專利名稱：帶有雙目攝像機的智能視力檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種三位重現視覺機器，具體說是一種智能視力檢測裝置。
背景技術：
人類視力檢測是身體健康檢查的常規內容，現有的檢查方法可分為采用傳統印刷視力表的檢查方法和利用計算機多媒體技術的自動檢測方法。這兩種方法都是要求被檢測者在視力表或者視力表顯示器前特定距離位置處進行視力檢測，視力表或顯示器中的檢測字符尺寸恒定不變，這樣當被檢測者由于主觀或客觀原因未能在上述特定位置參加視力檢測時，就會對視力檢測的準確性造成影響。針對這個問題，近年出現了利用紅外測距技術測量被檢測者與視力表或視力表顯示器之間距離的視力檢測裝置，但是這類裝置不能區分檢測環境中的其他人或物，實用性不強。
發明內容
本發明針對現有技術中存在的沒有一種簡單方便同時精度高的根據被檢測者與視力表距離進行自適應調節檢測字符大小的對人類視力進行檢測的問題，而提供一種帶有雙目攝像機的智能視力檢測裝置，該裝置能夠方便地對被檢測者進行定位，計算上述距離， 調節檢測字符大小，最大精度的對視力進行檢測。同時，通過無線設備實現人機交互。為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案
一種帶有雙目攝像機的智能視力檢測裝置，包括雙目攝像機、視力表顯示裝置、計算機、圖像采集卡、計算機端無線收發設備、被檢測視力者端的無線人機交互裝置、讀卡器以及被檢測者ID卡，其特點是兩個攝像機放置在成像圖像平面，兩個攝像機焦距相同，并通過圖像采集卡與計算機連接，計算機與視力表顯示裝置連接，用于雙目攝像機對被檢測視力者拍照，通過圖像采集卡采集圖像、檢測圖像中的人臉區域以及人臉區域內的雙眼位置， 通過計算機計算出被檢測者雙眼中心到視力表顯示裝置的檢測字符顯示屏幕的距離；計算機與計算機端無線收發設備連接，計算機端無線收發設備與被檢測視力者端的無線人機交互裝置無線通訊連接。計算機還與讀卡器連接。讀卡器內插有被檢測者ID卡。計算機為PC機或筆記本式便攜機或安裝處理軟件的嵌入式計算處理設備。圖像采集卡是由DSP數字信號處理器構成的硬件板卡；其輸入端通過1394線或 AV線與雙目攝像機相連接，用于雙目攝像機采集的圖像信號譯碼處理，并通過總線傳給計算機。計算機端無線收發設備通過紅外無線通訊或藍牙無線通訊接收來自被檢測者發出的指令信號和通過藍牙無線通訊發送/接收被檢測者語音信號，與被檢測者進行聲音交互。被檢測視力者端的無線人機交互裝置為具有紅外無線通訊能力和藍牙無線通訊能力的無線鼠標或具有藍牙通訊能力的無線耳麥。
本發明的有益效果是本發明利用雙目攝像機測量被檢測者與視力表顯示裝置之間的距離，根據這個距離調節顯示裝置視力檢測字符的尺寸大小并在顯示裝置上進行顯示。顯示后計算機通過藍牙無線設備發射語音信號給被檢測者戴的耳麥提示被檢測者準備接收檢測。被檢測者接受檢測后用無線鼠標進行檢測答案的選擇，循環進行，直至完成檢測。由此可見，本發明的檢測裝置能夠方便地對視力進行精確檢測。
圖1是本發明的結構示意圖2是檢測開始時人機交互階段顯示裝置顯示示意圖； 圖3是檢測過程中人機交互階段顯示裝置顯示示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。如圖1所示，本發明的帶有雙目攝像機的智能視力檢測裝置由雙目攝像機1、視力表顯示裝置2、計算機3、圖像采集卡4、計算機端無線收發設備6、被檢測視力者端的無線人機交互裝置7、讀卡器8以及被檢測者ID卡9組成。