视觉缺陷测量及补偿的系统及方法

专利名称：视觉缺陷测量及补偿的系统及方法
技术领域：
本发明有关于视觉缺陷测量及补偿的系统及方法，尤指一种依照使用者 的视觉缺陷，建立一视觉缺陷模型，使得由影像撷取单元撷取即时影像，根 据视觉缺陷模型，进行补偿及调整，以产生一校正影像，并将校正影像显示 于使用者眼前的显示单元上，以取代使用者肉眼所观看的景物，藉以矫正或 补偿使用者因视觉缺陷导致的视功能障碍感，或强化使用者对周遭环境的了 解。
背景技术：
现有的个人随身型的视觉补偿的产品，通常仅具有单一或少数补偿机制， 诸如针对弱视患者的扩视机、针对视野狭窄的广角镜组、针对全盲患者的 点字触摸显示器等，这些产品多为依光学或机械原理制作，因此，在重量、 使用弹性、功能整合上较显劣势。又由于不同的视觉缺陷补偿机制的整合复 杂，难以实现之外，尚有体积、重量及设施操作复杂度等因素，因此，个人 随身型的视觉补偿系统，不易在符合随身携带的使用要求下，达成全部视觉 缺陷的补偿功能。此外，每个人的视觉缺损情况几乎完全不相同，使得在系 统在个人化设计上，形成很大的挑战。故现有的视觉补偿系统，具有下列的 几点问题
1. 多为通用型设计，并非针对使用者个人化的设计，现有产品不易依个 人的特定视力状况，进行调整设计，使得现有的产品不易符合该使用者的全 部需求。
2. 现有的产品仅具有单一或少数几项视觉缺陷补偿机制，仅能针对单一 或少数的几项视觉缺陷提出补偿，无法针对个人全部的视觉缺陷问题，提出 有效的多重视觉补偿机制。3. 现有的产品欠缺依照需求即时调整，或附加新功能的机制，故产品一 但设计完成即定型，造成产品的修改不易，因此，产品很难针对个人视力改 变状况，而动态调整系统架构或参数以符合新需求，缺乏适应的弹性。
4. 若欲将产品满足每个不同使用者的需求，势必影响系统的价格竞争力， 致使有需求的人有无法负担之虞。
故若能针对前述的各项问题进行改善，相信对具有视觉缺陷的人们而言， 将是一大福音，使得具有视觉缺陷的人们对周遭环境能有更进一步的了解， 甚至改善生活上的诸多不便。

发明内容
有鉴于前述的诸多缺失，开发设计出本发明的一种"视觉缺陷测量及补 偿的系统及方法"，以期通过本发明的提出，能够整合各种视觉缺陷的视觉 缺陷补偿机制在同一系统中，以解决现有的视觉补偿系统的问题。
本发明的一目的，提供一种视觉缺陷测量及补偿的系统，该系统由一显 示单元、 一输入单元、 一处理单元及一影像撷取单元所组成的，其中该处理 单元因使用者操作该输入单元，而启动预设的一视觉缺陷测量模块，使得该 视觉缺陷测量模块透过该显示单元，在使用者的眼前显示一系列预设的影像
图样(Image Template),供使用者辨识，使用者透过该输入单元将其对各该影 像图样的视觉感知的结果，选择对应的至少一视觉感知参数，该处理单元记 录所述的这些视觉感知参数，并根据所述的这些视觉感知参数建立个人化的 一视觉缺陷模型，当该处理单元启动该影像撷取单元时，对该影像撷取单元 撷取即时影像，此时，该处理单元将利用预设的至少一视觉补偿/调整算法， 根据该视觉缺陷模型的各该视觉感知参数，对该即时影像进行调整，以产生 一校正影像，再由该显示单元将该校正影像显示在使用者的眼前，如此，使 用者即可透过本发明的视觉缺陷测量及补偿的系统，根据使用者个人的视觉 缺陷，进行个人化的影像调整，令使用者的所有视觉缺陷得以获得矫正或补 偿，而可看到符合个人需求的校正影像，有效增进使用者对其周遭环境的正确认识。
本发明的另一目的，提供一种视觉缺陷测量及补偿的方法，该方法运用 在视觉缺陷测量及补偿系统，当该系统的处理单元判断尚未建立匹配使用者 的视觉缺陷模型时，则该系统的处理单元即启用一视觉缺陷测量模块，该视 觉缺陷测量模块透过一显示单元，在使用者的眼前显示一系列预设的影像图
样(Image Template),供使用者辨识，该处理单元再记录使用者透过该输入单 元将其对各该影像图样的视觉感知的结果，所选择对应的至少一视觉感知参 数，并根据所述的这些视觉感知参数建立个人化的一视觉缺陷模型。当该视 觉缺陷模型被建立完成，且判断出该视觉缺陷模型符合使用者的视觉缺陷时， 启动对该影像撷取单元，令该影像撷取单元撷取即时影像，该处理单元利用 预设的至少一视觉补偿/调整算法，根据该视觉缺陷模型的各该视觉感知参 数，对该即时影像进行调整，以产生一校正影像，再由该显示单元将该校正 影像显示在使用者的眼前，如此，使用者即可透过本发明根据使用者个人的 视觉缺陷，进行个人化的影像调整，令使用者的视觉缺陷得以获得矫正或补 偿，而可看到符合个人需求的校正影像，有效增进使用者对其周遭环境的正 确认识。


