专利名称：具有数码视标和语音识别特征的少儿视觉检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型公开了一种具有数码视标和语音识别特征的少儿视觉检测系统。其内容涉及物联网应用技术、计算机技术和国际标准视力检测方法。
背景技术：
人眼的正常发育是由扁变圆，由短变长，由小变大，由高度远视发展为正视眼的过程。6岁以前为视力速成期刚出生的婴儿，眼球大都是扁圆的，比成年人的眼球要短小得多，从而处于高度远视状态，所以视力很弱，仅能辩别光亮和影动；出生后一岁，还只能辨别近距离较大的物体；1_5岁，眼球的发育特别快，体积和前后径都有显著的增大和延长，视力直线上升；一般到6岁时，眼球的体积就接近正常大小，视力就接近正常水平了。这为入学和认识外界事物提供了必要的条件。7-20岁为视力可塑期眼球的发育，一般要到20岁 左右才能定型。在没定型以前，眼球的可塑性很大，因而具有两重性，既容易发生发展为近视，又对预防治疗近视眼有利，所以预防近视眼的各种措施，必须在这个时期进行，才能收到理想的效果。眼球定型后就不容易改变了。视力又称中心视力，反映黄斑中心凹处的视功能。5米以外的视力称远视力，25厘米处阅读时的视力称近视力。要想分辨两个点，必须在视网膜上兴奋两个锥体细胞，而这两个锥体细胞至少要被一个不兴奋的锥体细胞分开。黄斑部中心凹处锥体细胞直径为I 1.5微米。正常人眼的分辨力是Γ视角，相当于视网膜上4. 96微米距离。视力表就是根据这个原理设计的。视角是指外界物体两端反射的光线通过结点相交而形成的夹角。物体越大，视角也越大。物体距离越远，则视角越小。如(I) 5分记录L :5分记录是以5分减去视角的对数值表达视力，如以公式表达，则为L = 5-lga ;(2)小数记录V:以视角的倒数表达视力，视角单位为(，)(分)。以公式表达V= I / a。当前常用的视力表图形有C形和E形两种，每种图形笔划为I'视角，每种图形含5'视角。对于符合国家标准的视力检查方法，检查远视力时，检查距离为5米，视力表放置高度应以I. O (或对数视力表5. O)行视标与视标识别与发声眼平行，照明度应当合适。检查视力一般是先右后左，两眼分别进行。检查一眼时，另一眼可用遮眼匙遮盖。被检查者眼睛必须睁大，不能眯眼、斜视或歪头。检查时由上而下指视标，如回答正确再指点下一行视标。辨认速度平均每字3 5秒钟。记录回答准确的最后一行视标旁的视力数值。如果在5米处不能看清4. O视标,则应向视力表逐渐走近,将最初能看清4. O视标的距离记下,按被查者与视力表的距离计算被检查的视力。距视力表I米仍看不清4. O视标，可改用辨认眼前手指的方法来测定视力，由远而近按照最初能看到手指数的距离，记录视力、如靠近至5厘米仍不能看清手指数，则改为整手在眼前摆动，以30厘米到5厘米，记录能看清手摆动的距离。如不能辨别手动，则可在暗室用光投射于眼睛上，检查有无光感和能否判断光投射方向。如光感丧失为全盲。目前国内外现有的视力锻炼仪或标准视力检测系统，都存在多种不适用于少儿视力锻炼和保护。其不足之处描述如下[0006]现有的视力检测表或表箱上印刷的方位符号E虽有几套组合方案,但对于每一张视力检测表或表箱来说，方位符号E的位置是固定的，因此，在不断的视力锻炼过程中，经常会出现受检人员将整张视力表的方位符号E的位置烂熟于心，易出现应付检测者的情况，视力锻炼的效果欠佳，且不能准确的体现受检测者的视力情况。传统的视力检测方法中需要有一个检测者为被检查者指点视力表上的视标，但是家长不可能随时陪孩子进行视力检测及锻炼，这样孩子就不能达到最佳的视力锻炼效果。当前常用的视力表图形有C形和E形两种，但是这两种图形缺乏趣味性和互动性，不容易被少儿所接受，不利于长期使用这两种图形进行视力锻炼。