一种通过儿童手表进行视力检测的方法与流程

1.本发明涉及图像识别技术和asr自动语音识别技术领域，具体涉及一种通过儿童手表进行视力检测的方法。

背景技术：

2.近年来，视力保护是青少年的主要课题，传统的视力检测手段是在指定医院进行检测，检测过程需要检测者由大到小指向不同的e字，检测对象遮蔽单眼后口述开口方向，由检测者记录过程并反馈测试结果。此检测方式有严重的地域限制，存在检测设备简陋，检测效率低，检测过程繁琐等问题，同时受制于检测者与被检测者的个人情况，存在人为因素导致视力检测结果不准确，检测方法单一等问题。
3.现有中国专利1《一种自助型视力检测装置》(文件号cn 216876325 u)，专利1利用测距传感器,实现检测过程中的距离检测；利用遥控器,实现检测过程中的结果录入；增加了测试对象的成本，检测设备不可再利用，增加了检测设备的传感器数量及成本。
4.专利2《利用移动智能终端进行视力检测的方法及终端》(文件号cn103315700a)专利2是根据用户的选择确定视力检测距离；检测结果录入需要用户先录音并将该语音信息保存在识别语音匹配库，然后测试时将辨识语音信息与识别语音匹配库进行匹配后显示结果；此方法需要增加距离测量仪，操作繁琐，且无法实现测试过程中的实施距离检测，可能因为测试过程中距离变动造成测试结果不准确；
5.以上，针对目前已有的技术，问题缺陷的技术实质是缺少检测过程对应的图像算法及语音算法，故采用了半人工的方式作为替代，造成人力资源的占用和效率低下问题。

