执行眼睛检查测试以检查用户的眼睛的方法以及对应的计算设备
阅读说明：本技术 执行眼睛检查测试以检查用户的眼睛的方法以及对应的计算设备 (Method of performing an eye examination test to examine an eye of a user and corresponding computing device ) 是由 伊夫·佛朗哥·迪亚诺·玛丽亚·普雷沃 弗朗切斯科·卡萨诺 约克·威尔森 于 2020-02-17 设计创作，主要内容包括：一种执行眼睛检查测试以于检查用户的眼睛的方法,方法使用计算设备,计算设备包括被布置用于捕获图像的图像捕获单元,方法包括以下步骤：通过捕获单元捕获用户及其周围环境的图像；通过计算设备将捕获的图像分成多个区间；通过计算设备估计区间中的每一个的光强度；通过计算设备基于估计步骤确定捕获的图像中的异常光强度区域,其中估计的光强度高于预定阈值；考虑到确定的异常光区域,通过计算设备执行睛检查测试。(A method of performing an eye examination test for examining an eye of a user, the method using a computing device comprising an image capturing unit arranged for capturing an image, the method comprising the steps of: capturing an image of the user and its surroundings by a capturing unit; dividing, by a computing device, a captured image into a plurality of bins; estimating, by a computing device, a light intensity for each of the intervals; determining, by the computing device, an area of abnormal light intensity in the captured image based on the estimating step, wherein the estimated light intensity is above a predetermined threshold; an eye examination test is performed by the computing device in view of the determined abnormal light region.)
背景技术
本公开涉及一种执行眼睛检查测试的方法。更具体地，本公开涉及使用计算设备的眼睛检查测试。
眼睛检查测试通常是由专业人士(例如配镜师、眼科医生等)进行的一系列测试。眼睛检查测试可用于测试视力、瞳孔功能、眼外肌运动、通过散大瞳孔进行的检眼镜检查等。眼睛屈光状态的评定也可以是眼科和验光临床实践的重要部分。此类眼睛检查测试还可用于检测潜在可治疗的致盲性眼病、全身性疾病的眼部表现或肿瘤迹象或其他大脑异常。
通常，用户需要拜访配镜师或眼科医生来检查他/她的眼睛。可能需要多种工具来检查用户的眼睛。然后，配镜师或眼科医生执行一些眼睛检查测试并基于他/她从用户接收到的输入来调整测试。最后，配镜师或眼科医生能够根据所进行的测试提供与眼睛相关的结论。
在过去的几年中，已经开发了在线眼睛检查测试。因此，用户不再需要亲自拜访配镜师或眼科医生，而是能够在线进行眼睛检查测试。无监督的在线主观验光方法的开发使验光更容易获得并且可能相当节省成本。
执行眼睛检查测试的已知方法使用计算设备以及用户设备。计算设备包括用于显示各种与眼睛检查测试相关的可视化的屏幕。用户设备，例如手机，用作输入工具。用户使用用户设备对屏幕上显示的问卷提供其输入。
为了准确地进行眼睛检查测试，可能需要将用户放置在屏幕前约三米的距离处。使用用户的鞋号将用户引导至该距离。即，用户需要在在线眼科检查中输入他/她的鞋号。根据输入的鞋号，计算出脚跟到脚趾的总步数。例如，对于10号鞋，要达到上述3米的距离需要约10个从脚跟到脚趾的脚步。然后，请求用户执行10个从脚跟到脚趾的脚步，以确保用户处于距屏幕约3米的距离。
