專利名稱：具有數(shù)碼視標和語音識別特征的少兒視覺檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型公開了一種具有數(shù)碼視標和語音識別特征的少兒視覺檢測系統(tǒng)。其內(nèi)容涉及物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)、計算機技術(shù)和國際標準視力檢測方法。
背景技術(shù)：
人眼的正常發(fā)育是由扁變圓，由短變長，由小變大，由高度遠視發(fā)展為正視眼的過程。6歲以前為視力速成期剛出生的嬰兒，眼球大都是扁圓的，比成年人的眼球要短小得多，從而處于高度遠視狀態(tài)，所以視力很弱，僅能辯別光亮和影動；出生后一歲，還只能辨別近距離較大的物體；1_5歲，眼球的發(fā)育特別快，體積和前后徑都有顯著的增大和延長，視力直線上升；一般到6歲時，眼球的體積就接近正常大小，視力就接近正常水平了。這為入學和認識外界事物提供了必要的條件。7-20歲為視力可塑期眼球的發(fā)育，一般要到20歲 左右才能定型。在沒定型以前，眼球的可塑性很大，因而具有兩重性，既容易發(fā)生發(fā)展為近視，又對預防治療近視眼有利，所以預防近視眼的各種措施，必須在這個時期進行，才能收到理想的效果。眼球定型后就不容易改變了。視力又稱中心視力，反映黃斑中心凹處的視功能。5米以外的視力稱遠視力，25厘米處閱讀時的視力稱近視力。要想分辨兩個點，必須在視網(wǎng)膜上興奮兩個錐體細胞，而這兩個錐體細胞至少要被一個不興奮的錐體細胞分開。黃斑部中心凹處錐體細胞直徑為I 1.5微米。正常人眼的分辨力是Γ視角，相當于視網(wǎng)膜上4. 96微米距離。視力表就是根據(jù)這個原理設計的。視角是指外界物體兩端反射的光線通過結(jié)點相交而形成的夾角。物體越大，視角也越大。物體距離越遠，則視角越小。如(I) 5分記錄L :5分記錄是以5分減去視角的對數(shù)值表達視力，如以公式表達，則為L = 5-lga ;(2)小數(shù)記錄V:以視角的倒數(shù)表達視力，視角單位為(，)(分)。以公式表達V= I / a。當前常用的視力表圖形有C形和E形兩種，每種圖形筆劃為I'視角，每種圖形含5'視角。對于符合國家標準的視力檢查方法，檢查遠視力時，檢查距離為5米，視力表放置高度應以I. O (或?qū)?shù)視力表5. O)行視標與視標識別與發(fā)聲眼平行，照明度應當合適。檢查視力一般是先右后左，兩眼分別進行。檢查一眼時，另一眼可用遮眼匙遮蓋。被檢查者眼睛必須睜大，不能瞇眼、斜視或歪頭。檢查時由上而下指視標，如回答正確再指點下一行視標。辨認速度平均每字3 5秒鐘。記錄回答準確的最后一行視標旁的視力數(shù)值。如果在5米處不能看清4. O視標,則應向視力表逐漸走近,將最初能看清4. O視標的距離記下,按被查者與視力表的距離計算被檢查的視力。距視力表I米仍看不清4. O視標，可改用辨認眼前手指的方法來測定視力，由遠而近按照最初能看到手指數(shù)的距離，記錄視力、如靠近至5厘米仍不能看清手指數(shù)，則改為整手在眼前擺動，以30厘米到5厘米，記錄能看清手擺動的距離。如不能辨別手動，則可在暗室用光投射于眼睛上，檢查有無光感和能否判斷光投射方向。如光感喪失為全盲。目前國內(nèi)外現(xiàn)有的視力鍛煉儀或標準視力檢測系統(tǒng)，都存在多種不適用于少兒視力鍛煉和保護。其不足之處描述如下[0006]現(xiàn)有的視力檢測表或表箱上印刷的方位符號E雖有幾套組合方案,但對于每一張視力檢測表或表箱來說，方位符號E的位置是固定的，因此，在不斷的視力鍛煉過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)受檢人員將整張視力表的方位符號E的位置爛熟于心，易出現(xiàn)應付檢測者的情況，視力鍛煉的效果欠佳，且不能準確的體現(xiàn)受檢測者的視力情況。