近年来，我国知识产权局陆续公开有关“视力锻炼系统”的报道，其中专利“互动凝视视觉训练系统及方法”(CN101084857) (200610114612. 9，互动凝视视觉训练系统及方法) (200620158499. X，互动凝视视觉训练系统)提出了一种通过将软件加载在计算机中，使用与计算机相连接的游戏手柄进行输入的视力锻炼方案，系统在投影幕上投影出4-8个各由一个游戏手柄独立操作的小窗口，小窗口中的视标在计算机的控制下不断变小。虽然此方案能够达到视力锻炼的效果，但是不能让被检查者随时了解自己的视力状况。此方案中，包括计算机、投影机、投影幕、游戏手柄等设备，显示效果较好的投影机价格昂贵，不宜在普通的家庭中进行普及。且这些设备均采用有线连接，线路复杂。通过互联网信息检索，我国知识产权局公开专利文献检索和我国图书馆馆藏电子文献(CNKI)检索，未发现与应用“具有数码视标和语音识别特征的少儿视觉训练方法”内容相关的解决上述问题的技术和方法的报道或记载。
发明内容本实用新型目的是通过少儿视力检测活动的趣味性和互动性，提高少年儿童对视力保护的关注度、增加保护自身视力健康的的兴趣。本实用新型是一种保护视力健康和身心娱乐兼备的有一种计算机应用系统。同时，数字化视力检测系统也解决了视力检测数据容易误读、视力测量结果不够精确、视力锻炼效果不佳等问题。本实用新型提供的具有数码视标和语音识别特征的少儿视觉检测系统由视标显示单元、音频采集单元和检测数据处理单元三个部分连接构成。视标显示单元通过视频线与检测数据处理单元视频输出口连接，音频采集单元通过音频线与检测数据处理单元音频采集口连接。视标显示单元是一台用于显示符合国际视力检测标准的视力检测信号的液晶显示器。视标显示单元通过视频线与检测数据处理单元连接。在检测视标显示单元上每次出现的数字视标信号，视标信号大小与对数制国际视力检测标准匹配；视标信号内容取自数据集{3、5、6、8、9}五个数字，并发生随机变换。检测视标显示单元的显示内容与过程是在检测数据处理单元控制下，与音频采集单元接收到的视标识别发声同步；视标显示单元显示的视标大小随视标识别发声呈逐渐变小趋势。音频采集单元是一种用来接收视标识别发声后进行传输处理的音频电路。电路利用AD7705作为转换芯片，通过对音频信号进行滤波、放大和AD转换，然后传输到检测数据处理单元实现对音频信号的甄别处理。音频采集单元即对音频信号转换为数据信号，通过配对的蓝牙通讯适配器与检测数据处理单元连接；也可通过音频数据线与检测数据处理单元连接。音频采集单元功能是接收视标识别与发声通过语音发出的指令，并将指令通过音频信号传输到系统的检测数据处理单元。检测数据处理单元是一台由硬件和软件组合成的计算机设备。该单元为视力检测数据在线处理单元，也是整个智能检测系统的核心单元。其功能是向检测视标显示单元发出符合儿童视力测量要求的视标信号和接收来自音频采集单元的视标识别发声信号。视标信号在视标显示单元、音频采集单元和检测数据处理单元三者中间构成的数据流环路中出现循环处理过程。三种媒体形式分别为视频信号、音频信号和计算机处理的数字信号。检测数据处理单元在显示的视标输出信号与选择的视标输入信号进行比差中，最终自动获得并输出儿童视力检测的真值。本实用新型的优点和积极效果该系统建立了受检儿童与视力检测设备的互动关系，使得视力检测过程具有趣味性和互动机能。接受视力测试的儿童在紧张学习的同时，通过视觉和语音呼喊，调整了自身的精神状态，有利于身心健康。随机变化的数字视标更容易为少年儿童所接受，对视觉产生良好的刺激，有助于少儿的视觉保护，拒绝在青少年时期出现视力近视现象的发生。本实用新型公开的具有数码视标和语音识别特征的少儿视觉检测系统通过接收视力检测音频数据，构成检测系统与视标识别与发声之间的循环过程数据处理通道，使得视力检测过程变得精准、方便和快捷。这种具有数码视标和语音识别特征的少儿视觉智能检测系统，简化了视力检测过程，同时数字视标更易为少儿所接受，对视觉产生良好的刺激，有助于少儿的视觉发展。
