一种基于立体显示的中央眼测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于立体显示的中央眼测试系统及方法，包括以下步骤，(1)计算机系统产生标准图像PS、PS’和测试图像Pt；(2)计算机系统接收当前呈现的测试图像Pt与标准图像PS是否在同一视角的判断结果，并根据判断结果计算测试图像Pt和标准图像PS的对齐位置P1；(3)计算机系统接收当前呈现的测试图像Pt与标准图像PS’是否在同一视角的判断结果，并根据判断结果计算测试图像Pt和标准图像PS’的对齐位置P2；(4)计算机系统获取标准图像PS所在位置和对齐位置P1两者所在直线L1、标准图像PS’所在位置和对齐位置P2两者所在直线L2，直线L1和直线L2的交点为所述受测者的中央眼位置。满足中央眼测试的精度要求，确保中央眼测试结果的可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于立体显示的中央眼测试系统及方法
本专利技术涉及一种基于立体显示的中央眼测试系统及其测试方法。
技术介绍
当人的两眼同时注视一个物体时，感知为单一物象的视觉过程叫做双眼视觉。双眼视觉功能除了要求人眼组织结构发育完善之外，还受一系列极为精致、灵活和协调的生理机能所统辖。有了双眼视觉，人类不仅能够获得物体的形状、大小和颜色的概念，还能获得物体的空间方向概念，能够正确地判断自身与客观环境之间的相对位置关系。判断自身与客观环境之间的相对位置关系的依据不是左眼或右眼，而是把两只眼睛看成是一个器官，用一个假想的眼睛来代表这个器官，这个假想的眼睛叫做中央眼，它位于两眼的中央位置附近偏后1到2厘米。中央眼是我们进行视觉空间定向的重要依据，也称为自我中心(Egocenter)，我们是依靠基于中央眼的视觉方向来确定客观环境中的物体与自身的相对空间位置(参考双目视觉空间定向理论Hering,E.Spatialsenseandmovementsoftheeye,1942)。和人的左右手类似，人的两眼功能也有可能存在差异。在某方面功能更强的左眼或右眼通常称为相应功能定义下的主导眼。中央眼的位置是主导眼在立体视觉空间定位方面的具体体现。在两眼视觉定位功能完美平衡的情况下，中央眼位置在双眼连线方向的坐标刚好在双眼正中央，如果某只眼睛的视觉定位功能更占优势，中央眼位置在双眼连线方向的坐标就会向该眼睛一方偏移，偏移量与优势程度成正比(参考Barbeito,R.&Ono,H.Fourmethodsoflocatingtheegocenter:Acomparisonoftheirpredictivevaliditiesandreliabilities.Behav.Res.MethodsInstrum.11,1–6,1979)，中央眼的位置存在个体差异。Howard和Templeton提出了利用长杆指出方向的方法确定中央眼的位置(Howard,IanP.,Templeton,W.B.HumanSpatialOrientation.Oxford,England:JohnWiley,1966)。受测者首先要注视长杆的最前端，然后旋转长杆直到认为长杆是刚好直接指向自己的。这时长杆所在的直线经过中央眼的位置。两个不同视角的测试可以确定两个角度的直线，这两条直线的交点就是中央眼的位置。除了Howard和Templeton的方法外，传统方法中还有几种其他方法测量中央眼位置。Barbeito,R.和Ono,H比较了四种方法后发现Howard和Templeton的方法最直接且重复性和可靠性最好。尽管Howard和Templeton提出的方法在传统中央眼测试方法中可靠性最好，但是还是逃脱不了传统方法的缺陷。首先，传统测试方法对测试设置的精度要求非常高，中央眼的位置通常在双眼的中间位置附近，根据Barbeito,R.和Ono,H的实验结果，在双眼连线方向上14人的平均结果是中央眼偏向右眼0.28cm，测量精度在0.1毫米，对实验设置的精度要求很高。其次，对于普通受测者来说任务要求过高，普通受测者可能很难理解具体该如何操作，同时，一次操作就确定结果可能造成比较大的测量误差。也是因为这些问题，如今的很多涉及中央眼的科学研究中，直接将双眼的中央位置认为是中央眼的位置，忽略了个体的差异。