一种判断用户视觉能力的方法和系统技术方案

本发明专利技术提出一种识别非注意视觉信息的方法，包括如下步骤：步骤1，呈现一组或多组视觉刺激流；步骤2，采集用户非注意视觉对应的脑电信息，脑电信息包括脑电波形图及其对应的脑部区域；步骤3，将视觉刺激流和对应的脑电波形图按时间分组；步骤4，根据用户脑电波形图判定用户的视觉能力。通过本发明专利技术的方法，从视觉高级加工层面对各种注意力不集中、或无法很好固视视觉信息、或不能主动配合视力、视野、色觉等视觉功能检测者进行视觉功能的客观检测，可以弥补现有视觉领域传统视力、视野、色觉功能检测的空白和不足。

【技术实现步骤摘要】
一种判断用户视觉能力的方法和系统
本专利技术涉及心理物理学领域，尤其涉及一种通过脑电识别非注意视觉信息的方法和系统。
技术介绍
目前，国内外尚没有能够精确识别视觉功能的方法和仪器设备，临床上所使用的方法包括视觉诱发电位(visualevokepotential，VEP)进行视觉功能检测，包括闪光VEP(flashVEP，fVEP)、图形反转VEP(patternreversalVEP，PRVEP)、扫描图形VEP(sweeppatternVEP，SPVEP)、多焦VEP(multifocalVEP，mVEP)。随着脑磁图(electricmagnetoencephalography，EMG)和功能性磁共振(functionalmagneticresonanceimage，fMRI)的出现，也有人开始用于视觉认知功能的研究中。脑认知事件相关电位(cerebraleventrelatedpotentials，c-ERPs)、事件相关频谱(event-relatedoscillations，EROs)的出现，相对于EMG和fMRI而言，给脑机接口的建立提供了更加便捷和经济的方式，但以往报道的所有方法均需要人的主观配合，在不配合的情况下难以形成有效视觉信息进行分析。(1)视力(visualacuity)相关
技术介绍
视力(亦称视敏度)是眼睛的空间辨别能力，视力检查属于心理物理学范畴，反映出的结果是由高级视中枢对刺激进行复杂处理和分析后所做出的综合判断，是在整个视觉信息加工高级中枢的参与下完成的。上世纪90年代至今，我们及国内其他学者曾建立模式翻转图像视觉诱发电位(PRVEP)脑电P100与视力相关性的回归方程，可以大概判定被试者的视力，但上述方法与视力表筛查结果并不完全一致。近年来，有研究者探索了联合应用VEP和固视性质检查方法来评估客观视力，还先后研究了PRVEP及扫描图形视觉诱发电位(SPVEP)与视力的相关性，2013年澳大利亚昆士兰大学学者通过分析信噪比以缩短VEP检测时间的技术，但都不能反映高级视中枢对视觉信息刺激进行复杂处理和分析的整个过程，无法建立视力与大脑相关性的脑机接口，且上述所有方法都需要被试者的主观配合。(2)视野(visualfield)相关
技术介绍
在实际工作中，视野被分为30°范围内的中心视野和30°以外的周围视野，其中5°范围以内称为黄斑视野，而位于5°～30°则称为旁中心区或Bjerrum区。目前已经开发出许多视野检查方法，包括短波长自动视野(short-wavelengthautomatedperimetry)、运动觉视野检查(motionperimetry)、倍频视野检查(frequencydoublingtechnology，FDT)、高通分辨(high-passresolutionperimetry)和模型辨别视野检查(patterndiscriminationperimetry)、自动瞳孔视野检查(automatedpupilperimetry)、闪烁视野检查(flickerperimetry)、微视野检查(microperimetry)等，这些检测方法有各自的优缺点，均需受试者的主观配合。有理论认为，视野c-ERPs的研究属于视觉空间注意(visual-spatialattention，VSA)中方位研究的一种，对视野刺激的反应不受人的主观意识支配，可以揭示大脑对视野信息处理的机制。(3)色觉(colorvision)相关
技术介绍
色觉功能也是视功能的重要组成部分，是由不同波长的各种可见光作用于视网膜上对红、绿和蓝色敏感的三种视锥细胞感受器，并经其将色觉信号转换为电化学信号，再经过视觉系统网络的层层投射、编码及处理，最后在大脑视觉中枢所形成的一种主观感觉。目前对色觉缺陷相关检测方法可大致分为三条途径：心理物理学的途径、分子生物学的途径和眼电生理的途径。在目前常用的定量色觉检测方法中，色觉镜检测的方法较为准确，其原理是通过受检者对特定颜色的匹配来判断其色觉状况。如Nagel色觉异常检查镜，分I、II两型。I型对红、绿色盲和红、绿色弱敏感，对红绿色弱也很有效；II型的不同之处是使用了很亮的短波长光源，此时3种色觉异常的视敏感度曲线的分布不同，因此更容易区分色觉异常的类型。其他还有如Moreland色觉镜、Besancon色觉镜、Neitz色觉镜和Pickford-Nicolson色觉镜等，但色觉镜检查的专业性较强，而且也需要被试者的主观配合。2003年，中国科学院心理研究所心理健康重点实验室与协和医院眼科联合研制出国内第一台全自动双匹配色觉检测仪，并获国家技术专利(专利批准号：ZL982074298)，此检测仪器能够精细地检测各种类型的色觉功能障碍病人，为基础理论研究、临床诊断以及从事于色觉相关的社会活动提供了新的手段，但该设备同样需要被试者的配合，无法用于建立脑机接口。虽然cVEP已经被公认为是定量检测视网膜病变造成的色觉功能障碍的方法，但针对高位视路(视交叉后)或中枢通路损害引起的色觉异常无法检测，而应用事件相关电位(ERPs)则可以检测到这种病人的脑电变化，这项研究显示出了ERPs对色觉客观检测的敏感性和全面性，本专利技术依据该理论建立色觉信息脑机接口。
技术实现思路
为克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提出一种识别非注意视觉信息的方法和系统。根据本专利技术的一个方面，提出一种识别非注意视觉信息的方法，包括如下步骤：步骤1，呈现一组或多组视觉刺激流；步骤2，采集用户非注意视觉对应的脑电信息，脑电信息包括脑电波形图及其对应的脑部区域；步骤3，将视觉刺激流和对应的脑电波形图按时间分组；步骤4，根据用户脑电波形图判定用户的视觉能力。其中，视觉刺激流为由视力视标组成的视力刺激信息、由颜色组成的色觉刺激信息或以360度不同视野范围内随机给予的单发光点组成的视野刺激信息。进一步的，视力刺激信息为朝向相同的多个连续视标中包含与连续视标大小相同、朝向不同的第一视标。视标刺激产生的脑电波包含明显的早期、中期、中晚期及晚期所有成分，具有高波幅、短潜伏期特征的脑电波形图为阈上视力曲线，表示用户能够明显看清相应的视力视标；包含早期、中期、中晚期及晚期所有成分，与阈上视力曲线相比，各成分波幅下降、潜伏期延长的脑电波形图为阈值视力曲线，表示用户刚好能看清相应的视力视标；与阈上和阈值视力曲线相比，不包含中期、中晚期及晚期成分，不包含早期成分或包含的早期成分波幅降低明显的脑电波形图为阈下视力曲线，表示用户看不清相应的视力视标。通过多组用户的脑电波形图对比，获得用户的阈值视力。进一步的，色觉刺激信息为连续多个具有第一颜色的视标中包含与所述视标大小相同、具有第二颜色、饱和度和亮度相同或减弱的第二视标。视标刺激产生的脑电包含早期、中期、中晚期及晚期所有成分的脑电波形图，表明用户能够识别第二颜色；不包含早期、中期、中晚期及晚期成分的脑电波形图，表明用户不能够辨别第二颜色；包含早期、中期、中晚期及晚期的部分成分或与能够辨别颜色的成分相比较波幅降低、潜伏期延长的脑电波形图，表明用户辨别第二颜色的能力减退；通过多组用户的脑电波形图对比，判断用户辨别第二颜色的能力是正常、色盲或色弱。进一步的，视野刺激信息为具有第一亮度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种判断用户视觉能力的方法，包括如下步骤：步骤1，呈现一组或多组视觉刺激流；步骤2，采集用户非注意视觉对应的脑电信息，所述脑电信息包括脑电波形图和所述脑电波形图对应的脑部区域；步骤3，将所述视觉刺激流和对应的脑电信息按时间分组；和步骤4，根据所述脑电信息判定用户的视觉能力。

