一种基于眼动追踪的对比敏感度测量方法及设备技术

本发明专利技术提供了一种基于眼动追踪的对比敏感度测量方法及设备，方法包括：基于受检者的眼部基本信息设置预设视标的基本参数，并选定受检者的被测眼；依次对被测眼进行m次视标测试；通过眼动追踪设备记录被测眼在每次视标测试中的注视参数；对比第K次视标测试中光栅视标的位置信息与注视参数是否一致，并借助预设预测模型预测每个空间频率的对比度阈值，完成第K次对比敏感度参数的更新；基于第m次更新的对比敏感度参数拟合对比敏感度函数曲线，构建该被测眼的对比敏感度函数。本方案基于眼动追踪技术实现自适应测量，无需与受检者互动，即可准确、客观、高效的实现人眼对比敏感度测量。高效的实现人眼对比敏感度测量。高效的实现人眼对比敏感度测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于眼动追踪的对比敏感度测量方法及设备


[0001]本专利技术涉及视觉系统处理领域，特别涉及一种基于眼动追踪的对比敏感度测量方法及设备。

技术介绍

[0002]在临床上，视觉系统的空间频率分辨力通常以视锐度（visual acuity，VA）来确定，但视锐度多数是在高对比度下测量，并不能全面地反应视功能情况。同时，越来越多研究发现对比敏感度作为视功能检查的一部分对于很多疾病有更早期的预测价值，并且视觉系统的对比敏感度可独立受到损害而视力尚保持良好，此时患者往往会察觉到生活质量受到影响，但普通的视力检查却通常无明显异常。因此，准确、及时和早期发现对比敏感度的异常对临床诊断有重要意义。
[0003]传统视觉对比敏感度测量依赖于受检者理解测量过程并能够和检查者互动，做出可靠的反应，但对于学龄前的婴幼儿及行动、言语不便的受检者，这一过程往往受到很大限制，导致测量难以开展以及不准确等问题。因此，近几十年来有很多研究也致力于探索适用于婴幼儿及行动言语不便人群的视功能检查方法。
[0004]视动性眼颤（OptoKinetic Nystagmus，OKN）是目前较常用的用于6个月以下的婴幼儿的方法之一，该方法是根据人眼在追随一个移动物体时出现的不自主的眼球颤动。检查者通过观察受检者的视动性眼颤来判断被检眼是否可以看到某一空间频率的条栅。
[0005]优先注视（Preferential looKing，PL）是心理物理学家在1963年发现的婴幼儿的观察模式，即婴儿喜欢注视有图像的画面,而不喜欢注视均匀的空白画面。根据这一特点，有学者将各种不同宽度的黑白条纹与相对空白的画面同时呈现在婴儿眼前,根据婴儿的注视行为及头部运动情况即可测出婴儿的PL视力，称为优先注视法。
[0006]这些方法均可对婴幼儿视功能进行定性或者粗略的定量判断，但目前还没有较精确的、准确的定量测量方法。另外，不论是视动性眼颤法，还是优先注视法，都依赖检查者较丰富的经验及准确的判断，因此对受检者眼部基础疾病情况的认识及检查者的判断都会影响检查结果。
[0007]传统的对比敏感度测量方法是根据心理物理学方法测量可察觉到的对比度阈值，用这个方法需要采用不同空间频率下一系列不同对比度级别的图像或测试图标进行测试，并向受检者依次显示这些图表，让受检者做出两者选一的强迫选择。然后根据至少4个空间频率的对比度阈值求出对比敏感度并拟合出一条对比敏感度函数（contrast sensitivity function，CSF），故至少需要60分钟才能完成一只被检眼的CSF测量。正是因为这样冗长的测试过程会引起视疲劳导致测量偏差，因此这些测量在临床环境中难以大规模展开，而对于婴幼儿更是难以完成的。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术提出了一种基于眼动追踪的对比敏感度测量方法及设备，具体
方案如下：有益效果：本专利技术提供了一种基于眼动追踪的对比敏感度测量方法及设备，基于眼动追踪技术实现自适应测量，无需与受检者互动，即可准确、客观、高效的实现对比敏感度测量。将眼球追踪技术和自适应算法融入对比敏感度函数测量中，既可以大大推进原本难以在临床开展的对比敏感度函数检查，又可以在婴幼儿等行动、言语不便的患者上开展，借助对比敏感度函数对患者的视功能情况有更全面、准确的认识，并指导进一步治疗方式的选择。
附图说明
[0009]图1为本专利技术实施例的测量方法流程图；图2为本专利技术实施例的测量方法原理示意图；图3为本专利技术实施例的测量算法流程示意图；图4为本专利技术实施例的测量设备模块示意图。
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0011]附图标记：1
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眼动模块；2
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显示模块；3
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测试模块；4
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算法模块。
具体实施方式
[0012]在下文中，将更全面地描述本专利技术公开的各种实施例。本专利技术公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本专利技术公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本专利技术公开理解为涵盖落入本专利技术公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。