上面公开的已知眼睛检查测试的缺点之一是要进行眼睛检查测试的环境不受专业人员控制。环境通常是用户在其中创建环境的用户的家。该环境用于眼睛检查测试可能不是理想的。
发明内容
本公开的一个目的是实现一种用于检查用户的眼睛的眼睛检查测试，其中环境，即用户的周围环境，对测试结果的影响最小。
本公开的另一目的是实现一种用于执行眼睛检查测试的对应的计算设备。
为了更好地解决现有技术的一个或多个问题，在本公开的第一方面，提供了一种执行眼睛检查测试以检查用户的眼睛的方法，所述方法使用计算设备，所述计算设备包括被布置用于捕获影像的影像捕获单元。
所述方法包括以下步骤：
-通过所述捕获单元捕获所述用户及所述用户的周围环境的图像；
-通过所述计算设备将所述捕获的图像分成为多个区间，优选地为多个水平区间和多个竖直区间；
-通过所述计算设备估计所述多个区间中的每一个，优选地所述多个水平区间和竖直区间中的每一个的光强度；
-通过所述计算设备基于估计步骤来确定所述捕获的图像中的异常光强度区域，其中，估计的光强度高于预定阈值；
-考虑到确定的异常光区域，通过所述计算设备执行所述眼睛检查测试。
发明人的见解之一是在眼睛检查测试期间应该考虑图像中具有异常光条件的区域。
在本公开的上下文中，具有异常光强度的区域可以被定义为具有基本上偏离图像本身的平均光强度的标准、预定义的光强度的光强度的区域，该光强度。
为了检测图像特定区域的异常光，首先将图像分成多个水平区间和多个竖直区间。因此可以将区间网格应用于图像，该网格由例如8x8区间、16x16区间、64x64区间、128x128区间、256x256区间等组成。
所使用的网格的分辨率，即区间的数量，例如，可以取决于捕获单元在捕获对应的图像时使用的透镜的焦距。另一种或类似的选择是根据图像中检测到的用户的眼睛的实际大小推导出分辨率。
一旦被划分，可以估计多个水平区间和竖直区间中的每一个的光强度。例如，这可以通过分析特定区间中像素的红-绿-蓝RGB值来执行。RGB值可以转换为光强度的度量，例如使用公式如0.2126*R+0.7152*G+0.0722*B。因此，结果是特定RGB像素亮度的度量。可以对特定区间内的所有值求平均以获得特定区间的亮度的平均度量。
一旦估计了多个水平区间和竖直区间中的每一个的光强度，就确定了图像中的特定区域是否包括异常光强度。这是通过将估计的光强度与预定阈值进行比较来执行的。
值得注意的是，预定阈值可以是特定最大亮度值和/或特定最小亮度值。如果相邻区间的一个或多个估计光强度超过预定阈值，则确定那些特定区间的相关区域具有异常光强度。因此，异常光强度可以是被认为太低或太高的光强度。
最后，考虑到所确定的异常光的区域，更具体地，被认为具有异常光的区域，来执行眼睛检查测试。
根据本公开，计算设备可以是台式计算机、平板电脑、膝上型计算机等中的任一种。例如，这样的计算设备将运行支持所公开的眼睛检查测试的互联网浏览器。
下面描述根据本公开的实施例。
在根据本公开的第一方面的示例中，预定阈值基于捕获的图像的平均光强度。
在本公开的又一示例中，预定阈值是预定义的并且被配置在所述计算设备中。
值得注意的是，英国的照度标准推荐在眼睛检查测试期间使用500lx的照度，用于一般照明和阅读以及带有视力表的色觉测试。这样的特定值可以用于确定在计算设备中配置的预定阈值。例如，如果特定区间的平均照度超过1000lx，则可以认为该特定区间的光强度异常。
在进一步的示例中，计算设备通信耦接到显示面板，其中执行所述眼睛检查测试的步骤包括：
-通过所述计算设备经由所述显示面板向所述用户指示所述确定的异常光区域超过所述预定阈值。
上述示例的优点之一是可以指示用户采取适当的行动来改善照明情况。例如，可能会要求用户调低特定(聚光)灯，可能会要求增加房间内的整体照明等。
在另一个示例中，计算设备通信耦接到音频设备，其中执行所述眼睛检查测试的步骤包括：
-通过所述计算设备经由所述音频设备向所述用户指示所述确定的异常光区域超过所述预定阈值。
可以经由与计算设备相关联的屏幕、智能电话、平板电脑等来指示用户。
在进一步的示例中，进行所述眼睛检查的步骤包括以下步骤：
-通过所述计算设备估计所述捕获的图像的平均光强度；
-通过所述计算设备确定所述平均光强度与预定义的平均光强度不兼容；
