一种基于云计算的智能化视力检测与训练矫正系统的制作方法

本发明涉及医疗、互联网技术领域，尤其涉及一种基于云计算的智能化视力检测与训练矫正系统。

背景技术：

传统的视力检查是使用视力检查表，检查员指示视力表上的字母e，被检者根据所看到的字母e的开口朝向来比划手势。检查员根据字母e的开口方向和手势比划的方向来确定被检者的视力。这种操有足够的光线强度，不能太亮或者太暗；同时视力检查表上标有1.0的一行应该与受检眼视线高度相等，不能高低相差太大，所以需要根据不同的被检者的身高调整视力检查表的位置。此外，传统的视力检查方法还需要人员的配合，不能实时地进行视力检查。

目前所用视力表主要检查的是中心视力，即检查视网膜黄斑区中心凹视敏度，从而可简单迅速地了解到视功能的初步情况，对眼病的临床诊断治疗都有重要的意义。检查视力一般分为远视力和近视力两类，远视力多采用国际标准视力表，此表为12行大小不同开口方向各异的“e”字组成；测量从0.1-1.5(或从4.0-5.2)；每行有标号。视力表是根据视角的原理设计的。所谓视角就是由外界两点发出的光线，经眼内结点所形成的夹角。正常情况下，人眼能分辨出两点间的最小距离所形成的视角为最小视角，即一分视角。视力表就是以一分视角为单位进行设计的。目前检测视力需要前往专门的机构或医院，且同时需要其他人员或医生的配合与协助，才可以完成视力检测，操作极不方便。

视力是我们的主观感受。我们在用眼看世界的时候是两只眼睛共同工作，而当一只眼睛视力下降时往往因为另一只眼睛的工作而被忽视。如屈光不正、白内障以及其他缓慢进展的眼部疾患往往如此。我国青少年近视高发已经成为严重的社会问题，近视会给生活、学习带来诸多不便。对于近视，注意保护视力，预防产生近视比治疗近视重要得多现在的教学活动或商业活动中，投影仪的使用已经普及，长时间的观看投影屏幕会导致视疲劳，观看投影时坏境的光线强度和投影的亮度如果不合适，也会损害视力，另外，如果投影仪发出的光线直射眼睛则对视力有很大伤害。市面上的投影仪的视力保护功能单一、不够全面，不能对用户观看投影一段时间后的视力状况做出判断，从而采取进一步的视力保护措施，不够智能。

随着科技水平的提高，电脑、智能手机、平板电脑等高科技产品普及度越来越高，这些电子产品的使用确实给我们的生活带来了很多便利，但是不可忽视的是它们同时也带来了很多危害，其中对视力的伤害尤其不可忽视。不论从美观还是健康的角度考虑，对视力的保护都十分重要，尤其是对成长期的青少年而言，外界的刺激和自身不良用眼习惯很容易导致视力下降。目前现有的视力检测仪使用复杂，价格昂贵，操作不便，同时功能过于简单，不能实现自动化结果分析、自动化数据存储对比等，从而使得视力检测仪不能大面积在医院等场所中普及使用。

视觉训练在临床上主要用于视疲劳的诊断和视觉康复，对青少年近视的干预也非常重要。目前，一些眼部视觉训练仪器可以进行视觉训练，这些视觉训练仪器中的镜片切换组件、显示器组件、视线分割组件、甚至电路控制组件等都裸露在外面，这样，用户可以通过视觉训练仪器上的一些手动操作按钮，或者直接移动或更换镜片等来实现视觉训练。可见，视觉训练还较难实现智能化以及远程控制。

在如今的视保行业中，现有技术主要是如下几种，仪器、药物、中医针灸、按摩、气功、眼贴等等，其功效及特点大都不是从近视眼的根源来出发，而是起到表面缓解及辅助的作用，治标不治本，对成年人的近视作用更不大；而激光近视矫正手术是把人的眼角膜打造成隐形眼镜的形状来进行矫正，存在明显的后遗症、视力下降反弹概率大、干眼症概率大、风手术险大等；戴眼镜矫正会导致眼睛对眼镜的依赖越来越大，从此逐渐丧失眼睛原本调节的机能，导致眼镜越戴度数越深；中医或按摩理疗仪器等对近视治标不治本，效果暂时，反弹明显；角膜塑形镜的缺陷：造成角膜不同程度的损伤等。。

