屈光度检测方法和设备与流程

本发明涉及医疗数据分析领域，具体涉及一种屈光度检测方法和设备。

背景技术

随着现代经济的发展，教育的进步，各种智能设备的普及，近视的人数逐年增多，而且不断向低龄化发展，所以低成本的，可以普及的近视诊断方法重要性不言而喻，尤其是对于青少年而言。

通常，在眼科医院和配镜中心，验光师可以利用专业的设备，通过测量屈光度判断人眼球是否近视及近视度数。但是，一般情况下，人们是在发现眼睛出现问题的时候才决定去专业的机构去验光。单针对近视而言。我们知道如果不是先天近视，青少年由于疲劳用眼，经常近距离用眼，会先导致假性近视，进一步发展为真近视。假性近视是可以通过现代医学手段进行恢复的。而近视只能通过佩戴眼镜，或手术治疗。所以如果有方法可以让青少年平时就可以方便的检测是否近视，对于预防青少年近视的意义是巨大的。同时，经常测量屈光度也可以帮助已经近视的人控制近视的发展。

现有的屈光度检测方式有三种，即主觉验光、检影验光和电脑验光。准确程度依次递减。在医院或配镜中心，通常用电脑验光初检，主觉验光确定实际的屈光度。下面分别对三种方法进行简要介绍。

主觉验光利用一系列不同屈光度的透镜，在病人的配合下，反复尝试不同屈光度的透镜，使得病人通过透镜恢复正常的视觉敏度。主觉验光需要配合视力表使用，病人需要和视力表保持一定距离，具体数值取决于视力表和计算方法，通常为六米，而且房间的光线要舒适。

检影法是用检影镜将一束光线投射到患者眼屈光系统直达视网膜，再由视网膜的反射光抵达检影镜，穿过检影镜窥孔(简称检影孔)，被验光师观察到。这视网膜反射光即“红光反射”，是检影分析的主要依据。患者屈光状态不同，其由红光反射而形成的顺动、逆动也不同。验光师分析这不同的影动，在标准镜片箱中取出相应镜片来消解影动，直到找到中和点。用来找到中和点的标准镜片与患者的屈光状态密切相关。检影法又称视网膜检影法，检影镜又称视网膜镜。

电脑验光属于客观验光法，其原理与视网膜检影法基本相同，采用红外线光源及自动雾视装置达到放松眼球调节的目的，采用光电技术及自动控制技术检查屈光度。

现有的三种方式的共同特征为：需要专门的设备，需要专业人士辅助。由此可见，现有的屈光度检测方式便利性较差。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种屈光度检测方法，包括：

在设备屏幕上呈现第一图像；

响应外界操作而获取被测者与所述设备屏幕的距离；

根据所述距离确定被测者的屈光度。

可选地，所述响应外界操作而获取被测者与所述设备屏幕的距离，包括：

响应外界操作而控制位于所述屏幕处的双目摄像装置拍摄第二图像和第三图像；

根据双目摄像装置的参数和所述第二图像和第三图像的内容确定被测者与所述设备屏幕的距离。

可选地，所述根据双目摄像装置的参数和所述第二图像的内容确定被测者与所述设备屏幕的距离，包括：

分别从所述第二图像和第三图像中识别被测者的目标影像；

分别确定所述目标影像在所述第二图像和第三图像中的位置；

根据所述位置和所述双目摄像装置的参数确定被测者与所述设备屏幕的距离。

可选地，利用下式确定被测者的屈光度d：

其中l为所述双目摄像装置的两个摄像头的间距，f1和f2为所述双目摄像装置的参数，d1是所述第二图像中的被测者面部目标影像与所述第二图像的中心的距离、d2是所述第三图像中的被测者面部目标影像与所述第三图像的中心的距离。

可选地，所述响应外界操作而获取被测者与所述设备屏幕的距离，包括：

响应外界操作而控制电磁波测距装置发射电磁波并接收反射的电磁波；

根据发射的电磁波和反射的电磁波确定被测者与所述设备屏幕的距离。

可选地，利用下式确定被测者的屈光度d：

其中c为光速，t为位于所述屏幕处的雷达装置从发射电磁波起至接收到被测者反射的电磁波的时间。

可选地，利用下式确定被测者的屈光度d：

其中，λ为所述电磁波的波长，为位于所述屏幕处的雷达装置发射的电磁波与接收被测者反射的电磁波的相位差。

可选地，利用下式确定被测者的屈光度d：

其中c为光速，ta1为位于所述屏幕处的第一雷达装置发出第一电磁波的时间，tb1为位于被测者处的第二雷达装置接收到所述第一电磁波的时间，tb2为所述第二雷达装置在接收到所述第一电磁波后发出第二电磁波的时间，ta2为所述第一雷达装置接收到所述第二电磁波的时间。