傳統(tǒng)的視力檢測方法中需要有一個檢測者為被檢查者指點視力表上的視標，但是家長不可能隨時陪孩子進行視力檢測及鍛煉，這樣孩子就不能達到最佳的視力鍛煉效果。當前常用的視力表圖形有C形和E形兩種，但是這兩種圖形缺乏趣味性和互動性，不容易被少兒所接受，不利于長期使用這兩種圖形進行視力鍛煉。近年來，我國知識產(chǎn)權(quán)局陸續(xù)公開有關“視力鍛煉系統(tǒng)”的報道，其中專利“互動凝視視覺訓練系統(tǒng)及方法”(CN101084857) (200610114612. 9，互動凝視視覺訓練系統(tǒng)及方法) (200620158499. X，互動凝視視覺訓練系統(tǒng))提出了一種通過將軟件加載在計算機中，使用與計算機相連接的游戲手柄進行輸入的視力鍛煉方案，系統(tǒng)在投影幕上投影出4-8個各由一個游戲手柄獨立操作的小窗口，小窗口中的視標在計算機的控制下不斷變小。雖然此方案能夠達到視力鍛煉的效果，但是不能讓被檢查者隨時了解自己的視力狀況。此方案中，包括計算機、投影機、投影幕、游戲手柄等設備，顯示效果較好的投影機價格昂貴，不宜在普通的家庭中進行普及。且這些設備均采用有線連接，線路復雜。通過互聯(lián)網(wǎng)信息檢索，我國知識產(chǎn)權(quán)局公開專利文獻檢索和我國圖書館館藏電子文獻(CNKI)檢索，未發(fā)現(xiàn)與應用“具有數(shù)碼視標和語音識別特征的少兒視覺訓練方法”內(nèi)容相關的解決上述問題的技術(shù)和方法的報道或記載。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是通過少兒視力檢測活動的趣味性和互動性，提高少年兒童對視力保護的關注度、增加保護自身視力健康的的興趣。本實用新型是一種保護視力健康和身心娛樂兼?zhèn)涞挠幸环N計算機應用系統(tǒng)。同時，數(shù)字化視力檢測系統(tǒng)也解決了視力檢測數(shù)據(jù)容易誤讀、視力測量結(jié)果不夠精確、視力鍛煉效果不佳等問題。本實用新型提供的具有數(shù)碼視標和語音識別特征的少兒視覺檢測系統(tǒng)由視標顯示單元、音頻采集單元和檢測數(shù)據(jù)處理單元三個部分連接構(gòu)成。視標顯示單元通過視頻線與檢測數(shù)據(jù)處理單元視頻輸出口連接，音頻采集單元通過音頻線與檢測數(shù)據(jù)處理單元音頻采集口連接。視標顯示單元是一臺用于顯示符合國際視力檢測標準的視力檢測信號的液晶顯示器。視標顯示單元通過視頻線與檢測數(shù)據(jù)處理單元連接。在檢測視標顯示單元上每次出現(xiàn)的數(shù)字視標信號，視標信號大小與對數(shù)制國際視力檢測標準匹配；視標信號內(nèi)容取自數(shù)據(jù)集{3、5、6、8、9}五個數(shù)字，并發(fā)生隨機變換。檢測視標顯示單元的顯示內(nèi)容與過程是在檢測數(shù)據(jù)處理單元控制下，與音頻采集單元接收到的視標識別發(fā)聲同步；視標顯示單元顯示的視標大小隨視標識別發(fā)聲呈逐漸變小趨勢。音頻采集單元是一種用來接收視標識別發(fā)聲后進行傳輸處理的音頻電路。電路利用AD7705作為轉(zhuǎn)換芯片，通過對音頻信號進行濾波、放大和AD轉(zhuǎn)換，然后傳輸?shù)綑z測數(shù)據(jù)處理單元實現(xiàn)對音頻信號的甄別處理。音頻采集單元即對音頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，通過配對的藍牙通訊適配器與檢測數(shù)據(jù)處理單元連接；也可通過音頻數(shù)據(jù)線與檢測數(shù)據(jù)處理單元連接。