[0013]在本专利技术公开的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本专利技术公开的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本专利技术公开的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关
中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本专利技术公开的各种实施例中被清楚地限定。
[0014]实施例1本专利技术实施例1公开了一种基于眼动追踪的对比敏感度测量方法，能够准确、客观、高效的实现人眼对比敏感度测量。测量方法流程图如说明书附图1所示，具体方案如下：一种基于眼动追踪的对比敏感度测量方法，包括如下步骤：101、基于受检者的眼部基本信息设置预设视标的基本参数，并选定受检者的被测眼，并对受检者进行人眼校准及定位，；102、依次对被测眼进行m次视标测试；在每次视标测试中，显示屏的预设区域内会随机出现光栅视标，光栅视标参数包括空间频率和对比度；
103、通过眼动追踪设备记录被测眼在每次视标测试中的注视参数；104、对比第K次视标测试中光栅视标的位置信息与注视参数是否一致，得到关于被测眼对光栅视标可见性的反馈应答，将光栅视标的空间频率、对比度及对应的反馈应答作为第K次视标测试的测试结果并记入到输入图中；其中，K=1,2,3
……
m；m为大于2的自然数；105、结合第K次视标测试的输入图和第K
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1次视标测试的测试图，得到包含K次视标测试测试结果的第K次视标测试的测试图，并借助预设预测模型预测每个空间频率的对比度阈值，完成第K次对比敏感度参数的更新；当K=1时，则无需融合测试图，直接将输入图作为测试图；106、基于第m次更新的对比敏感度参数拟合对比敏感度函数曲线，构建该被测眼的对比敏感度函数。
[0015]本实施例的方案基于眼动追踪技术实现自适应的对人眼对比敏感度函数测量，对比敏感度测量更加准确、客观、高效。将眼球追踪技术和自适应算法融入对比敏感度函数测量中，既可以大大推进原本难以在临床开展的对比敏感度检查，又可以在婴幼儿等行动言语不便的受检者上开展，可以对患者的视功能情况有更全面、准确的认识，解决长期困扰临床医生的问题，并指导进一步治疗方式的选择，长期监测诊治疗效。
[0016]具体地，基于受检者的眼部基本信息设置预设视标的基本参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于眼动追踪的对比敏感度测量方法，其特征在于，包括如下：基于受检者的眼部基本信息设置预设视标的基本参数，对受检者进行人眼校准及定位，并选定受检者的被测眼；依次对被测眼进行m次视标测试；在每次视标测试中，显示屏的预设区域内会随机出现光栅视标，光栅视标参数包括空间频率和对比度；通过眼动追踪设备记录被测眼在每次视标测试中的注视参数；对比第K次视标测试中光栅视标的位置信息与注视参数是否一致，得到关于被测眼对光栅视标可见性的反馈应答，将光栅视标的空间频率、对比度及对应的反馈应答作为第K次视标测试的测试结果并记入到输入图中；其中，K=1,2,3
……
m；m为大于2的自然数；结合第K次视标测试的输入图和第K
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1次视标测试的测试图，得到包含K次视标测试测试结果的第K次视标测试的测试图，并借助预设预测模型预测每个空间频率的对比度阈值，完成第K次对比敏感度参数的更新；基于第m次更新的对比敏感度参数拟合对比敏感度函数曲线，通过空间频率和对比度反映光栅视标在对比敏感度函数曲线中的坐标位置，构建该被测眼的对比敏感度函数。2.根据权利要求1所述的对比敏感度测量方法，其特征在于，所述输入图中的每个像素代表一组空间频率和对比度组合；所述输入图中包括三种颜色取值，分别代表可见取值、不可见取值和未测试取值；每当一个测试结果计入到输入图中，该测试结果对应像素的颜色取值由未测试取值变为可见取值或不可见取值；其中，可见取值表示被测眼的注视参数与光栅视标的位置信息相一致。3.根据权利要求1所述的对比敏感度测量方法，其特征在于，对比度阈值的获取过程包括：将第K次视标测试的测试图输入到预测模型中预设的第一预测模块中，通过所述第一预测模块预测每个空间频率下的所有对比度的阈值概率，且每个空间频率的所有对比度阈值概率之和为1；将每个空间频率下阈值概率最高的对比度作为该空间频率的对比度阈值；其中，每个空间频率下的对比度阈值即为一个正好划分开此空间频率下可见对比度区域与不可见对比度区域的对比度。4.根据权利要求1所述的对比敏感度测量方法，其特征在于，将对比度的阈值概率以及第K次视标测试的测试图输入到预测模型中预设的第二预测模块中，通过所述第二预测模块预测像素的推荐峰度，推荐峰度代表像素被推荐的概率；基于推荐峰度选取像素，将该像素对应的空间频率和对比度作为第K+1次视标测试中的光栅视标参数。5.根据权利要求4所述的对比敏感度测量方法，其特征在于，基于所述推荐峰度图选取像素的原则包括：像素与所有空间频率的对比度阈值之间的最小欧式距离小于预设距离1；或，根据对比度阈值的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李劲嵘，何尧，谢志，封檑，
申请(专利权)人：中山大学中山眼科中心，
类型：发明
国别省市：