CN108742500B - 一种基于对比度调制的正弦光栅感知能力的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于对比度调制的正弦光栅感知能力的检测方法，包括：基于光栅平均亮度、光栅对比度、光栅空间频率、随机载波、载波对比度、光栅方位、光栅相位构建光栅刺激函数；光栅相位取第一值，随机载波取第二值，光栅方位取A或B，其它值为固定值情况下，取光栅对比度Cx代入光栅刺激函数，得到光栅刺激图；向被测试者展示光栅刺激图；被测试者输入的光栅方位与光栅刺激图的光栅方位相同时，Cx＝Cx×(1‑R)代入光栅刺激函数，直到两者不同时，输出目标光栅刺激图；否则，Cx＝Cx×(1+R)代入光栅刺激函数，直到输入的光栅方位与光栅刺激图光栅方位相同，输出光栅刺激图；光栅刺激图的光栅对比度为测试者的感知能力。
Description
技术领域
本发明涉及视觉测试技术领域，尤其涉及一种基于对比度调制的正弦光栅感知能力的检测方法。
背景技术
正弦光栅是一种特殊类型的光栅，由载体和调制信号共同组成。载体可为空白或随机噪音等形式，调制信号为正弦光栅。光栅刺激应用于皮层性视觉功能检测而言，与视力表上的E字等字母识别不同。前者更多地依赖刺激中包含的空间频率和对比度信息，而后者还会依赖刺激中空间结构等信息。
人类个体对正弦光栅刺激的感知能力不尽相同。一般情况下，正弦光栅对比度越小，人对正弦光栅识别和感知就越难，因此，可以通过改变正弦光栅对比度的方法，测试人类个体的正弦光栅感知能力。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于对比度调制的正弦光栅感知能力的检测方法；
本发明提出的一种基于对比度调制的正弦光栅感知能力的检测方法，包括：
S1、基于光栅平均亮度、光栅对比度、光栅空间频率、随机载波、载波对比度、光栅方位和光栅相位构建光栅刺激函数；
S2、在光栅平均亮度、光栅空间频率、载波对比度取预设值，光栅相位取第一值，随机载波取第二值，光栅方位取A或B的情况下，在光栅对比度取值范围内取一个值Cx代入光栅刺激函数中，得到目标光栅刺激图；
S3、向被测试者展示目标光栅刺激图，接收被测试者输入的预测光栅方位；
S4、当被测试者输入的预测光栅方位与目标光栅刺激图的光栅方位相同时，令Cx＝Cx×(1-R)执行步骤S2，直到被测试者输入的预测光栅方位与目标光栅刺激图的光栅方位不相同时，输出所述目标光栅刺激图；否则，令Cx＝Cx×(1+R)执行步骤S2，直到被测试者输入的预测光栅方位与目标光栅刺激图的光栅方位相同时，输出所述目标光栅刺激图，R为比值常数；
S5、输出目标光栅刺激图的光栅对比度，所述目标光栅刺激图的光栅对比度即为被测试者的光栅感知能力。
优选地，步骤S1，具体包括：
光栅刺激函数：
l(x，y)＝Lmean×{1+R(x，y)×Cr×{c×sin[2πf(y cosθ-x sinθ)+φ]}}，其中，Lmean为光栅平均亮度、C为光栅对比度、f为光栅空间频率、R(x,y)为随机载波、Cc载波对比度、θ为光栅方位、Ф为光栅相位。
优选地，步骤S2中，所述A为0时，B为π/2；A为π/4时，B为3π/4。
优选地，步骤S2中，所述第一值的取值范围为0至2π。
优选地，在每次执行步骤S2时，第一值取0至2π中任一个值。
优选地，在每次执行步骤S2时，第二值为随机数值。