【技术特征摘要】
1.一种判断用户视觉能力的方法，包括如下步骤：步骤1，呈现一组或多组视觉刺激流；步骤2，采集用户非注意视觉对应的脑电信息，所述脑电信息包括脑电波形图和所述脑电波形图对应的脑部区域；步骤3，将所述视觉刺激流和对应的脑电信息按时间分组；和步骤4，根据所述脑电信息判定用户的视觉能力。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤4包括：通过脑电波形图包含早期、中期、中晚期或晚期成分来判断用户的视觉能力；早期成分包括在100ms出现的正波，和之后在100-200ms出现的负波，中期成分包括在200ms出现的正波；中晚期成分包括在200-400ms出现的负波；晚期成分包括在300-700ms出现的正波。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤1中的视觉刺激流为视力刺激信息。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述视力刺激信息为朝向相同的多个连续视标中包含与所述视标大小相同、朝向不同的第一视标。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述步骤4包括：包含早期、中期、中晚期及晚期所有成分，具有高波幅、短潜伏期特征的脑电波形图为阈上视力曲线，表示用户能够看清相应的视力视标；包含早期、中期、中晚期及晚期所有成分，与所述阈上视力曲线相比，具体波幅下降、潜伏期延长的脑电波形图为阈值视力曲线，表示用户刚好能看清相应的视力视标；与所述阈上视力曲线和阈值视力曲线相比，不包含中期、中晚期及晚期成分，不包含早期成分或早期成分波幅降低明显的脑电波形图为阈下视力曲线，表示用户看不清相应的视力视标；以及通过多组用户的脑电波形图对比，获得用户的阈值视力。6.根据权利要求2所述的方法，其中，所述步骤1中的视觉刺激流为色觉刺激信息。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述色觉刺激信息为连续多个具有第一颜色的视标中插入与所述视标大小相同、具有第二颜色、饱和度和亮度相同或减弱的第二视标。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述步骤4包括：包含早期、中期、中晚期及晚期所有成分的脑电波形图，表明用户能够识别所述第二颜色；不...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈溪萍，陶陆阳，
申请(专利权)人：苏州维视诺电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32