一种交互式视标显示优化方法与流程

本发明涉及一种视标显示方法，尤其是涉及一种通过被测者与视标显示屏之间的视距来选择视力表的交互式视标显示优化方法。

背景技术：

随着信息时代的不断推进，视力测试方法的实现方案也在不断地完善，逐渐从纸质式的视力表测试演化到现今的结合软硬件的智能型视力测试，现今出现的视力测试方案中的视标显示方法主要有：

1)纸质式视标显示方法；

2)基于上位机和下位机相结合，在专门的显示屏上显示视标的显示方法；

3)通过控制机中的时钟信号更换显示屏上的视标；

4)工作人员通过按键来更换视标的显示，从而避免被测者背记视力表中的视标显示方式。

以上方法能够提供准确的视标，为视力测试提供了较为准确的参照标准，但是纸质式视标显示方法依然采用固定排布的视标，被测者容易记住各视标方向，此时如对被测者进行视力测试，则测试结果的误差较大。

而基于上位机和下位机相结合的视标显示方法，大多采用遥控器的方式控制视力表翻页和选定视标方向，上位机端视力表的设计以及单独的视标显示不能根据被测者的状态进行进行调整，如根据被测者与视标显示屏之间的视距对视力表及视标的优化选择，根据被测者的输入调整视标的显示等；通过时钟信号与按键方式更换视标的方式没有结合被测者的具体情况，不能准确判断被测者对当前视标的识别情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种交互式视标显示优化方法，该方法能够选择对被测者有力的视力表，且能够根据被测者的输入自动更换视标，从而解决传统纸质式视标显示易被测者记住各视标方向的问题，还解决目前技术中无法根据被测者与视标显示屏之间的视距对视力表及视标的优化选择，及根据被测者的输入调整视标的显示等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，

一种交互式视标显示优化方法，通过被测者与视标显示屏之间的视距来选取相应的视标，并通过视标显示屏进行显示，通过对被测者的输入来判断是否更换视标显示屏上所显示的视标，直至视标显示屏上的视标不再变化；其具体的步骤为：

S1：初始化设置，将不同尺寸和不同开口方向的视标预先设定；

S2：测量被测者与视标显示屏之间的视距；

S3：根据测量所得的视距选择相应的视标作为初始视标在视标显示屏上进行显示；

S4：接收被测者的输入，判断是否与视标显示屏上所显示的视标相同，若相同，则执行步骤S5，否则执行步骤S7；

S5：视标显示屏上显示比当前所显示视标尺寸小的视标；

S6：继续将被测者的输入，与此时视标显示屏上所显示的视标进行对比，判断两者是否相同，若相同，则执行步骤S5，否则视标显示屏显示当前视标，结束视标更换；

S7：视标显示屏上显示比当前所显示视标尺寸大的视标；

S8：继续将被测者的输入，与此时视标显示屏上所显示的视标进行对比，判断两者是否相同，若相同，则视标显示屏显示当前视标，结束视标更换，否则执行步骤S7。

以上技术方案通过被测者与视标显示屏之间的视距来选取显示于视标显示屏上的初始视标，在显示时完全被测者完全无法预测视标显示屏上所要显示的视标的大小及视标开口方向，从而不仅解决了传统纸质式视标显示易被被测者记住各视标方向的问题，而且还解决了现有技术中无法根据被测者与视标显示屏之间的视距对视标的优化选择的问题。此外，本发明通过判断被测者的输入与所显示的视标是否相同来更换显示屏上所显示的视标，替代了现有技术中通过时钟信号控制及相关工作人员通过按键方式更换视标的方式，使得视标的更换更符合被测者的实际情况，且能够准确判断被测者对当前视标的识别情况。

具体的，步骤S3中所述的初始视标的高度与视距之间的关系满足以下函数关系：

h＝D·tan(C) (1)

$h^{\′}=\frac{D}{{10}^{P-5}}\·tan\left(C\right)---\left(2\right)$

式(1)是视力值为1.0时，视标高度的计算公式，

式(2)是视力值不为1.0时，视标高度的计算公式，

式(1)、(2)中的D为被测者与视标显示屏之间的视距，C为视距D下的分视角，P为视力值；其中C通过以下公式获得：

C＝C′·D (3)

式(3)中C'是D为1米时的分视角，D为被测者与视标显示屏之间的视距；

视标的宽度为视标高度的五分之一。

为了能够使视标的显示更加不易被记住，且能够使被测者的测试结果更为准确，在此本发明所作的改进是：每一视标在一次测试过程中显示的次数至少为两次，至多为八次，每次视标的显示方向均不相同；被测者的输入正确率K等于或者大于75％，则视标显示屏上显示比当前所显示的视标的尺寸小的视标或尺寸大的视标或者不更换视标。