本发明通过向被测试者展示光栅对比度不同、方位不同的光栅刺激图，被测者对光栅刺激图中的光栅方位进行识别，当被测者方位识别正确时，降低光栅刺激图的光栅对比度，增加被测者的识别难度，直到被测者识别不出时，输出光栅刺激图；当被测者方位识别不正确时，提高光栅刺激图的光栅对比度，减少被测者的识别难度，直到被测者识别正确时，输出光栅刺激图，再获取与光栅刺激图对应的光栅感知能力，从而完成对被测者的光栅感知能力测试，该方法简单方便，能自动根据被测者的识别情况进行光栅对比度调整，本发明实用性强，易控制，相对于医生传统操作测试而言，更加自动化，节省人力物力。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于对比度调制的正弦光栅感知能力的检测方法的流程示意图；
图2为本发明光栅刺激函数中不同光栅对比度的光栅刺激图；
图3为本发明光栅刺激函数中光栅方位为π/2时的光栅刺激图；
图4为本发明光栅刺激函数中光栅方位为0时的光栅刺激图；
图5为本发明光栅刺激函数中光栅方位为π/4时的光栅刺激图；
图6为本发明光栅刺激函数中光栅方位为3π/4时的光栅刺激图；
图7为本发明中随机载波示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种基于对比度调制的正弦光栅感知能力的检测方法，包括：
步骤S1，基于光栅平均亮度、光栅对比度、光栅空间频率、随机载波、载波对比度、光栅方位和光栅相位构建光栅刺激函数，具体包括：
光栅刺激函数：
l(x，y)＝Lmean×{1+R(x，y)×cc×{C×sin2πf(y cosθ-x sinθ)+φ]}}，其中，Lmean为光栅平均亮度、C为光栅对比度、f为光栅空间频率、R(x,y)为随机载波、Cc载波对比度、θ为光栅方位、Ф为光栅相位。
步骤S2，在光栅平均亮度、光栅空间频率、载波对比度取预设值，光栅相位取第一值，随机载波取第二值，光栅方位取A或B的情况下，在光栅对比度取值范围内取一个值Cx代入光栅刺激函数中，得到目标光栅刺激图，所述A为0时，B为π/2；A为π/4时，B为3π/4；所述第一值的取值范围为0至2π，在每次执行步骤S2时，第一值取0至2π中任一个值；在每次执行步骤S2时，第二值为随机数值。
参照图2、图3、图4、图5、图6、图7，在具体方案中，Lmean为光栅平均亮度，实际测量时可在(0.0–500.0cd/m2)之间任意调整。但调整需在测量前完成，调整后在整个测量过程中不能再次调整，一次测量完成后，进行下一次测量前可再次调整；光栅空间频率f，即一度视角的空间范围内有多少个周期；Ф为光栅相位，随机变化Ф的目的是为了对增加被测者光栅方位识别的难度。
如图2，光栅对比度C从左到右逐渐减小，C越小，测量对应的难度等级越大；C越大，测量对应的难度等级越小。
如图3至图6，测试过程中，θ通常选定两个值(譬如0和π/2，π/4和3π/4)，每一次出现的目标光栅刺激图包含的θ从两个值中随机选择一个，用户需要判断目标光栅刺激图包含的θ是哪一个值。
如图7，R(x,y)是随机噪音点构成的载波，Cc是载波对比度，从左至右，第一张图和第二张图的随机载波的载波对比度大于第三张图和第四张图，被测者识别第三张图和第四张图的难度大于第一张图和第二张图。
步骤S3，向被测试者展示目标光栅刺激图，接收被测试者输入的预测光栅方位。
步骤S4，当被测试者输入的预测光栅方位与目标光栅刺激图的光栅方位相同时，令Cx＝Cx×(1-R)执行步骤S2，直到被测试者输入的预测光栅方位与目标光栅刺激图的光栅方位不相同时，输出所述目标光栅刺激图；否则，令Cx＝Cx×(1+R)执行步骤S2，直到被测试者输入的预测光栅方位与目标光栅刺激图的光栅方位相同时，输出所述目标光栅刺激图，R为比值常数。