而在虚拟现实等技术中，基于中央眼位空间定位的个体差异对人机互动会产生不可忽略的影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于立体显示的中央眼测试方法，满足中央眼测试的精度要求，确保中央眼测试结果的可靠性和稳定性，具有设置和操作简单、可靠性和稳定性高的特点，可以用于中央眼相关的科学研究以及工程领域的应用。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于立体显示的中央眼测试方法，包括以下步骤：(1)计算机系统根据受测者的瞳距和观测距离产生标准图像PS、PS’和测试图像Pt；标准图像PS和标准图像PS’均呈现在显示器平面上、且标准图像PS和标准图像PS’两者对称分布在显示器中心的两侧；测试图像Pt呈现在显示器屏前位置；(2)计算机系统接收当前呈现的测试图像Pt与标准图像PS是否在同一视角的判断结果，并根据接收到的判断结果拟合计算测试图像Pt和标准图像PS的对齐位置P1；(3)计算机系统接收当前呈现的测试图像Pt与标准图像PS’是否在同一视角的判断结果，并根据接收到的判断结果拟合计算测试图像Pt和标准图像PS’的对齐位置P2；(4)计算机系统获取标准图像PS所在位置和对齐位置P1两者所在直线L1、标准图像PS’所在位置和对齐位置P2两者所在直线L2，直线L1和直线L2的交点为所述受测者的中央眼位置。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括先前已经呈现的所有测试图像与标准图像是否在同一视角的判断结果决定下一个测试图像呈现的位置。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括当前呈现的测试图像与标准图像不在同一视角时，下一个测试图像呈现的位置向先前已经呈现的被判断为与标准图像在同一视角的所有测试图像的平均位置靠近1～3个步长；当前呈现的测试图像与标准图像在同一视角时，下一个测试图像呈现的位置远离或者靠近先前已经呈现的被判断为与标准图像在同一视角的所有测试图像的平均位置移动1～5个步长。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括当前呈现的测试图像与标准图像不在同一视角时，下一个测试图像的呈现位置以相同的概率远离或者靠近先前已经呈现的被判断为与标准图像在同一视角的所有测试图像的平均位置移动1～5个步长。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述标准图像和测试图像为垂直方向上的长条状图像，且所述标准图像和测试图像在垂直方向的不同高度上分离显示。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括计算机系统按照步骤(2)获取测试图像在标准图像下方时的P1位置；计算机系统按照步骤(3)获取测试图像在标准图像下方时的P2位置；计算机系统按照步骤(2)获取测试图像在标准图像上方时的P1位置；计算机系统按照步骤(3)获取测试图像在标准图像上方时的P2位置；计算机系统取测试图像在标准图像下方时的P1位置和测试图像在标准图像上方时的P1位置的平均值计算机系统取测试图像在标准图像下方时的P2位置位置和测试图像在标准图像上方时的P2位置的平均值计算机系统获取标准图像PS所在位置和位置两者所在直线L1、标准图像PS’所在位置和位置两者所在直线L2，直线L1和直线L2的交点为所述受测者的中央眼位置。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括对应每个所述标准图像，所述计算机系统均产生100～500个测试图像。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括以受测者双眼所在直线为X轴、受测者双眼中心为原点、穿入显示器屏幕方向为Y轴建立XOY坐标系，所述标准图像PS在XOY坐标系中的视角为-γ，所述标准图像PS’在XOY坐标系中的视角为+γ，γ为10°～20°。