因此，如何实现检测视力方便、操作简单及提供视力智能化的训练方案，是同行从业亟待解决的问题。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提供一种基于云计算的智能化视力检测与训练矫正系统，加强了视力检测数据与被检测者身份信息之间的强关联性，体现身份防作弊的特点，检测视力方便、过程简单、优化了视力检测的流程，且可将检测数据实时上传到云端进行分析、处理与反馈。

本发明提供一种基于云计算的智能化视力检测与训练矫正系统，包括：身份核实模块、检测信息显示模块、逻辑判断模块和云端数据管理模块；

所述身份核实模块，用于核实被检测者的身份信息；

所述检测信息显示模块，用于显示测试信息、用于当所述被检测者身份信息核实正确时，确定所述被检测者在视力检测或训练矫正前的条件是否符合预期以及用于显示所述被检测者所进行的检测项目的检测结果；

所述逻辑判断模块，用于判断所述被检测者进行检测项目的结果以及获取所述云端数据管理模块调整的逻辑判断算法并完成更新；

所述云端数据管理模块，用于存储所述被检测者相关信息和用于实时存储、传输和处理所述被检测者进行检测项目的结果数据。

在一个实施例中，所述身份核实模块包括：身份信息采集模块和身份识别模块；

所述身份信息采集模块，用于从所述云端数据管理模块采集所述被检测者的相关信息，完成所述被检测者根据自身信息查询到身份记录并进行报道；

所述身份识别模块，用于所述被检测者完成报道后，对所述被检测者进行人脸和指纹识别。

在一个实施例中，所述身份识别模块，包括：

人脸识别单元，用于根据预设头像照片信息对每一位所述被检测者进行人脸识别对比；

指纹录入单元，用于当所述人脸识别单元识别所述被检测者信息正确时，获取所述被检测者指纹信息，并与预设指纹信息进行比对。

在一个实施例中，所述指纹录入单元，还用于当预设指纹信息不存在时，则记录当前获取的所述被检测者指纹信息，并上传到所述云端数据管理模块。

在一个实施例中，所述检测信息显示模块，包括：

lcd显示模块，用于显示视力检测用图标、色盲检测用色谱图和散光检测用散光盘视标；

距离检测模块，用于检测显示屏与被检测者之间的距离以及检测所述被检测者的身高；

语音提醒模块，用于当所述距离检测模块检测显示屏与被检测者之间距离小于阈值时，发出不符合检测条件的语音提醒；或用于当所述被检测者的身高与所述lcd显示模块显示测试信息的高度不匹配时，发出不符合检测条件的语音提醒。

在一个实施例中，所述lcd显示模块，还用于当所述距离检测模块检测显示屏与被检测者之间距离小于阈值时，显示不符合检测条件的图像或文字提醒；

或用于当所述被检测者的身高与所述lcd显示模块显示测试信息的高度不匹配时，显示不符合检测条件的图像或文字提醒。

在一个实施例中，所述检测信息显示模块，还包括：时钟模块，用于计录所述被检测者开始检测到检测完成的总时间，以及用于设定所述被检测者进行每一项检测项目的预设倒计时时间。

在一个实施例中，所述系统还包括语音输入模块，用于获取所述被检测者的语音数据；

所述逻辑判断模块，用于当进行视力检测项目时，将所述语音数据与所述lcd显示模块显示的测试信息进行比对；当比对结果一致时，则通过所述语音提醒模块和/或lcd显示模块，发出检测结果正确的提醒。

所述视力检测项目包括：视力评测、色谱检测、散光检测和视力训练。

在一个实施例中，所述逻辑判断模块，还用于记录每一位被检测者测试的过程，根据被检测者测试过程中达到测试要求的正确率、总测试次数、总时间因素，进行学习和调整测试算法；或用于接收所述云端数据管理模块调整的逻辑判断算法并完成更新。

