基于水平运动的动态随机点立体图的立体视锐度测试方法技术

本发明专利技术涉及一种基于水平运动的动态随机点立体图的立体视锐度测试方法，包括下列步骤：素材制作与参数选择；素材呈现：在选取合适的点尺寸、点密度、运动速度参数之后，制作出不同视差、包括交叉视差、非交叉视差在内的不同呈现方式、不同开口方向的具有C型立体效果水平移动的视频形式动态随机点图；测试中素材呈现分为三部分，按照梯度下降方式，第一部分：高视差部分；第二部分：中等视差部分；第三部分：低视差部分，三个部分按次序呈现，每个部分内部随机呈现；要求被试在测试期间做出判断；数据处理：在测试期间被试做出的判断都会被收集，在测试结束之后可以提取出来，汇总数据得到被试在各个视差之下的判断正确率；对数据进行平滑样条插值拟合，每个被试的数据都可以拟合出一条正确率与视差的曲线，曲线上正确率为75％的点所对应的视差就是该被试的立体视锐度阈值。

【技术实现步骤摘要】
基于水平运动的动态随机点立体图的立体视锐度测试方法
：本专利技术涉及眼科立体视锐度测试领域。
技术介绍
：立体视觉是视觉器官对周围物体远近、深浅、高低三维空间位置的分辨感知能力，是建立在双眼同时视和融合功能基础上的独立的高级双眼视觉功能。立体视觉越好，精细判断距离的能力就越强，越容易发觉距离上的细微差别。对于汽车驾驶、精密仪器操作、航空航海等职业，良好的立体视觉是出色完成工作的重要条件。评估立体视觉采用的立体视锐度(stereoacuity)单位常用弧秒亦称角秒(arcsec，”)，其大小是通过测量双眼所能觉察的最小视差(disparity)来确定，视差的阈值越小，表明立体视锐度越好。常用的测量方式是基于偏振光镜片的立体图检测和基于红绿(或蓝)滤色片的随机点立体视检查。现今一些常用的立体视锐度测试方法存在测量精度差、易出现误差、测量范围有限等问题。例如Howard-Dolman测试(Howard-DolmanTest)，这种立体视锐度测试方法比较古老，由两根测试杆组成，两根测试杆一根位置固定不动，另外一根可以自由移动。被试使用绳索操纵移动杆直至感觉到两根移动杆在同一水平距离为止。根据两根杆在垂直方向上的距离利用公式计算视锐度。这种方法操作复杂，容易被各种外界因素干扰，因此临床使用并不方便。Frisby立体视觉测试(FrisbyStereoTest)由三组厚度不同的玻璃板进行测试，在测试过程中需要移动和翻转玻璃板，因此在临床测试不太方便。立体苍蝇测试(StereoFlyTest)采用偏振技术。测试时需要佩戴偏振光眼睛去观察与之匹配的偏振图片，测试时差分别为100”、200”、300”，测试步长较大，精度有限。TNO测试(TNOTest)采用红绿滤光片技术，图案由红色和绿色组成。被试在测试时需要佩戴红绿眼镜，基于颜色互补原理，左侧红色镜片只能看到红色图案，右侧绿色镜片只能看到绿色图案。被试在测试时需指出与单眼可见的形状所对应的红绿随机点图所呈现的立体形状。TNO测试步长较大不能得出较为准确的值，并且由于红绿眼镜透光性较差，对于立体效果的观测大打折扣。目前大部分立体测试方法常常有步长大不能够准确测试视锐度，操作不便，不适宜临床测试等问题存在。不仅如此，现今立体视觉测试大多都是静态测试，而我们日常生活、工作中往往伴随着动态观察。研究一种步长小，测量结果比较精准，能够测量动态视锐度，易于引入临床测试的动态视锐度测试方法还是有必要的。
技术实现思路
：本专利技术针对立体视锐度测试，提出了一种针对动态情况下的立体视锐度测试方法，技术方案如下：一种基于水平运动的动态随机点立体图的立体视锐度测试方法，包括下列步骤：第一步：素材制作与参数选择：1)视差计算：依据双目成像原理，计算视差与观看距离的关系；选取合适观测距离；2)素材制作：生成点尺寸、点密度、随机点图大小可控的随机点立体图对；根据3D显示器分辨率、点距参数制作适合3D显示器的图对；制作动态随机点立体图，以视频的形式或者动图的形式展示动态随机点立体图；3)参数选择：选择随机点立体图点大小、点密度范围，进行测试以选取效果最佳的随机点立体图参数，制作不同速度的随机点立体图，进行测试以选取合适的运动速度；第二步：素材呈现在选取合适的点尺寸、点密度、运动速度参数之后，制作出不同视差、包括交叉视差、非交叉视差在内的不同呈现方式、不同开口方向的具有C型立体效果水平移动的视频形式动态随机点图；测试中素材呈现分为三部分，按照梯度下降方式，第一部分：高视差部分；第二部分：中等视差部分；第三部分：低视差部分，三个部分按次序呈现，每个部分内部随机呈现；要求被试在测试期间做出判断；第三步：数据处理1)在测试期间被试做出的判断都会被收集，在测试结束之后可以提取出来，汇总数据得到被试在各个视差之下的判断正确率；2)对数据进行平滑样条插值拟合，每个被试的数据都可以拟合出一条正确率与视差的曲线，曲线上正确率为75％的点所对应的视差就是该被试的立体视锐度阈值。附图说明：通过附图(表)，可以使本专利技术的实施步骤及优点更加直观，同时使读者更容易理解本专利技术的流程与操作。图1交叉视差示意图图2非交叉视差示意图图3随机点图的不同呈现a.随机点图对(2D显示)b.随机点图在3D显示器呈现效果c.