图I为本实用新型少儿视觉检测系统示意框图。图中，I.检测视标显示单元，2.被测试儿童，3.音频采集单元，4.检测数据处理单
J Li ο图2为本实用新型人机交互界面。图3为音频采集单元电路图。
具体实施方式
实施例I :如图I所示,视标显示单元I、音频采集单元3、检测数据处理单元4构成该具有数码视标和语音识别特征的少儿视觉检测系统。被测试儿童2作为被测试对象与上述三个单元构成视标数据的多媒体处理环路。视标显示单元I通过视频线与检测数据处理单元4视频输出口连接，视标显示单元I是一台用来显示视标信号的液晶显示器。音频采集单元3通过音频线与检测数据处理单元4的音频采集口连接，音频采集单元3是一台用来使用麦克接受音频信号后进行甄别处理的电路单元。检测数据处理单元4是一台具有智能处理程序能力和用来处理视力检测数据的一台计算机设备。实施例2 具有数码视标和语音识别特征的少儿视觉检测系统使用方法如下I.该系统运行启动后，首先进入到显示简单使用说明内容的初始状态。[0027]2.被测试的儿童站在与视标显示单元(显示器)保持5米测试距离，向视标显示单元(显示器)喊出“爱”(eye)，系统随即进入应答工作状态。3.检测数据处理单元向视标显示单元(显示器)发送数码视标信号。数码取自数码集(3、5、6、8、9)。4.视标显示单元(显示器)向被测视儿童发出数码视标信号。5.被测试的儿童依据显示数码视标信号，喊出相应的数码。 6.音频采集单元接收到语音信号后，通过蓝牙无线通道将数据发送到检 测数据处理单元。7.检测数据处理单元对语音信号与视标信号进行比差分析。分析结果为真，修改数码视标值和视标大小控制数据，控制处理转3 ;分析结果为假，系统自动播报被测试儿童视力的真值。8.系统在10秒钟内未获得触发音“爱”，自动跳转到初始状态I，进入静候工作状态。
权利要求1.一种具有数码视标和语音识别特征的少儿视觉检测系统，其特征在于该系统包含视标显示单元、音频采集单元、检测数据处理单元；视标显示单元通过视频线与检测数据处理单元视频输出口连接，音频采集单元通过音频线与检测数据处理单元音频采集口连接。
2.根据权利要求I所述的具有数码视标和语音识别特征的少儿视觉检测系统，其特征在于所述的视标显示单元是一台用来显示视标信号的液晶显示器。
3.根据权利要求I所述的具有数码视标和语音识别特征的少儿视觉检测系统，其特征在于所述的音频采集单元是一台用来使用麦克接受音频信号后进行甄别处理的电路单元。
4.根据权利要求I所述的具有数码视标和语音识别特征的少儿视觉检测系统，其特征在于所述的检测数据处理单元是一台计算机设备。
专利摘要具有数码视标和语音识别特征的少儿视觉检测系统。其核心技术是由音频采集单元、检测数据处理单元、视标显示单元构成视力检测数据的处理回路。视力检测数据包含视标显示大小信号和视标显示内容信号。视标显示内容取自由3、5、6、8、9，五个数码构成的数据集。当被检测儿童依据观测到的数码视标，并发出语音信号，音频采集单元将采集到的语音信号送到检测数据处理单元进行甄别处理。此时在检测视标显示单元、音频采集单元和检测数据处理单元内构成视标数据的循环处理。系统最后给出受检者的视力检测结果。该系统简化了视力检测过程，增加了活动的趣味性和互动性，对保护视力产生良好刺激。
文档编号A61B3/032GK202568202SQ20122022849
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年5月21日
发明者仲伟佇, 余星 申请人:天津理工大学