在一个实施例中，所述逻辑判断模块，当所述视力检测项目为视力训练项目时，用于根据视力评测、色谱检测和散光检测的结果，实时调整训练的时间和内容的强度。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的一种基于云计算的智能化视力检测与训练矫正系统，该系统基于云计算技术，利用身份信息核实加强了视力检测数据与被检测者身份信息之间的强关联性，体现身份防作弊的特点，将检测数据实时上传到云端进行分析、处理与反馈。具备自学习功能的智能化视力检测算法与视力训练算法也可以在云端对大数据进行对比和学习，不断优化的算法解决了传统视力检测过程复杂、效率低下的弊端，优化了视力检测的流程，增强了被检测者检测过程中的舒适感，提升了检测的准确性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的一种基于云计算的智能化视力检测与训练矫正系统的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供了一种基于云计算的智能化视力检测与训练矫正系统，该系统涉及检测端计算机和云端服务器；其中检测端计算机比如设置有摄像头、指纹录入设备、语音输入设备等；下面结合附图说明。

参照图1所示：该系统包括：身份核实模块、检测信息显示模块、逻辑判断模块和云端数据管理模块；

其中：身份核实模块，用于核实被检测者的身份信息，其包括身份信息采集模块和身份识别模块。

身份信息采集模块：云端数据管理模块将提前录入好的被检测者的基本信息如：姓名、性别、年龄、身高体重、照片等信息导入到身份信息采集模块；或是由身份信息采集模块从云端数据管理模块下载被检测者的基本信息；当被检测者到达测试地点后就可以根据自身信息查询到身份记录并进行报道。云端数据管理模块可以储存大量的数据，任何一个第三方数据平台都可以将数据储存到云端，从而方便本发明的云端数据管理模块与任一平台进行数据对接，提高建档、报道的效率。

身份识别模块：完成报道任务后，需要对被检测者进一步进行身份确认。人脸识别模块根据第三方提供的头像照片信息对每一位被检测者进行人脸识别比对，比如单位组织视力检测，由该单位提供的被检测者头像照片；再比如通过其他方式获得的被检测者头像照片等；通过比对后，再令被检测者输入指纹信息与数据库中预存的该被检测者指纹信息进行比对确认，二者都验证通过后才可进行接下来的视力检测与训练矫正流程。

另外，为了防止某些情况下无法在身份信息采集模块提前录入指纹信息的情况，也是不存在预存的指纹信息。那么，现场还可补充录入指纹信息并保存到被检测者的基本信息中，进一步地，上传到云端数据管理模块存储，为日后的身份信息多重认证做好准备。该过程通过多渠道的身份核实和确认，提高了身份信息认证性，并进一步完善身份信息。

检测信息显示模块：该模块由一套完整的控制软件进行控制，控制软件集成了lcd显示模块、距离检测模块、语音提醒模块等。lcd显示模块用于显示测试信息，其中包括比如国际通用的“e”字型图标，对视力检测有较高要求的“c”字图标，以及用于婴幼儿和青少年视力检测的“动物”图标。比如需要检测色盲和散光时，lcd显示模块还可以显示色谱图和散光盘视标。

距离检测模块用于检测显示屏与被检测者之间的距离。开始检测后，距离检测模块的红外感应装置会扫描被检测者的外部体型特征并判断被检测者的身高或当前被检测者的测试状态(例如：站姿或坐姿)，这样便可以根据具体情况在显示屏上显示合适高度的检测信息(如：视力表)，提高检测的准确性和专业性。同时距离检测装置还会检测被检测者与显示屏的水平位移距离。例如进行视力检测时，当被检测者与显示屏的距离小于5米时，系统就会通过显示屏和语音提醒模块进行图像和声音的提醒；当检测距离大于5米时，lcd显示屏和语音提醒模块便会提醒被检测者可以开始测试。色谱和散光检测则会根据具体的要求设置不同的距离检测和提醒。时钟模块分为两部分计时，第一部分为记录检测总时间，被检测者开始检测后，时钟模块启动计时，直到所有检测完成后结束计时，检测结果记录单上也会显示总的用时；第二部分为分段计时，该部分设计为倒计时的形式，与逻辑判断模块相关联，比如每一项检测项目图标显示的时限设为10秒，超时后逻辑判断模块可以记录为一次结果比对错误。最后，检测后的结果会实时传输到云端数据管理模块，云端数据管理模块存储的多次视力检测数据，可根据被检测者通过客户端发送的查看历史检测结果的请求，通过检测信息显示模块予以显示。