人能观测到的立体效果(人眼看到的效果)，交叉视差呈现的效果就是一个随机点组成的C浮在背景随机点图之上图4不同人拟合出的数据，a、b分别为两名测试者数据拟合出的曲线表1被试选择的RDS参数表2被试选择的DRDS参数表3立体视锐度测试结果具体实施方式：为使本专利技术的方案更加清楚明了，便于实施，以便于更加凸显本专利技术的优点及目的，下面结合附图对本专利技术实施方案作进一步地详细阐述与说明。本专利技术针对立体视锐度测试，提出了一种针对动态情况下的立体视锐度测试方法——基于动态随机点图的立体视锐度测试方法。该方法通过编程产生具有“C”型立体效果的动态随机点立体图(Dynamicrandom-dotstereogram，DRDS)，“C”型具有四种开口分别是：上、下、左、右，DRDS的视差以及DRDS的观测距离经过严密计算，DRDS由3D显示器呈现，需要使用偏振式3D眼镜观测。该方法针对DRDS的参数例如：点密度、点尺寸、运动速度等因素进行研究，选取合适的参数以确保实验结果的准确性。刺激在上的呈现采用梯度下降的方法，将测试分为按照梯度变化分为三大部分，每部分呈现若干种视差大小的动态随机点立体图。在每个试次，被试需要对看到的立体效果进行判断，判断结果会在测试结束后统一收集，通过编程实现对判断结果进行分析，汇总出被试在各个视差情况下的判断正确率，使用平滑样条插值对数据进行拟合，拟合出被试的正确判断率与视差的曲线，选取正确率为75％处对应的视差作为测试结果，即为被试的动态立体视觉视锐度阈值。101：视差的计算大脑利用双眼视差提取立体视觉中的深度信息，从而形成深度感知。感知到的物体，可能出现在立体显示屏幕上，或者是显示屏幕的前面或后面，因此形成的双眼视差也被分别称为零视差(ZeroDisparity)、交叉视差(CrossedDisparity)和非交叉视差(CrossedDisparity)。如图1和图2所示：公式(1)中S为观测距离，通过公式(1)可以计算的到点A和点B的相对位移l的值，其单位为毫米。为了在matlab中编程方便，将公式(1)进行转化，如下公式所示：公式(2)中V为视差值(单位弧秒)，Δl为随机点图对中对应点移动的像素值，d1为3D显示器的点距，S为被试观测距离。测试使用的3D显示器分辨率为1920*1080px，点距为0.248mm/px，根据公式(2)，为方便编程令S＝102.3cm。102：动态随机点图参数设置有研究资料表明，随机点图的参数会影响随机点图的立体效果。针对动态随机点图，选取点尺寸、点密度、运动速度等参数进行研究，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于水平运动的动态随机点立体图的立体视锐度测试方法，包括下列步骤：/n第一步：素材制作与参数选择：/n1)视差计算：依据双目成像原理，计算视差与观看距离的关系；选取合适观测距离；/n2)素材制作：生成点尺寸、点密度、随机点图大小可控的随机点立体图对；根据3D显示器分辨率、点距参数制作适合3D显示器的图对；制作动态随机点立体图，以视频的形式或者动图的形式展示动态随机点立体图；/n3)参数选择：选择随机点立体图点大小、点密度范围，进行测试以选取效果最佳的随机点立体图参数，制作不同速度的随机点立体图，进行测试以选取合适的运动速度；/n第二步：素材呈现/n在选取合适的点尺寸、点密度、运动速度参数之后，制作出不同视差、包括交叉视差、非交叉视差在内的不同呈现方式、不同开口方向的具有C型立体效果水平移动的视频形式动态随机点图；测试中素材呈现分为三部分，按照梯度下降方式，第一部分：高视差部分；第二部分：中等视差部分；第三部分：低视差部分，三个部分按次序呈现，每个部分内部随机呈现；要求被试在测试期间做出判断；/n第三步：数据处理/n1)在测试期间被试做出的判断都会被收集，在测试结束之后可以提取出来，汇总数据得到被试在各个视差之下的判断正确率。/n2)对数据进行平滑样条插值拟合，每个被试的数据都可以拟合出一条正确率与视差的曲线，曲线上正确率为75％的点所对应的视差就是该被试的立体视锐度阈值。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于水平运动的动态随机点立体图的立体视锐度测试方法，包括下列步骤：
第一步：素材制作与参数选择：
1)视差计算：依据双目成像原理，计算视差与观看距离的关系；选取合适观测距离；
2)素材制作：生成点尺寸、点密度、随机点图大小可控的随机点立体图对；根据3D显示器分辨率、点距参数制作适合3D显示器的图对；制作动态随机点立体图，以视频的形式或者动图的形式展示动态随机点立体图；
3)参数选择：选择随机点立体图点大小、点密度范围，进行测试以选取效果最佳的随机点立体图参数，制作不同速度的随机点立体图，进行测试以选取合适的运动速度；
第二步：素材呈现
在选取合适的点尺寸、点密度、运...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈丽丽，刘志建，侯春萍，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12