-通过所述计算设备基于所述确定，请求所述用户修改所述用户的周围环境中的照明。
上述示例描述了环境照明，例如背景照明，不足以进行眼睛检查测试的情况。背景照明可能太亮，也可能太暗。如上所述，背景照明优选地在400lx-600lx之间，或类似的值。在确定的平均光强度与400lx-600lx相差太大的情况下，可要求用户对应地修改用户周围环境的照明。
可以使用与计算设备相关联的屏幕向用户传达这样的请求，或者可以使用诸如智能电话、平板电脑等特定移动用户设备来传达这样的请求。
在更进一步的示例中，该方法还包括以下步骤：
-通过所述计算设备检测所述用户的双眼在所述捕获的图像中的位置；
-通过所述计算设备基于估计所述多个水平区间和竖直区间中的每一个的所述光强度和所述检测位置的步骤，分开确定每只所述眼睛的感知光强度；
并且其中，所述执行的步骤包括：
-分别考虑到所确定的每只眼睛的感知光强度，通过所述计算设备执行所述眼睛检查测试。
已发现，特定眼睛感知到的光强度也可以对眼睛检查测试的结果产生影响。可以通过区分用户的每只眼睛感知到的光强度来改善结果。然后可以考虑眼睛检查测试，例如左眼感知的光强度不同于右眼感知的光强度。
可以使用特定的面部识别算法来检测用户的眼睛在所捕获的图像中的位置。例如，可以使用面部的人类学特征来检测眼睛，或者可以使用任何其他可用手段来检测眼睛。
然后可以计算每只眼睛的平均光强度。即，可以分开确定与每只眼睛对应的位置的平均光强度。
在第二方面，提供了一种用于执行眼睛检查测试以检查用户的眼睛的计算设备，其中所述计算设备包括：
-图像捕获单元，被布置用于捕获所述用户及所述用户的周围环境的图像；
-处理单元，被布置用于：
-将所述捕获的图像分成多个水平区间和多个竖直区间；
-估计所述多个水平区间和竖直区间中的每一个的光强度；
-基于所述估计来确定所述捕获的图像中的异常光强度区域，其中，估计的光强度高于预定阈值；
并且其中，所述计算设备还被布置用于考虑到确定的异常光区域来执行所述眼睛检查测试。
特此指出，本公开的第一方面的优点和定义，即执行眼睛检查测试以检查用户的眼睛的方法，也与本公开的第二方面相关联，即用于执行眼睛检查测试以检查用户的眼睛的计算设备。
计算设备可以是适合于执行眼睛检查测试的任何类型的设备。通常，它包括用于处理各种操作的处理单元。它还包括用于向用户显示各种可视化设备的屏幕，用户应该向该各种可视化设备提供他或她的输入。本申请不涉及要执行的眼睛检查测试的细节。
计算设备是例如膝上型电脑、平板电脑、台式机等。图像捕获单元可以是网络相机，其是计算设备的一部分，即组成部分。网络相机也可以是例如连接到USB端口的USB设备。
在上文中，解释了图像捕获单元和处理单元。根据本公开，影像捕获单元也可以为影像捕获设备、影像捕获装置、影像捕获模块等。处理单元还可以是处理设备、处理装置、处理模块等。
在一个示例中，预定阈值基于所述捕获的图像的平均光强度。
在又一示例中，预定阈值是预定义的并且被配置在所述计算设备中。
在另一个示例中，计算设备通信耦接到显示面板，其中所述处理单元还被布置用于：
-通过所述显示面板向所述用户指示所述确定的异常光区域超过所述预定阈值。
在又一示例中，计算设备通信耦接到音频设备，其中所述处理单元还被布置用于：
-通过所述音频设备向所述用户指示所述确定的异常光区域超过所述预定阈值。
在又一个示例中，处理单元还被布置为：
-估计所述捕获的图像的平均光强度；
-确定所述平均光强与预定义的平均光强不兼容；
-基于所述确定，请求所述用户修改所述用户的周围环境中的照明。
在又一示例中，处理单元还被布置为：
-检测所述用户的双眼在所述捕获的图像中的位置；
-基于估计所述多个区间中的每一个的所述光强度和所述检测位置的步骤，分开确定每只所述眼睛的感知光强度；
并且其中，所述计算设备还被布置用于分别考虑到所确定的每只眼睛的感知光强度来执行所述眼睛检查测试。
在本公开的第三方面，提供了一种计算机程序产品，其包括其上存储有指令的计算机可读介质，该指令在被计算设备执行时使得所述计算设备实现根据以上提供的示例中的任一个的方法。
参照下文所描述的实施例，本公开的这些和其他方面将是显而易见的和阐明的。
附图说明
图1示意性地示出了根据本公开的方法；
图2示意性地示出了四幅图像，该四幅图像说明确定背景光源可能对眼科检查结果有负面影响的过程。