具体的，所述正确率K是通过以下方式获得：

$K=\frac{X}{Y}\×100\%---\left(4\right)$

式(4)中X为被测者输入的正确信号次数，Y为被测者输入的总次数。

具体的，所述接收被测者的输入，其中被测者通过语音、按键或者手势输入。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：解决了传统纸质式视标显示易被被测者记住各视标方向的问题，还解决了现有技术中无法根据被测者与视标显示屏之间的视距对视标的优化选择的问题。此外，本发明通过判断被测者的输入与所显示的视标是否相同来更换显示屏上所显示的视标，替代了现有技术中通过时钟信号控制及相关工作人员通过按键方式更换视标的方式，使得视标的更换更符合被测者的实际情况，且能够准确判断被测者对当前视标的识别情况。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明所提供的分视角原理图。

具体实施例

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，本发明提供了一种交互式视标显示优化方法，该方法通过被测者与视标显示屏之间的视距来选取相应的视标，并通过视标显示屏进行显示，通过对被测者的输入来判断是否更换视标显示屏上所显示的视标，直至视标显示屏上的视标不再变化；其具体的步骤为：

S1：初始化设置，将不同尺寸和不同开口方向的视标预先设定；

S2：测量被测者与视标显示屏之间的视距；

S3：根据测量所得的是视距选择相应的视标作为初始视标在视标显示屏上进行显示，如初始视标的高为90毫米、宽度为20毫米；

S4：接收被测者的输入，判断是否与视标显示屏上所显示的视标相同，若相同，则执行步骤S5，否则执行步骤S7；

S5：视标显示屏上显示比当前所显示视标(如高为90毫米、宽度为20毫米)尺寸小的视标(如高为50毫米、宽度为10毫米)；

S6：继续将被测者的输入，与此时视标显示屏上所显示的视标(如高为50毫米、宽度为10毫米)进行对比，判断两者是否相同，若相同，则执行步骤S5，否则视标显示屏显示当前视标(如高为50毫米、宽度为10毫米)，结束视标更换；

S7：视标显示屏上显示比当前所显示视标(如高为90毫米、宽度为20毫米)尺寸大的视标(如高为110毫米、宽度为30毫米)；

S8：继续将被测者的输入，与此时视标显示屏上所显示的视标(如高为110毫米、宽度为30毫米)进行相同，若相同，则视标显示屏显示当前视标(如高为110毫米、宽度为30毫米)，结束视标更换，否则执行步骤S7。

本申请步骤S3中所记载的初始视标可以是任何一视标，但本申请为了能够使视标显示屏所显示的初始视标能够更有利于被测者观察，在此进一步的完善是将所步骤S3中所述的初始视标的尺寸是通过被测者与视标显示屏之间的视距来确定的，具体采用了分视角原理，其视标高度与视距之间的关系满足以下函数关系：

h＝D·tan(C) (1)

$h^{\′}=\frac{D}{{10}^{P-5}}\·tan\left(C\right)---\left(2\right)$

式(1)是视力值为1.0时，视标高度的计算公式，

式(2)是视力值不为1.0时，视标高度的计算公式，

式(1)、(2)中的D为被测者与视标显示屏之间的视距，C为视距D下的分视角，P为视力值；其中C通过以下公式获得：

C＝C'·D (3)

式(3)中C'是D为1米时的分视角，D为被测者与视标显示屏之间的视距；

视标的宽度为视标高度的五分之一。

如图2所示，D为被测者与视标的距离，h为视标的高度，A和B分别是视标的最高端和最低端点，a和b分别是A和B通过人眼折射后在视网膜上的落脚点，A和B两条光线形成的角度为分视角。其中，1米视距下的分视角C'为最小视角，其值约为0.000291弧度，由于1弧度＝180/π度，因此C'＝0.017度。

为了能够更好的说明视标高度的计算，在此本申请假设几个视距D和视力值P的值对视标高度进行计算，如：

当D＝1.5m，P＝1.0时，

h＝D·tan(C)＝D·tan(C'·D)＝1.5·tan(0.000291·1.5)＝0.011mm

此时，视标的宽度为0.0022毫米，则显示屏上显示符合高度为0.011毫米，宽度为0.0022毫米的视标；

当D＝1.5m，P＝0.8时，

$h^{\′}=\frac{D}{{10}^{P-5}}\·tan\left(C\right)=\frac{D}{{10}^{P-5}}\·tan(C^{\′}\·D)=\frac{1.5}{{10}^{0.8-5}}\·tan(0.017\·1.5)=180mm$

此时，视标的宽度为36毫米，则显示屏上显示符合高度为180毫米，宽度为36毫米的视标；

当D＝1.2m，P＝5.0时，

$h^{\′}=\frac{D}{{10}^{P-5}}\·tan\left(C\right)=\frac{D}{{10}^{P-5}}\·tan(C^{\′}\·D)=\frac{1.2}{{10}^{5.0-5}}\·tan(0.000291\·1.2)=0.007mm$

此时，视标的宽度为0.0014毫米，则显示屏上显示符合高度为0.007毫米，宽度为0.0014毫米的视标；

当D＝2m，P＝5.0时，

$h^{\′}=\frac{D}{{10}^{P-5}}\·tan\left(C\right)=\frac{D}{{10}^{P-5}}\·tan(C^{\′}\·D)=\frac{2}{{10}^{5.0-5}}\·tan(0.000291\·2)=0.2mm$