雙目攝像機1采用兩個工業模擬或數字攝像機，這兩個攝像機要求在位置上進行特殊放置，即成像的圖像平面(又稱投影平面)在慣性空間中位于同一平面且只有一個維度的平移，另外要求兩個攝像機焦距相同。雙目攝像機1通過圖像采集卡與計算機3連接，計算機3與視力表顯示裝置2連接。計算機3與計算機端無線收發設備6連接，計算機端無線收發設備6與被檢測視力者端的無線人機交互裝置7無線通訊連接。雙目攝像機1對被檢測視力者進行拍照，采集圖像后自動檢測圖像中的人臉區域，進而在人臉區域內檢測雙眼位置，進行雙眼幾何中心的計算，最后根據雙目視覺三維重現技術在計算機3中計算出被檢測者雙眼中心到檢測字符顯示屏幕的距離。計算機3計算出檢測者雙眼中心與檢測字符顯示屏幕的距離后，根據內置保存好的《視力表國家標準——標準對數視力表GB 11533—1989]))確定檢測字符的尺寸大小及對應視力記錄值，確定好尺寸的檢測字符通過總線傳輸到視力表顯示裝置2進行顯示。視力表顯示裝置2可以是獨立于計算機的顯示器，也可以是與計算機配套的顯示器，但要保證其分辨率、照度、亮度等對檢測字符顯示有影響的要素要符合《視力表國家標準——標準對數視力表GB 11533—1989》的要求。圖像采集卡4是指輔助計算機采集雙目攝像機圖像信號的DSP數字信號處理器為主的硬件板卡。圖像采集卡4輸入端通過1394線或AV線與雙目攝像機1相連接，將雙目攝像機1采集的圖像信號譯碼處理，然后通過總線傳給計算機3。(數字信號處理(Digital Signal Processing，簡稱DSP)，1394線用來連接數碼攝像機和電腦的線，由1995年電機電子工程師協會(IEEE)把它作為正式新標準，編號1394)。計算機端無線收發設備6具有紅外無線通訊能力和藍牙無線通訊能力。其中紅外無線收發設備接收來自被檢測者發出的指令，藍牙無線通訊設備發送/接收語音信號，與被檢測者進行聲音交互。
被檢測視力者端的無線人機交互裝置7具有紅外無線通訊能力和藍牙無線通訊能力，具體指具有紅外通訊能力的無線鼠標和藍牙通訊能力的無線耳麥。讀卡器8可以在視力檢測完成后將檢測結果通過讀寫磁卡的形式保存到被檢測者的ID卡9中。計算機3可以是傳統意義的PC機、筆記本式便攜機以及其他具有類似計算能力、 安裝處理軟件的嵌入式處理設備。本發明使用過程
(1)檢測裝置開機并完成預備工作
將檢測裝置開機上電，讀卡器8閱讀被檢測者ID卡9信息，檢測裝置通過藍牙無線通訊設備向被檢測視力者頭戴的無線耳機發送語音信號提示被檢測視力者準備接受左眼視力檢測；
(2)被檢測視力者通過具有紅外通訊能力的無線鼠標與檢測裝置進行人機交互，告知檢測裝置已經準備好接受檢查，該過程顯示裝置2顯示如附圖2所示；
(3)計算機3控制雙目攝像機1對被檢測者進行拍照，并在采集的圖像中自動確定人臉區域，進而檢測出人眼部位并計算幾何中心，利用機器視覺中雙目立體視覺三維重現技術計算出人眼距離視力表顯示裝置的距離；然后根據計算出的這個距離，參照國家標準《視力表國家標準——標準對數視力表GB 11533—1989》確定視力表中每一級視力對應的檢測字符的尺寸大小；最后按照傳統視力檢測中視力表檢測字符使用規則發送到視力表顯示裝置2上進行視力顯示。該過程顯示裝置顯示如附圖3中的上部所示，其中字符的尺寸不是恒定不變的，而是根據前述過程所測距離進行實時調整的。(4)被檢測視力者根據觀察到的檢測字符做出方向選擇“上”、“下”、“左”、“右”，如果看不清楚則做出選擇“模糊不清”。選擇是通過使用具有紅外通訊能力的無線鼠標與檢測裝置進行人機交互完成的，該過程顯示裝置顯示如附圖3中下部分所示。(5)計算機3根據被檢測者做出的選擇決定下一步視力等級的檢測及相應字符的顯示，循環進行直至完成左眼檢測；