步骤S5，输出目标光栅刺激图的光栅对比度，所述目标光栅刺激图的光栅对比度即为被测试者的光栅感知能力。
在具体方案中，向被测试者展示光栅对比度为Cx的目标光栅刺激图，被测试者进行光栅方位识别并输入预测光栅方位，当被测试者输入的预测光栅方位与目标光栅刺激图的光栅方位相同时，降低光栅刺激图的光栅对比度，增加被测者的识别难度，直到被测者识别不出时，输出光栅刺激图；当被测者方位识别不正确时，提高光栅刺激图的光栅对比度，减少被测者的识别难度，直到被测者识别正确时，输出光栅刺激图，其中，R为比值常数，用于控制测试精度，R越小，测试精度越高。
输出目标光栅刺激图的光栅对比度，所述目标光栅刺激图的光栅对比度即为被测试者的光栅感知能力，从而完成对被测者的光栅感知能力测试。
本实施方式通过向被测试者展示光栅对比度不同、方位不同的光栅刺激图，被测者对光栅刺激图中的光栅方位进行识别，当被测者方位识别正确时，降低光栅刺激图的光栅对比度，增加被测者的识别难度，直到被测者识别不出时，输出光栅刺激图；当被测者方位识别不正确时，提高光栅刺激图的光栅对比度，减少被测者的识别难度，直到被测者识别正确时，输出光栅刺激图，再获取与光栅刺激图对应的光栅感知能力，从而完成对被测者的光栅感知能力测试，该方法简单方便，能自动根据被测者的识别情况进行光栅对比度调整，本发明实用性强，易控制，相对于医生传统操作测试而言，更加自动化，节省人力物力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于对比度调制的正弦光栅感知能力的检测方法，其特征在于，包括：
S1、基于光栅平均亮度、光栅对比度、光栅空间频率、随机载波、载波对比度、光栅方位和光栅相位构建光栅刺激函数；
S2、在光栅平均亮度、光栅空间频率、载波对比度取预设值，光栅相位取第一值，随机载波取第二值，光栅方位取A或B的情况下，在光栅对比度取值范围内取一个值Cx代入光栅刺激函数中，得到目标光栅刺激图；
S3、向被测试者展示目标光栅刺激图，接收被测试者输入的预测光栅方位；
S4、当被测试者输入的预测光栅方位与目标光栅刺激图的光栅方位相同时，令Cx＝Cx×(1-R)执行步骤S2，直到被测试者输入的预测光栅方位与目标光栅刺激图的光栅方位不相同时，输出所述目标光栅刺激图；否则，令Cx＝Cx×(1+R)执行步骤S2，直到被测试者输入的预测光栅方位与目标光栅刺激图的光栅方位相同时，输出所述目标光栅刺激图，R为比值常数；
S5、输出目标光栅刺激图的光栅对比度，所述目标光栅刺激图的光栅对比度即为被测试者的光栅感知能力；
步骤S1，具体包括：
光栅刺激函数：
l(x，y)＝Lmean×{1+R(x，y)×Cc×{C×sin[2πf(ycosθ-xsinθ)+Φ]}}，其中，Lmean为光栅平均亮度、C为光栅对比度、f为光栅空间频率、R(x,y)为随机载波、Cc载波对比度、θ为光栅方位、Ф为光栅相位。
2.根据权利要求1所述的基于对比度调制的正弦光栅感知能力的检测方法，其特征在于，步骤S2中，所述A为0时，B为π/2；A为π/4时，B为3π/4。
3.根据权利要求1所述的基于对比度调制的正弦光栅感知能力的检测方法，其特征在于，步骤S2中，所述第一值的取值范围为0至2π。
4.根据权利要求3所述的基于对比度调制的正弦光栅感知能力的检测方法，其特征在于，在每次执行步骤S2时，第一值取0至2π中任一个值。
5.根据权利要求1所述的基于对比度调制的正弦光栅感知能力的检测方法，其特征在于，在每次执行步骤S2时，第二值为随机数值。
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