音頻采集單元功能是接收視標識別與發(fā)聲通過語音發(fā)出的指令，并將指令通過音頻信號傳輸?shù)较到y(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)處理單元。檢測數(shù)據(jù)處理單元是一臺由硬件和軟件組合成的計算機設備。該單元為視力檢測數(shù)據(jù)在線處理單元，也是整個智能檢測系統(tǒng)的核心單元。其功能是向檢測視標顯示單元發(fā)出符合兒童視力測量要求的視標信號和接收來自音頻采集單元的視標識別發(fā)聲信號。視標信號在視標顯示單元、音頻采集單元和檢測數(shù)據(jù)處理單元三者中間構(gòu)成的數(shù)據(jù)流環(huán)路中出現(xiàn)循環(huán)處理過程。三種媒體形式分別為視頻信號、音頻信號和計算機處理的數(shù)字信號。檢測數(shù)據(jù)處理單元在顯示的視標輸出信號與選擇的視標輸入信號進行比差中，最終自動獲得并輸出兒童視力檢測的真值。本實用新型的優(yōu)點和積極效果該系統(tǒng)建立了受檢兒童與視力檢測設備的互動關系，使得視力檢測過程具有趣味性和互動機能。接受視力測試的兒童在緊張學習的同時，通過視覺和語音呼喊，調(diào)整了自身的精神狀態(tài)，有利于身心健康。隨機變化的數(shù)字視標更容易為少年兒童所接受，對視覺產(chǎn)生良好的刺激，有助于少兒的視覺保護，拒絕在青少年時期出現(xiàn)視力近視現(xiàn)象的發(fā)生。本實用新型公開的具有數(shù)碼視標和語音識別特征的少兒視覺檢測系統(tǒng)通過接收視力檢測音頻數(shù)據(jù)，構(gòu)成檢測系統(tǒng)與視標識別與發(fā)聲之間的循環(huán)過程數(shù)據(jù)處理通道，使得視力檢測過程變得精準、方便和快捷。這種具有數(shù)碼視標和語音識別特征的少兒視覺智能檢測系統(tǒng)，簡化了視力檢測過程，同時數(shù)字視標更易為少兒所接受，對視覺產(chǎn)生良好的刺激，有助于少兒的視覺發(fā)展。

圖I為本實用新型少兒視覺檢測系統(tǒng)示意框圖。圖中，I.檢測視標顯示單元，2.被測試兒童，3.音頻采集單元，4.檢測數(shù)據(jù)處理單
J Li ο圖2為本實用新型人機交互界面。圖3為音頻采集單元電路圖。
具體實施方式
實施例I :如圖I所示,視標顯示單元I、音頻采集單元3、檢測數(shù)據(jù)處理單元4構(gòu)成該具有數(shù)碼視標和語音識別特征的少兒視覺檢測系統(tǒng)。被測試兒童2作為被測試對象與上述三個單元構(gòu)成視標數(shù)據(jù)的多媒體處理環(huán)路。視標顯示單元I通過視頻線與檢測數(shù)據(jù)處理單元4視頻輸出口連接，視標顯示單元I是一臺用來顯示視標信號的液晶顯示器。音頻采集單元3通過音頻線與檢測數(shù)據(jù)處理單元4的音頻采集口連接，音頻采集單元3是一臺用來使用麥克接受音頻信號后進行甄別處理的電路單元。檢測數(shù)據(jù)處理單元4是一臺具有智能處理程序能力和用來處理視力檢測數(shù)據(jù)的一臺計算機設備。實施例2 具有數(shù)碼視標和語音識別特征的少兒視覺檢測系統(tǒng)使用方法如下I.該系統(tǒng)運行啟動后，首先進入到顯示簡單使用說明內(nèi)容的初始狀態(tài)。[0027]2.被測試的兒童站在與視標顯示單元(顯示器)保持5米測試距離，向視標顯示單元(顯示器)喊出“愛”(eye)，系統(tǒng)隨即進入應答工作狀態(tài)。3.檢測數(shù)據(jù)處理單元向視標顯示單元(顯示器)發(fā)送數(shù)碼視標信號。