(6)檢測裝置通過藍牙無線通訊設備向被檢測視力者頭戴的無線耳機發送語音信號提示被檢測視力者準備接受視力檢測，按照步驟完成右眼視力檢測。(7)結束后，檢測裝置通過藍牙無線通訊設備向被檢測視力者頭戴的無線耳機發送語音信號提示被檢測視力者已經完成視力檢測。同時，將檢測結果通過串口讀卡器8保存至被檢測者的ID卡9中。本發明通過雙目攝像機對被檢測者進行拍照獲取圖像信息，然后確定圖像中面部區域，最后在面部區域中識別出人眼部位，利用雙目攝像機三維重現技術計算出眼部中心與視力表(或視力表顯示裝置)之間的距離，確定視力表中檢測字符的尺寸，解決了現有技術存在的問題。
權利要求
1.一種帶有雙目攝像機的智能視力檢測裝置，包括雙目攝像機(1)、視力表顯示裝置 (2)、計算機(3)、圖像采集(4)卡、計算機端無線收發設備(6)、被檢測視力者端的無線人機交互裝置(7)、讀卡器(8)，其特征在于兩個雙目攝像機(1)放置在成像圖像平面，兩個雙目攝像機(1)焦距相同，并通過圖像采集卡(4)與計算機(3)連接，計算機(3)與視力表顯示裝置(2 )連接，用于雙目攝像機(1)對被檢測視力者拍照，通過圖像采集卡(4 )采集圖像、 檢測圖像中的人臉區域以及人臉區域內的雙眼位置，通過計算機(3)計算出被檢測者雙眼中心到視力表顯示裝置的檢測字符顯示屏幕的距離；計算機(3)與計算機端無線收發設備 (6 )連接，計算機端無線收發設備(6 )與被檢測視力者端的無線人機交互裝置(7 )無線通訊連接。
2.根據權利要求1所述的帶有雙目攝像機的智能視力檢測裝置，其特征在于所述計算機(3)還與讀卡器(8)連接。
3.根據權利要求1所述的帶有雙目攝像機的智能視力檢測裝置，其特征在于所述讀卡器(8 )內插有被檢測者ID卡(9 )。
4.根據權利要求1所述的帶有雙目攝像機的智能視力檢測裝置，其特征在于所述計算機(3)為PC機或筆記本式便攜機或安裝處理軟件的嵌入式計算處理設備。
5.根據權利要求1所述的帶有雙目攝像機的智能視力檢測裝置，其特征在于所述圖像采集卡(4)是由DSP數字信號處理器構成的硬件板卡；其輸入端通過1394線或AV線與雙目攝像機相(1)連接，用于雙目攝像機(1)采集的圖像信號譯碼處理，并通過總線傳給計算機(3)。
6.根據權利要求1所述的帶有雙目攝像機的智能視力檢測裝置，其特征在于所述計算機端無線收發設備(6)通過紅外無線通訊或藍牙無線通訊接收來自被檢測者發出的指令信號和通過藍牙無線通訊發送和接收被檢測者語音信號，與被檢測者進行聲音交互。
7.根據權利要求1所述的帶有雙目攝像機的智能視力檢測裝置，其特征在于所述被檢測視力者端的無線人機交互裝置(7)為具有紅外無線通訊能力和藍牙無線通訊能力的無線鼠標或具有藍牙通訊能力的無線耳麥。
全文摘要
本發明涉及一種帶有雙目攝像機的智能視力檢測裝置，兩個攝像機放置在成像圖像平面，兩個攝像機焦距相同，并通過圖像采集卡與計算機連接，計算機與視力表顯示裝置連接，用于雙目攝像機對被檢測視力者拍照，通過圖像采集卡采集圖像、檢測圖像中的人臉區域以及人臉區域內的雙眼位置，通過計算機計算出被檢測者雙眼中心到視力表顯示裝置的檢測字符顯示屏幕的距離；計算機與計算機端無線收發設備連接，計算機端無線收發設備與被檢測視力者端的無線人機交互裝置無線通訊連接。本發明的檢測裝置能夠方便地對視力進行精確檢測。
文檔編號A61B3/032GK102525400SQ20121000847
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者王寶磊 申請人:上海理工大學