清晰的视标时，摄像头获取消费者远点面部图像；⑵计算出远点面部图像中虹膜的像上直径；根据虹膜的像上直径计算出人眼至屏幕的视距；根据远点面部图像对应的视距计算出近视屈光度。更优选的是，首先在步骤⑴和⑵之间加入眼睛类型的判断，以确定是否进行近视屈光度的相关数据的计算，眼睛类型的判断包括：近点面部图像的获取、计算出近点面部图像中虹膜的像上直径、根据近点面部图像对应的视距计算出调整屈光度和根据调整屈光度与调节幅度的关系判断眼睛状态。近点面部图像的获取是：使带有摄像头的终端移动并由近及远远离消费者的面部，消费者用裸眼观察终端设置的视标，当消费者刚刚看到清晰的视标时，摄像头获取消费者近点面部图像。根据调整屈光度与调节幅度的关系判断眼睛状态；调整屈光度的计算方法是：调整屈光度＝-(1/近点面部图像对应的视距)。Hofstetter(霍夫斯蒂特)提出的年龄与调节幅度关系的经验公式：调节幅度＝15-0.25×年龄眼睛状态的屈光度＝调整屈光度+调节幅度当调整屈光度和调节幅度之和为零时，眼睛为正视眼，退出测量过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近视屈光度的测量系统，其特征在于：包括摄像头、图像处理计算模块；所述摄像头用于获取消费者的远点面部图像；所述图像处理计算模块用于获取远点面部图像中虹膜的像上直径，并根据像上直径计算近视屈光度。

【技术特征摘要】
2017.04.28 CN 20171029313211.一种近视屈光度的测量系统，其特征在于：包括摄像头、图像处理计算模块；所述摄像头用于获取消费者的远点面部图像；所述图像处理计算模块用于获取远点面部图像中虹膜的像上直径，并根据像上直径计算近视屈光度。2.根据权利要求1所述的一种近视屈光度的测量系统的测量方法，其特征在于：测量过程包括以下步骤：⑴使带有摄像头的终端移动并由远及近靠近消费者的面部，消费者单眼裸眼观察终端设置的视标，当消费者刚刚看到清晰的视标时，摄像头获取消费者远点面部图像；⑵计算出远点面部图像中虹膜的像上直径；根据虹膜的像上直径计算出人眼至屏幕的视距；根据远点面部图像对应的视距计算出近视屈光度。3.根据权利要求2所述的一种近视屈光度的测量方法，其特征在于：所述视距为消费者单眼的虹膜中心到视标的垂直距离，通过曲线查值法或公式计算法得到。4.根据权利要求3所述的一种近视屈光度的测量方法，其特征在于：建立曲线的过程是：⑴预先制作消费者面部图像的虹膜的像上直径和实际测量的视距之间的样本表，由像上直径与消费者面部图像宽度的比值求出比例尺；⑵建立实际测量的视距为横坐标、比例尺为纵坐标的坐标系；⑶根据样本表在坐标系内绘制曲线。5.根据权利要求3或4所述的一种近视屈光度的测量方法，其特征在于：查值的过程是：⑴用计算出的像上直径除以人的脸部图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎辉，高仁福，
申请(专利权)人：分界线天津网络技术有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12