可选地，在所述响应外界操作而获取被测者与所述设备屏幕的距离的步骤之前，还包括：

在设备屏幕上呈现提示信息，所述提示信息用于提示被测者在能够看清所述第一图像的情况下执行所述外界操作；和/或提示调整所述屏幕与被测者间距离的方式。

相应地，本发明还提供一种电子设备，包括：屏幕、测距装置、至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述屏幕用于显示第一图像，所述测距装置用于测量被测者与所述屏幕间的距离，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述屈光度检测方法。

根据本发明提供的屈光度检测方法及设备，通过在设备屏幕上呈现用于检测屈光度的图像，并由用户自主操作设备，在能够看清图像时获得被测者当前与屏幕的距离，进而通过距离计算被测者眼睛的屈光度，该检测过程可以由普通的电子设备来完成，并且不需要专业人员干涉，由用户自己进行操作，具有较强的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1是本发明实施例提供的屈光度检测方法的流程图；

图2是本发明实施例中的第一图像；

图3是用户使用本发明提供的屈光度检测方法是的场景示意图；

图4是本发明实施例提供的基于双目摄像设备的屈光度检测方法的流程图；

图5是拍摄被测者面部的场景示意图；

图6是本发明实施例提供的基于雷达或激光设备的屈光度检测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供一种屈光度检测方法，该方法可以由智能手机、平板电脑等具有摄像装置的电子设备来执行，用于用户自测屈光度，如图1所示，该方法包括如下步骤：

s1，在设备屏幕上呈现第一图像，该图像可以是医学领域所使用的专用于检查屈光度或者散光的图像，图像内容能够易于用户主观分辨眼睛是否聚焦，例如图2所示的图像。本领域技术人员可以理解，第一图像的内容并不限于图2所示内容，实际应用时可以在设备中存储多个类似图像供用户选择使用。

图像的尺寸和分辨率应当根据显示屏幕的参数预先确定，需要使用户在距离较远的位置不能完全看清第一图像的内容，而在近距离能够看清第一图像的内容。

s2，响应外界操作而获取被测者与所述设备屏幕的距离，用户在使用本发明提供的方案时应当了解操作方式，即需要用户遮住一只眼睛，并通过未遮住的眼睛观察屏幕上呈现的第一图像，同时由远向近处移动身体或者屏幕，使得第一图像渐渐接近眼睛。在用户恰好能够看清第一图像时控制测距装置获取当前该用户与屏幕的距离。

所谓看清是指图片上的图案入射到眼睛恰好能会聚在视网膜上，用户体验到的是在这个距离下，图像中的边缘锐利，而且即使用户靠得更近，边缘的锐利感不会增加，此程度需要由用户进行主观判断，当认定达到此程度时即可获取距离。

获取距离的方式有多种，不同的方式需要借助相应的设备。例如可以采用双目摄像头通过拍摄图像进行测距，或者利用激光设备、雷达设备通过光电信号的发射与反射进行测距。

s3，根据获取的距离确定被测者的屈光度。本领域技术人员可以理解，在医学领域中，眼睛的屈光度为0，表示平行入射的光线恰好可以汇聚到视网膜上，也就意味着可以看清无穷远的物体。对于正常成年人而言，屈光度在正负0.75之间都是正视眼(不近视也不远视，正常视力)，对于未成年人而言，不同年龄的正视眼屈光度范围有所不同。

屈光度等于人恰好看清物体时，物体距人眼距离的倒数。如图3所示，只需测量被测者32与设备屏幕31之间的距离h即可计算屈光度。例如屈光度0.75对应1.33米，表示对于成年人如果看1.33米外的物体非常清晰，则表明是正视眼。如果物体距人眼0.5米才能看清(边缘锐利、没有重影)，则屈光度为2，如果佩戴近视镜矫正，对应的近视镜度数为200度。