此时，视标的宽度为0.04毫米，则显示屏上显示符合高度为0.2毫米，宽度为0.04毫米的视标。

通过以上公式可计算出测试视距D下所对应的视标高度，不仅能够根据视距显示有利于被测试者的视标，还可以将符合相应视标下的视标单独存放，由此可以设计出任意视距所对应的标准E字母视力表，并将其存储，便于相同视距下的多次使用。E字母视力表的设计可以采用其它，本申请所记载的方法简单，且根据分视角原理，使被测试者更易观察到视标。

以上视标显示方法中，每一视标在一次测试过程中显示的次数至少为两次，至多为八次，每次视标的显示方向均不相同，以E字母视标为例，第一次E的开口向左，则第二次E的开口向右，第三次E的开口向上，第四次E的开口向下，第五次E的开口向左上，第六次E的开口向上右上，第七次E的开口向左下，第八次E的开口向右下。本申请所记载的视标可以是E字母视标、也可以是C字母视标、还可以是M字母视标，或者其它便于观察识别的视标。

当视标显示次数为两次以上时，可以通过被测试者输入与所显示的视标完全相同来更换所显示的视标，也可以设定一正确率K来实现视标的更换，正确率K等于或者大于75％时，则视标显示屏显示尺寸比当前所显示的视标的尺寸大或小的视标，或者不再进行更换。当开始显示时，若正确率K等于或者大于75％时，则视标显示屏显示尺寸比当前所显示的视标的尺寸小的视标；当视标显示屏第一次变化时所显示的视标尺寸是缩小时(如初始视标的高为90毫米、宽度为20毫米，经第一次判断后，视标显示屏上所显示的视标高为60毫米、宽度为15毫米)，则此时正确率K等于或大于75％时，视标显示屏显示尺寸比当前所显示的视标的尺寸小的视标；当视标显示屏第一次变化时所显示的视标尺寸是放大时(如初始视标的高为90毫米、宽度为20毫米，经第一次判断后，视标显示屏上所显示的视标高为120毫米、宽度为50毫米)，则此时正确率K等于或大于75％时，视标显示屏显示当前所显示的视标；不更换所显示的视标。

而正确率K的计算可以采用任何一种方式获得，如将被测者的输入与视标显示屏上所显示的视标单独进行对比而获得；还可以采用一种较为简单的方式计算正确率K，如通过以下公式进行计算：

$K=\frac{X}{Y}\×100\%---\left(4\right)$

式(4)中X为被测试者输入的正确信号次数，Y为被测试者输入的总次数。

具体说明正确率K的计算，如初始视标显示时，E的开口向上，此时对被测者的输出与视标显示屏上所显示的视标进行对比，并记录该对比结果(相同或不同)，并将视标显示屏上的视标进行旋转后再显示，如顺时针旋转45°，则同一视标第二次显示时，E的开口为右上，此时被测者继续输入；以此类推，视标E所显示方向均不相同，且每次控制单元均将对比结果进行记录，若被测者总共输入5次，而其中两次与视标显示屏所显示的视标相同，此时正确率K就等于2除以5乘以100％等于40％，小于的正确率75％，若此时显示的为初始视标，则视标显示屏上的视标更换成尺寸更大的视标；若此时视标显示屏显示的是经第一次变化时所显示的视标尺寸是缩小的视标(如初始视标的高为90毫米、宽度为20毫米，经第一次判断后，视标显示屏上所显示的视标高为60毫米、宽度为15毫米)，则视标显示屏上的视标不进行更换；若此时视标显示屏所显示的视标是第一次变化时所显示的视标尺寸是放大时(如初始视标的高为90毫米、宽度为20毫米，经第一次判断后，视标显示屏上所显示的视标高为120毫米、宽度为50毫米)，则视标显示屏上的视标更换成尺寸更大的视标。

若被测者总共输入5次，而其中4次与视标显示屏上所显示的视标相同，此时正确率K就等于4除以5乘以100％等于80％，大于75％，若此时显示的为初始视标，则视标显示屏上的视标更换成尺寸更小的视标；若此时视标显示屏显示的是经第一次变化时所显示的视标尺寸是缩小的视标(如初始视标的高为90毫米、宽度为20毫米，经第一次判断后，视标显示屏上所显示的视标高为60毫米、宽度为15毫米)，则视标显示屏上的视标更换成尺寸更小的视标；若此时视标显示屏所显示的视标是第一次变化时所显示的视标尺寸是放大时(如初始视标的高为90毫米、宽度为20毫米，经第一次判断后，视标显示屏上所显示的视标高为120毫米、宽度为50毫米)，则视标显示屏上的视标不进行更换。

本申请所记载的视距可以通过Kinect体感器测量获得、也可以通过激光测距仪测量获得；本申请所记载的被测者的输入可以是被测者通过语音、按键或者手势输入。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。