數(shù)碼取自數(shù)碼集(3、5、6、8、9)。4.視標顯示單元(顯示器)向被測視兒童發(fā)出數(shù)碼視標信號。5.被測試的兒童依據(jù)顯示數(shù)碼視標信號，喊出相應的數(shù)碼。 6.音頻采集單元接收到語音信號后，通過藍牙無線通道將數(shù)據(jù)發(fā)送到檢 測數(shù)據(jù)處理單元。7.檢測數(shù)據(jù)處理單元對語音信號與視標信號進行比差分析。分析結(jié)果為真，修改數(shù)碼視標值和視標大小控制數(shù)據(jù)，控制處理轉(zhuǎn)3 ;分析結(jié)果為假，系統(tǒng)自動播報被測試兒童視力的真值。8.系統(tǒng)在10秒鐘內(nèi)未獲得觸發(fā)音“愛”，自動跳轉(zhuǎn)到初始狀態(tài)I，進入靜候工作狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種具有數(shù)碼視標和語音識別特征的少兒視覺檢測系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包含視標顯示單元、音頻采集單元、檢測數(shù)據(jù)處理單元；視標顯示單元通過視頻線與檢測數(shù)據(jù)處理單元視頻輸出口連接，音頻采集單元通過音頻線與檢測數(shù)據(jù)處理單元音頻采集口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有數(shù)碼視標和語音識別特征的少兒視覺檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的視標顯示單元是一臺用來顯示視標信號的液晶顯示器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有數(shù)碼視標和語音識別特征的少兒視覺檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的音頻采集單元是一臺用來使用麥克接受音頻信號后進行甄別處理的電路單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有數(shù)碼視標和語音識別特征的少兒視覺檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的檢測數(shù)據(jù)處理單元是一臺計算機設備。
專利摘要具有數(shù)碼視標和語音識別特征的少兒視覺檢測系統(tǒng)。其核心技術(shù)是由音頻采集單元、檢測數(shù)據(jù)處理單元、視標顯示單元構(gòu)成視力檢測數(shù)據(jù)的處理回路。視力檢測數(shù)據(jù)包含視標顯示大小信號和視標顯示內(nèi)容信號。視標顯示內(nèi)容取自由3、5、6、8、9，五個數(shù)碼構(gòu)成的數(shù)據(jù)集。當被檢測兒童依據(jù)觀測到的數(shù)碼視標，并發(fā)出語音信號，音頻采集單元將采集到的語音信號送到檢測數(shù)據(jù)處理單元進行甄別處理。此時在檢測視標顯示單元、音頻采集單元和檢測數(shù)據(jù)處理單元內(nèi)構(gòu)成視標數(shù)據(jù)的循環(huán)處理。系統(tǒng)最后給出受檢者的視力檢測結(jié)果。該系統(tǒng)簡化了視力檢測過程，增加了活動的趣味性和互動性，對保護視力產(chǎn)生良好刺激。
文檔編號A61B3/032GK202568202SQ20122022849
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者仲偉佇, 余星 申請人:天津理工大學