图3示意性地示出了根据本公开的计算设备。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本公开的方法1。
一种执行眼睛检查测试以检查用户的眼睛的方法，所述方法使用计算设备，所述计算设备包括被布置用于捕获图像的图像捕获单元。
所提出方法的一个方面是分析从特定用户拍摄的图像中的环境照明。在图像的某些区域，可以确定异常光强度。考虑到光强度异常的区域，然后仍可以进行眼睛检查测试。替代地或除此之外，可以执行校正措施以确保未来捕获的图像不包括异常光强度的区域。例如，可以请求用户移动捕获单元、调低环境照明、增加环境照明等。
在第一步骤中，该方法包括由所述捕获单元捕获所述用户及其周围环境的图像的步骤。
本方法涉及捕获用户及其周围环境的单个图像的构思。然而应该注意的是，可以捕获用户的多个图像以增加该方法的可靠性。
在下一步骤中，该方法包括将所述捕获的图像分成多个水平区间和多个竖直区间的步骤。
例如，图像可以被分成多个图块，也称为区间。所提出的方法不限于图块的数量，也不限于图块的形状。优选地，使用相同尺寸的图块，使得每个图块的形状相同。甚至更优选地，图块的形状为矩形，例如方形。
在下一个步骤中，估计多个图块(例如水平区间和竖直区间)中的每一个的光强度。接下来，基于所述估计步骤来确定所述捕获图像中的异常光强度区域，其中所述估计光强度高于预定阈值。最后，考虑到异常光的所述确定区域，执行眼睛检查测试。
图2示意性地图示了四个图像21、22、23、24，图示了确定背景光源可能对眼睛检查测试的结果具有负面影响的过程。
值得注意的是，通常，当用户在屏幕前时，用户开始特定的眼睛检查测试。用户的眼睛与屏幕之间的距离可以估计为约65厘米。然后图像捕获单元可以以规则间隔捕获用户的图像。
在第一步骤中，可以执行校准过程，其可以基于平均瞳距，即用户的眼睛之间的距离，确定图像捕获单元的焦距，更具体地，图像捕获单元的透镜的焦距。在校准过程中，用户可能基本上静止地坐在屏幕前。
然后可以引导或请求用户到距屏幕一定距离，例如三米。优选地，眼睛检查测试在距屏幕约三米处进行以改进测试结果。在用户无法识别屏幕上的任何符号的情况下，距离也可以减少到大约一或两米。
如上所述，眼睛检查测试期间的推荐照度标准可以是500lx，用于一般照明和阅读以及带有视力表的色觉测试。首先，例如可以通过分析捕获的图像的每个像素来估计房间的平均照度。
接下来，在捕获的图像的帧上计算中值照度及第25和第75百分位。如果认为测得的照度与推荐的500lx不兼容，则可能会指示患者对应地调暗或调亮光线。替代地或除此之外，眼睛检查测试可以考虑光分布中的任何异常。
然后可以在n^2个区间的网格上计算照度的水平和垂直分布。为了检测背景光分布中的异常，该算法可以计算中值照度以及第25和第75百分位。可检测到异常光源，其中区间的中值照度与环境的第75百分位之间的差可大于阈值。阈值可以作为网格分辨率和环境照度方差的函数而变化。
上述示例如图2所示。附图标记21表示其中示出了合并照度的图表。水平绘制了合并照度，垂直绘制了从中心开始的区间的数量。附图标记22示出了处理过的图像，其中示出了特定光源，其中水平绘制了与水平距离相关的量度，并且其中垂直绘制了与垂直距离相关的量度。附图标记24示出了原始捕获的图像，附图标记23表示其中示出了合并照度的曲线图。从中心水平绘制了区间，并且垂直绘制了合并照度。
图3显示了用于执行眼睛检查测试以检查用户的眼睛的计算设备51，其中所述计算设备包括：
-图像捕获单元53，被布置用于捕获所述用户及其周围环境的图像；
-处理单元52被布置用于：
-将所述捕获的图像分成多个水平区间和多个竖直区间；
-估计所述多个水平区间和竖直区间中的每一个的光强度；
-基于所述估计来确定所述捕获的图像中的异常光强度区域，其中，估计的光强度高于预定阈值；
并且其中，所述计算设备还被布置用于考虑到确定的异常光区域来执行所述眼睛检查测试。
本公开不限于以上公开的示例，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求中所公开的本公开范围的前提下，不必应用创造性技术，可以对本发明进行修改和增强。
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