根据本发明实施例提供的屈光度检测方法，通过在设备屏幕上呈现用于检测屈光度的图像，并由用户自主操作设备，在能够看清图像时获得被测者当前与屏幕的距离，进而通过距离计算被测者眼睛的屈光度，该检测过程可以由普通的电子设备来完成，并且不需要专业人员干涉，由用户自己进行操作，具有较强的便利性。

为了引导用户正确地操作检测过程，在上述步骤s2之前还可以呈现一些提示信息，例如可以提示测量距离的时机，即提示被检测者在能够看清第一图像的情况下，控制设备测量距离；同时还可以提示调整屏幕与被检测者间距离的方式，例如提示用户应当由远处向近处移动屏幕。

具体可以通过文字说明的方式、动画演示的方式，或者二者相结合的方式进行提示。

展示提示信息可以提高用户的操作效率以及检测的准确性，但并非必须在每次检测前均进行提示，例如可以只在首次使用时进行提示，或者应用户需求根据用户选择进行提示，当然也可以作为帮助文本供用户随时查看。

本发明的另一个实施例还提供了一种基于双目摄像设备的屈光度检测方法，双目摄像设备可以与执行本方法的设备一体设置，例如可以是具有双摄像头的智能手机、平板电脑等设备。双目摄像设备也可以与执行本方法的设备分体设置，例如是一个智能手机连接一个双目摄像设备。如图4所示，该方法包括如下步骤：

s11，在设备屏幕上呈现第一图像，详见上述步骤s1；

s12，响应外界操作而控制位于屏幕处的双目摄像装置拍摄第二图像和第三图像，也即两个摄像头所拍摄的同一对象的图像。用户在使用本发明提供的方案时应当了解操作方式，即需要用户遮住一只眼睛，并通过未遮住的眼睛观察屏幕上呈现的第一图像，同时由远向近处移动身体或者屏幕，使得第一图像渐渐接近眼睛。在被测者恰好能够看清第一图像时控制位于屏幕处的双目摄像装置拍摄被图像，所拍摄的对象应当是被测者，例如是全身、面部或者眼部图像；

s13，根据双目摄像装置的参数和第二图像和第三图像的内容确定被测者与所述设备屏幕的距离。根据双目摄像装置的测距原理可以得知，只需匹配两张图像中的同一目标，即可根据设备本身参数计算出该目标与设备间的距离，该目标可以被测者的头部、面部特征等内容。

s14，根据获取的距离确定被测者的屈光度。此步骤可参照上述步骤s3。

本发明实施例使用双目摄像装置通过拍照测量被测者与屏幕的距离，进而根据距离计算被测者的屈光度，利用家用设备实现测量屈光度的操作，操作简单、设备成本低，具有较强的便利性。

具体地，上述步骤s13可以包括：

s131，分别从所述第二图像和第三图像中识别被测者的目标影像，目标影像例如是头部影像、面部器官影像。识别方式有多种，例如可以使用机器视觉技术，根据图像中的线条特征识别出设定目标，或者也可以采用人工智能的方式，使用经过训练的神经网络模型来识别设定目标。

本领域技术人员可以理解，使用机器学习的方式则需要使用大量训练数据来构建模型，预先构建含有人像的图片数据集，并且标记出目标影像(头部影像、面部器官影像)作为图片的标签。

图片数据集可以通过给遮挡眼睛的人拍照得到，也可以通过计算机生成模拟实际场景的图片。用图片数据集与标签训练搭建的识别模型，使得模型能够识别标图像中的目标影像。

识别模型可以用卷积神经网络实现，用大量模拟实际场景的图片数据集和相应的目标信息训练神经网络，使其能够识别现实场景中被拍摄对象的目标影像。

s132，分别确定目标影像在所述第二图像和第三图像中的位置，该步骤即为匹配操作，其中的位置可以是目标影像与图片中心的距离、或者是目标影像与图片边缘的距离等等；

s133，根据确定的位置和双目摄像装置的参数确定被测者与屏幕的距离。

相应地，按照下列方式来计算被测者的屈光度d：

图5是拍摄被测者面部的场景示意图，其中目标a是被测者的面部目标，例如眼睛或者鼻子。h是要计算的距离，l为双目摄像装置的两个摄像头的间距，f1和f2为双目摄像装置的参数，该参数是相机的自然参数，可以通过测量得到，此处不再赘述。d1是第二图像中的面部目标影像a1与第二图像的中心c1的距离、d2是第三图像中的面部目标影像a2与第三图像的中心c2的距离。