逻辑判断模块：本模块根据被检测者语音输入的测试结果进行判断，测试结果的输入由语音输入模块控制。其中语音输入模块，可参考现有技术中语音输入和语音识别技术。首先被检测者语音说出将要进行的检测项目(比如：视力检测、色盲检测、散光检测、视力训练)，确认后将进入对应的项目中。逻辑判断模块中关于三项检测的算法具备云端算法检测和自学习能力。以其中一种算法举例说明逻辑判断过程：当进行视力检测、色盲检测和散光检测时，逻辑判断模块将语音输入信息与显示模块显示的信息进行比对：若二者一致，则通过语音提醒模块和lcd显示屏告知被检测者“正确”信息；比如显示屏显示的测试信息为“e”图标，开口向左；被检测者说出“开口向左”、“向左”或“左边开口”，均可以视为被检测者的答案与测试信息一致。然后，系统会接着显示同一测试级别的测试图案供被检测者进行检测，(例如：视力检测时，同一大小不同开口方向的图标会随机显示多次；色盲和散光检测时，相应图案也会随机显示多次)，这一做法的目的是为了防止被检测者出现猜测答案等作弊行为干扰检测结果，当被检测者的连续正确次数等于3次时，检测过程结束并执行之后的操作。通过语音识别，若比对信息出现不一致时，逻辑判断模块首先会在同一测试级别给出另一随机测试图标供被检测者再次进行检测，再次比对结果，若仍出现不一致，该模块将显示上一级测试图标进行检测，结果比对正确后方可进行下一步检测，这一过程语音提醒模块和lcd显示屏也会给出“错误”信息用于提醒，连续5次错误后将退出检测过程。

上述检测算法并不限于一种，软件程序会记录每一位被检测者测试的过程，根据被检测者实际测试过程中达到测试要求的正确率、总测试次数、总时间等因素不断学习和调整测试的算法；例如：连续进行两次测试，第一位被检测者连续三次识别正确标识开口方向所用的总次数为6次，第二位被检测者连续三次识别正确标识开口方向所用的总次数为10次，两次测试的总时间、总测试次数、正确率等参数有所不同；每一位被检测者连续答对三次的情况是不一样的，要想连续答对三次，有的人用的总机会可能是6次，也可能是10次；比如一个人答了6次，前2次对，第3次错，最后3次才连续答对3次，这才算通过测试。这时程序就会根据以上数据进行学习和调整测试过程中标识的显示逻辑，如改变显示时间、改变显示级别、改变评价标准等。

具体地，比如该系统会把每一人在测试过程中出现的这种情况作为一个样本保存在云端数据管理模块，算法程序对这些大量的样本数据就会进行分析：是不是某一种方法测试步骤太长了(比如总耗时太长或回答总次数太多)，或者有没有必要把每一行视力表都显示一次，或者当标识太小时被检测者的正确率是不是太低了等等，改变测试的时间、测试的难度等，形成让被检测感到最舒服的测试过程，这就是自学习更新后的算法。

更新后的算法也会保存在云端数据管理模块中，不同算法之间，系统软件也会找寻各个算法之间的相似之处、各算法的优势，从而进行算法之间的重组、结合和优化，形成新的算法供被检测者检测，实现为被检测者的下一次检测或其他被检测者的检测提供不断完善的检测方法。