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于立体显示的中央眼测试系统，包括定位架、显示器、计算机系统和判断单元；所述定位架用于定位受测者，使得受测者的眼部正对显示器的中心位置；所述计算机系统用于产生标准图像和测试图像，并根据判断单元反馈的判断结果计算受测者的中央眼位置；所述判断单元用于受测者根据测试任务给出相应的判断，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于立体显示的中央眼测试方法，其特征在于：包括以下步骤，(1)计算机系统根据受测者的瞳距和观测距离产生标准图像PS、PS’和测试图像Pt；标准图像PS和标准图像PS’均呈现在显示器平面上、且标准图像PS和标准图像PS’两者对称分布在显示器中心的两侧；测试图像Pt呈现在显示器屏前位置；(2)计算机系统接收当前呈现的测试图像Pt与标准图像PS是否在同一视角的判断结果，并根据接收到的判断结果拟合计算测试图像Pt和标准图像PS的对齐位置P1；(3)计算机系统接收当前呈现的测试图像Pt与标准图像PS’是否在同一视角的判断结果，并根据接收到的判断结果拟合计算测试图像Pt和标准图像PS’的对齐位置P2；(4)计算机系统获取标准图像PS所在位置和对齐位置P1两者所在直线L1、标准图像PS’所在位置和对齐位置P2两者所在直线L2，直线L1和直线L2的交点为所述受测者的中央眼位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于立体显示的中央眼测试方法，其特征在于：包括以下步骤，(1)计算机系统根据受测者的瞳距和观测距离产生标准图像PS、PS’和测试图像Pt；标准图像PS和标准图像PS’均呈现在显示器平面上、且标准图像PS和标准图像PS’两者对称分布在显示器中心的两侧；测试图像Pt呈现在显示器屏前位置；(2)计算机系统接收当前呈现的测试图像Pt与标准图像PS是否在同一视角的判断结果，并根据接收到的判断结果拟合计算测试图像Pt和标准图像PS的对齐位置P1；(3)计算机系统接收当前呈现的测试图像Pt与标准图像PS’是否在同一视角的判断结果，并根据接收到的判断结果拟合计算测试图像Pt和标准图像PS’的对齐位置P2；(4)计算机系统获取标准图像PS所在位置和对齐位置P1两者所在直线L1、标准图像PS’所在位置和对齐位置P2两者所在直线L2，直线L1和直线L2的交点为所述受测者的中央眼位置。2.如权利要求1所述的一种基于立体显示的中央眼测试方法，其特征在于：先前已经呈现的所有测试图像与标准图像是否在同一视角的判断结果决定下一个测试图像呈现的位置。3.如权利要求2所述的一种基于立体显示的中央眼测试方法，其特征在于：当前呈现的测试图像与标准图像不在同一视角时，下一个测试图像呈现的位置向先前已经呈现的被判断为与标准图像在同一视角的所有测试图像的平均位置靠近1～3个步长；当前呈现的测试图像与标准图像在同一视角时，下一个测试图像呈现的位置远离或者靠近先前已经呈现的被判断为与标准图像在同一视角的所有测试图像的平均位置移动1～5个步长。4.如权利要求3所述的一种基于立体显示的中央眼测试方法，其特征在于：当前呈现的测试图像与标准图像不在同一视角时，下一个测试图像的呈现位置以相同的概率远离或者靠近先前已经呈现的被判断为与标准图像在同一视角的所有测试图像的平均位置移动1～5个步长。5.如权利要求1所述的一种基于立体显示的中央眼测试方法，其特征在于：所述标准图像和测试图像为垂直方向上的长条状图像，且所述标准图像和测试图像在垂直方向的不同高度上分离显示。6.如权利要求5所述的一种基于立体显示的中央眼测试方法，其特征在于：计算机系统按照步骤(2)获取测试图像在标准图像下方时的P1位置；计算机系统按照步骤(3)获取测试图像在标准图像下方时的P2位置；计算机系统按照步骤(2)获取测试图像在标准图像上方时的P1位置；计算机系统按照步骤(3)获取测试图像在标准图像上方时的...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏振平，程成，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32