本实施例将被测者的面部目标作为匹配对象，进而计算面部目标与屏幕的距离，由此得到的屈光度更加准确。

本发明的另一个实施例还提供了一种基于雷达或激光设备的屈光度检测方法，雷达或激光设备可以与执行本方法的设备一体设置，也可以与执行本方法的设备分体设置，例如是一个智能手机连接一个雷达或激光设备。如图6所示，该方法包括如下步骤：

s21，在设备屏幕上呈现第一图像，详见上述步骤s1；

s22，响应外界操作而控制电磁波测距装置发射电磁波并接收反射的电磁波。电磁波测距装置可以是激光测距设备或者雷达测距设备，此类设备已经普遍用于生活领域，例如车辆上所使用的雷达设备，成本较低且易于获得和使用。用户在使用本发明提供的方案时应当了解操作方式，即需要用户遮住一只眼睛，并通过未遮住的眼睛观察屏幕上呈现的第一图像，同时由远向近处移动身体或者屏幕，使得第一图像渐渐接近眼睛。在被测者恰好能够看清第一图像时控制位于屏幕处的电磁波测距装置发射电磁波，发射电磁波的目标应当是被测者，并由被测者反射电磁波，该步骤需要用户参与操作，在测距时应当保证电磁波测距设备朝向被测者，以确保测量结果的准确性。

s23，根据发射的电磁波和反射的电磁波确定被测者与设备屏幕的距离，具体计算方式有多种，例如可以根据两个电磁波的行程时间差或者相位差进行计算。

s24，根据获取的距离确定被测者的屈光度。此步骤可参照上述步骤s3。

本发明实施例使用雷达或激光设备通过发射和接收电磁波来确定被测者与屏幕的距离，进而根据距离计算被测者的屈光度，利用生活设备实现测量屈光度的操作，操作简单、设备成本低，具有较强的便利性。

作为第一种可选的实施方式，上述步骤s24可以采用如下方式计算被测者的屈光度d：

其中c为光速，t为位于屏幕处的雷达装置从发射电磁波起至接收到被测者反射的电磁波的时间。

本实施例使用具有电磁波发射接收功能的装置，装置发射的电磁波在遇到人的时反射并回到发射位置，通过测量电磁波从发射到反射回原来位置的过程中的时间差来确定被测者的屈光度，上述实施方式只需利用一个雷达装置作为测距装置，对设备性能的依赖程度较低，计算量较小，具有较强的便利性。

作为第二种可选的实施方式，上述步骤s24可以采用如下方式计算被测者的屈光度d：

其中，λ为电磁波的波长，为位于屏幕处的雷达装置发射的电磁波与接收被测者反射的电磁波的相位差。

本实施例使用具有电磁波发射接收功能的装置，装置发射的电磁波在遇到人的时反射并回到发射位置，通过测量电磁波从发射到反射回原来位置的过程中的相位差来测量被测者的屈光度，对设备性能的依赖程度较低，计算量较小，具有较强的便利性。

作为第三种可选的实施方式，上述步骤s24可以采用如下方式计算被测者的屈光度d：

其中c为光速，ta1为位于屏幕处的第一雷达装置发出第一电磁波的时间，tb1为位于被测者处的第二雷达装置接收到第一电磁波的时间，tb2为第二雷达装置在接收到第一电磁波后发出第二电磁波的时间，ta2为第一雷达装置接收到第二电磁波的时间。

本实施例使用多个(两个)具有电磁波发射接收功能的装置，装置一发射的电磁波在遇到人身上携带的装置二时被接收，装置二接收电磁波后再向装置一发射电磁波，计算此过程中的电磁波传输时间即能计算得到被测者的屈光度，计算量较小且准确率较高，具有较强的便利性。

本发明的另一个实施例还提供一种电子设备，包括：屏幕、测距装置、至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述屏幕用于显示第一图像，所述测距装置用于测量被测者与所述屏幕间的距离，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行上述任一实施例中的屈光度检测方法。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。