技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种通过儿童手表进行视力检测的方法。以期解决背景技术中存在的技术问题。
7.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种通过儿童手表进行视力检测的方法，包括如下步骤：
9.将儿童手表和视力检测对象配置在预设距离；
10.通过儿童手表内置的视力表开始进行视力检测；
11.将检测对象在检测过程中的语音转换为相应的文本来实现视力表开口方向的结果输入；
12.实时检测儿童手表和视力检测对象之间的距离；当检测结果大于或小于预设距离时，暂停视力检测，直到检测对象与儿童手表的距离满足预设距离后继续检测；
13.检测完成后，根据视力对数表规则分析并显示结果。
14.在一些实施例中，所述视力表为标准的e字表或c字表。
15.在一些实施例中，所述将检测对象在检测过程中的语音转换为相应的文本来实现视力表开口方向的结果输入，包括：
16.预先分析出语音特征参数，制作语音模板，并存放在语音参数库中；
17.分析待识语音，得到待识语音参数；将待识语音参数与语音模板一一比较，出最接近语音特征的模板，得出识别结果。
18.在一些实施例中，所述实时检测儿童手表和视力检测对象之间的距离；包括：
19.检测摄像头前人的像素眼间距，并将像素眼间距带入距离拟合公式得到此人距离摄像机的距离；
20.所述距离拟合公式为：y＝a*xb，其中x为物体在图像内的像素距离，y为该物体实际距离摄像头的距离；a，b是通过拟合得到的相对固定参数(根据固定的人，摄像头类型，距离求出的随机参数)，其中a为斜率，b为根据人拟合的常量。
21.有益效果
22.本发明与现有技术相比，其显著优点是：
23.利用了儿童手表本身就具有的摄像头和麦克风，通过图像识别技术和asr自动语音识别技术，实现视力检测中最重要的两个环节-距离检测及检测结果录入功能，在儿童手表上实现全覆盖，全智能，全实时视力检测功能，解决目前视力检测存在的问题，在视力检测全流程中实现了实时，高效，准确的检测过程及结果。
附图说明
24.图1是本发明公开的一种基于儿童手表的视力检测方法的空间位置示意图；
25.图2是儿童手表上视力对数表的显示示意图；
26.图3是儿童手表上单眼检测结果示意图；
27.图4是儿童手表上最终双眼检测结果示意图。
28.图5是本实施例的通过儿童手表进行视力检测的方法的流程图。
29.图6是本实施例的像素距离和实际距离摄像头的距离的关系图。
具体实施方式
30.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
31.相反，本技术涵盖任何由权利要求定义的在本技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本技术有更好的了解，在下文对本技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本技术。
32.以下将结合图1-6对本技术实施例所涉及的一种通过儿童手表进行视力检测的方法进行详细说明。值得注意的是，以下实施例仅仅用于解释本技术，并不构成对本技术的限定。
33.如图5所示，一种通过儿童手表进行视力检测的方法，包括如下步骤：
34.如图1所示，将儿童手表和视力检测对象配置在预设距离，保持手表在眼前40厘米处；
35.打开儿童手表上的视力检测应用，系统自动检测摄像头与麦克风处于正常工作
中，则进入下一步，否则返回上一步；
36.系统语音/文字提醒用户，保持手表在眼前40厘米处，蒙住右眼，检测左眼，摄像头使用图像识别技术，分析人脸大小，判断用户距离符合要求时，页面“开始检测”按钮亮起，允许点击进入下一步，否则“开始检测”按钮置灰不可点击；
37.儿童手表根据国标《标准对数视力表》规则，换算e字表大小及方向(如图2)在手表屏幕上呈现，语音播报“您可以语音喊【向上】【向下】【向左】【向右】【不清楚】进行视力检测”；
38.测量对象直接回答【向上】【向下】【向左】【向右】【不清楚】，儿童手表通过手表上的麦克风拾音，asr自动语音识别技术转写对应结果：“上”“下”“左”“右”“无”，来实现e字表开口方向结果输入。根据国标《标准对数视力表》规则，每类e字大小各检查3次(随机生成方向)，有错误则调到上一级e字表，全对则跳到下一级e字表；每一级e字大小累计出现三次错误则结束测量。
39.测量全过程实时监测测量距离是否符合规则，当识别出测量环境异常时，即当检测结果大于或小于预设距离时，暂停测量直到检测对象与儿童手表的距离满足预设距离后继续检测。测试完成后，根据国标《标准对数视力表》规则，分析并显示左眼视力检测结果(如图3)。
40.实时检测儿童手表和视力检测对象之间的距离；当检测结果大于或小于预设距离时，暂停视力检测，直到检测对象与儿童手表的距离满足预设距离后继续检测；
41.检测完成后，根据视力对数表规则分析并显示结果。
42.左眼检测完毕后，蒙住左眼，重复步骤二至步骤五，检测右眼，双眼检测完毕后，输出最终检测结果(如图4)
43.本技术方案通过儿童手表本身就具有的摄像头、麦克风两个传感器，配合儿童手表主芯片完成工作，摄像头为实施监控设备，麦克风为结果录入设备，儿童手表主芯片提供算法能力，通过图像识别技术和asr自动语音识别技术，实现了视力检测过程的全覆盖，全智能，全实时三个主要特征。