以上述检测项目中的视力训练为例，视力训练包含了三个阶段的训练步骤：基础训练、进阶训练、放松训练，建议被检测者按照顺序进行训练，若出现系统错误或断电重启等突发情况时，被检测者可以进行选择训练步骤。训练开始前，lcd显示屏会给出字幕提示：“请保证视线与字幕保持水平”同时，语音提示模块也会给出相应语音提示，这样可以使被测试者调整自己所处的位置，保证最佳的训练效果。基础训练方法为：lcd显示屏会不断播放一定速度放大和缩小的“e”字标或“c”字标，当人眼能够看清标识的开口朝向时，通过语音输入模块说出对应方向即可，后台程序会记录每次操作的准确性，训练结束后计算训练过程的准确率并将数据保存下来。基础训练可以使人眼处于不断聚焦的过程中，从而锻炼睫状肌，强化睫状肌的调节晶状体功能，从而提高视力。进阶训练方法为：lcd显示屏会按照一定速度播放带有“e”字标或“c”字标的反色图片，被检测者观察图片上标识的开口方向，并说出对应的方向由语音输入模块识别即可完成训练，同样后台程序会记录每次操作的准确性，训练结束后计算训练过程的准确率并将数据保存下来。进阶训练可以使人眼在锻炼睫状肌的同时提高对色彩识别的能力，增强人眼对色彩的感知和辨识。放松训练方法为：lcd显示屏会不断播放按照圆周运动、不规则运动的动态小球标识，被检测者双眼跟随小球的运动即可达到放松睫状肌肉群的效果。

视力训练过程的算法同样具备自学习、智能推荐和人工干预的特点。根据视力检测的不同结果，视力训练过程会调整训练的时间、训练内容的强度等。一段时间后，若同一被检测者再次进行视力检测时，视力训练过程也会根据当前检测结果和历史检测结果进行对比，自动推荐被检测者适合的视力训练项目及训练方式。具体地，云端数据管理模块会保存下每一位被检测者进行过视力检测和视力训练的数据，其中包括不同视力程度的被检测者所进行的训练的项目、训练的时长和训练后的视力改善程度等信息(比如检测结果和视力训练的过程，二者是相对应的)，系统算法就会对这些信息进行对照、筛查、重组，最后形成新的训练方式推荐给被检测者。人工干预措施则是从医生的专业技术和经验的角度考虑，为被检测者确定更为精准的视力训练方案，一方面体现了被检测者对于私人订制的个性化需求，另一方面避免了由于某些系统和个人的不适应性造成训练效果不佳的问题。视力训练的算法也会在云端算法更新平台不断学习和更新。

云端数据管理模块：本模块包括被检测者相关信息和被检测者进行检测项目数据的实时存储、数据的传输和数据处理功能。存储功能是将上述逻辑判断模块中的检测信息进行存储，其中包括：视力检测的结果、色盲检测结果、散光检测结果、视力训练的准确率，检测总用时等，还包括身份识别认证信息。数据传输是本系统开放了数据的上传与下载接口，各项检测数据信息与身份信息都可以与任一第三方数据平台进行交互传输，如有需要利用第三方数据平台进一步对数据进行分析、处理和优化。数据处理则是对于视力检测与视力训练过程产生的数据予以分析和输出结果，并将不断更新的算法下载到逻辑判断模块，实现对视力检测过程的不断优化。

本发明实施例提供的基于云计算的智能化视力检测与训练矫正系统，正是基于云计算技术，实现了该系统与任一第三方数据平台的数据对接、共享与存储，提高了数据的可利用性，发挥数据最大的价值。利用身份信息采集、身份识别加强了视力检测数据与被检测者身份信息之间的强关联性，体现身份防作弊的特点，满足特殊行业对身份信息的要求。为了体现云技术的核心，将检测数据实时上传到云端进行分析、处理与反馈，具备自学习功能的智能化视力检测算法与视力训练算法也可以在云端对大数据进行对比和学习，不断优化的算法解决了传统视力检测过程复杂、效率低下的弊端，优化了视力检测的流程，增强了被检测者检测过程中的舒适感，提升了检测的准确性。在传统视力检测的基础上引入视力训练过程使得检测与治疗一步到位，节约了时间和成本，提升训练效果。智能推荐及人工干预的检测项目，也体现了该系统的专业化和个性化。一方面从医生的专业技术和经验的角度考虑，为被检测者确定更为精准的视力训练方案，一方面体现了被检测者对于私人订制的个性化需求，另一方面避免了由于某些系统和个人的不适应性造成训练效果不佳的问题。

本发明提供的一种基于云计算的智能化视力检测与训练矫正系统。该系统提供被检测者建立从身份建档、身份采集、身份识别、视力检测、视力训练、完整的检查流程，还可以提供数据交换共享与第三方数据平台数据交互等。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。