44.视力检测过程中检测距离是关键监控项，本发明是一种通过儿童手表摄像头进行视力检测的距离控制方法，其技术特征在于使用儿童手表上的摄像头，采用图像识别技术，通过人脸关键点判断距离，实时监测用户距离，确保视力检测环境正常，当识别出测量环境异常时，暂停测量直到监测对象调整完成后继续测试，保证测试距离准确度及测试合规性。
45.图像识别技术是指相同长度的物体，在同一款摄像头拍出的相同尺寸的图片内，其像素距离和实际距离摄像头的距离会存在某一关系，那么我们可以尝试把该关系拟合为y＝a*xb。其中x为物体在图像内的像素距离，y为该物体实际距离摄像头的距离，因此当我们知道该物体在图像内的像素距离后，带入拟合公式，则可得到该物体此时实际距离摄像头的距离。其基本原理简述如下(如说明书附图6)：
46.①
进行摄像头适配，得到该摄像头在240*240图像上的拟合公式。并将该公式写入程序中。
47.②
通过apu人脸检测算法，来检测摄像头前人的像素眼间距，并将像素眼间距带入距离拟合公式得到此人距离摄像机的距离。(其中：女性眼间距多为56-64mm，男性眼间距多在60-70mm，儿童眼间距在55mm左右，婴幼儿由于刚刚出生眼间距较小，在35mm左右属于正
常范围。由于是儿童手表因此暂时选择以55mm为基准。)
48.asr是指自动语音识别技术(automatic speech recognition)，是一种将人的语音转换为文本的技术，其基本原理简述如下：
49.①
训练(training)：预先分析出语音特征参数，制作语音模板，并存放在语音参数库中。
50.②
识别(recognition)：待识语音经过与训练时相同的分析，得到语音参数。将它与库中的参考模板一一比较，并采用判决的方法出最接近语音特征的模板，得出识别结果。
51.③
失真测度(distortion measures)：在进行比较时要有个标准，这就是计量语音特征参数矢量之间的“失真测度”。
52.④
主要识别框架：基于模式匹配的动态时间规整法(dtw)和基于统计模型的隐马尔可夫模型法(hmm)。
53.本实施例的技术方案使用儿童手表的摄像头，通过图像识别技术，实时识别用户距离，保证测试距离准确度及测试过程合规性，然后手表通过国标视力对数表规则，换算e字表大小在手表屏幕上呈现，测量对象通过麦克风拾音，通过asr自动语音识别技术转写用户的多种说法为“上”“下”“左”“右”“不清楚”结果，来实现e字表开口方向结果输入，测量过程实时监测测量距离是否符合规则，当识别出测量环境异常时，暂停测量直到监测对象调整完成后继续测试，测试完成后，根据视力对数表规则分析并显示结果。
54.通过图像识别技术和asr自动语音识别技术，实现视力检测中最重要的两个环节-距离检测及检测结果录入功能，在视力检测全流程中实现了实时，高效，准确的检测过程及结果。解决目前视力检测存在的检测地点固定，检测方式单一，检测结果反馈慢，结果反馈不准确的问题。
55.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种通过儿童手表进行视力检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：将儿童手表和视力检测对象配置在预设距离；通过儿童手表内置的视力表开始进行视力检测；将检测对象在检测过程中的语音转换为相应的文本来实现视力表开口方向的结果输入；实时检测儿童手表和视力检测对象之间的距离；当检测结果大于或小于预设距离时，暂停视力检测，直到检测对象与儿童手表的距离满足预设距离后继续检测；检测完成后，根据视力对数表规则分析并显示结果。2.根据权利要求1所述的一种通过儿童手表进行视力检测的方法，其特征在于，所述视力表为标准的e字表或c字表。3.根据权利要求1所述的一种通过儿童手表进行视力检测的方法，其特征在于，所述将检测对象在检测过程中的语音转换为相应的文本来实现视力表开口方向的结果输入，包括：预先分析出语音特征参数，制作语音模板，并存放在语音参数库中；分析待识语音，得到待识语音参数；将待识语音参数与语音模板一一比较，出最接近语音特征的模板，得出识别结果。4.根据权利要求1所述的一种通过儿童手表进行视力检测的方法，其特征在于，所述实时检测儿童手表和视力检测对象之间的距离；包括：检测摄像头前人的像素眼间距，并将像素眼间距带入距离拟合公式得到此人距离摄像机的距离；所述距离拟合公式为：y＝a*x
b
，其中x为物体在图像内的像素距离，y为该物体实际距离摄像头的距离，a，b是通过拟合得到的相对固定参数。

技术总结

本发明提供了一种通过儿童手表进行视力检测的方法，包括如下步骤：将儿童手表和视力检测对象配置在预设距离；通过儿童手表内置的视力表开始进行视力检测；将检测对象在检测过程中的语音转换为相应的文本来实现视力表开口方向的结果输入；实时检测儿童手表和视力检测对象之间的距离；当检测结果大于或小于预设距离时，暂停视力检测，直到检测对象与儿童手表的距离满足预设距离后继续检测；检测完成后，根据视力对数表规则分析并显示结果。通过图像识别技术和ASR自动语音识别技术，实现视力检测中最重要的两个环节-距离检测及检测结果录入功能，在视力检测全流程中实现了实时，高效，准确的检测过程及结果。准确的检测过程及结果。准确的检测过程及结果。