图l是本发明的系统架构图2A、图2C是本发明的一实施例的即时影像的示意图； 图2B是图2A的校正影像的示意图； 图2D是图2C的校正影像的示意图3A、图3C是本发明的另一实施例的即时影像的示意图； 图3B是图3A的校正影像的示意图； 图3D是图3C的校正影像的示意图4A、图4C是本发明的又另实施例的即时影像的示意图； 图4B是图4A的校正影像的示意图；图4D是图4C的校正影像的示意图5A、图5B是连续变化的长条图的影像图样的示意图6A是个人空间解析及对比视能缺陷的影像图样示意图之一；
图6B是个人空间解析及对比视能缺陷的影像图样示意图之二；
图6C是个人空间解析及对比视能缺陷的影像图样示意图之三；
图6D是个人空间解析及对比视能缺陷的视觉缺陷模型示意图7是本发明的动作流程图8是本发明的色盲缺陷的视觉缺陷测量模块输出的影像图样，及建立 色盲缺陷的视觉缺陷模型的流程图9是本发明的色彩辨析缺陷的视觉缺陷测量模块输出的影像图样，及 建立色彩辨析缺陷的视觉缺陷模型的流程图10是本发明的色盲的视觉缺陷的即时影像调整/补偿产生校正影像的 流程图IIA、图IIB是某红绿色盲使用者的黄色视感区间的示意图12A、图12B是正常视觉对颜色感知的示意图13A、图13B是本发明的再一实施例的即时影像的示意图14是图13A的校正影像的示意图15是图13B的校正影像的示意图。
附图标号
显示单元
处理单元
即时影像
视觉感知参数
视觉缺陷测量模块
1 输入单元
3 影像撷取单元
5 视觉缺陷模型
60 校正影像
8 影像图样
2 4
6
780
具体实施例方式
为方便对本发明的目的、技术特征及其功效，做更进一步的认识与了解，兹举实施例配合图式，详细说明如下
本发明是一种视觉缺陷测量及补偿的系统，请参阅图l所示，包括一显 示单元l、 一输入单元2、 一处理单元3及一影像撷取单元4，其中该处理单
元3可启动该影像撷取单元4，令该影像撷取单元4撷取即时影像5(如图2A、 图2C、图3A、图3C、图4A及图4C所示)，并由该处理单元3利用预设的 至少一视觉补偿/调整算法，根据预先针对使用者视觉缺陷进行测量，进而建 立的个人化的一视觉缺陷模型6，对该即时影像5进行调整(例如色度修正、 转移与补偿、对象边缘强化、视讯分辨率/空间频率调整、对比度调整、视野 范围与内容几何修正等)，以产生一校正影像7(如图2B、图2D、图3B、图 3D、图4B及图4D所示)，再由该显示单元1将该校正影像7显示在使用者 的眼前，如此，使用者即可透过本发明根据使用者个人的视觉缺陷，进行个 人化的影像调整，令使用者的视觉缺陷得以获得矫正或补偿，以看到符合个 人需求的校正影像7，有效增进使用者对其周遭环境的正确认识。
在本发明中，该处理单元3根据使用者操作该输入单元2，而启动至少 一个视觉缺陷测量模块8，使得该视觉缺陷测量模块8依序透过该显示单元1 ， 在使用者的眼前显示一系列预设的影像图样(Image Template,如图5A、图 5B及图6A 图6C所示)S0，供使用者辨识，并令使用者根据视觉感知的结果， 透过该输入单元2，选择对应的至少一视觉感知参数60，该处理单元3将记 录所述的这些视觉感知参数60，并根据所述的这些视觉感知参数60，建立该 视觉缺陷模型6(如颜色鉴别力、空间分辨率能力、视野角度、对比感知力等 视觉缺陷模型)，如此，在该系统中即可针对不同的使用者，分别建立个人化 的视觉缺陷模型6，当不同的使用者使用该系统时，各个使用者只要选择依 其视觉缺陷所建立的视觉缺陷模型6，即可在眼前看到由该显示单元1所输 出的校正影像7，令使用者的视觉缺陷得以获得矫正或补偿，有效增进使用 者对其周遭环境的正确认识。
在本发明中，该处理单元3可为微处理器、单芯片处理器、嵌入式系统、
ii数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)或个人计算机等，且在该 处理单元3内含存储器、输出/输入控制单元，而该存储器中则可储存所述的 这些影像图样(ImageTemplate)、视觉缺陷模型、视觉补偿/调整算法及视觉缺 陷测量与补偿的处理程序等。而该输入单元2可为键盘、鼠标等产品，该影 像撷取单元则可为数字摄影机。所述的这些视觉补偿/调整算法则针对该即时 影像5进行色度修正、转移与补偿、对象边缘强化、视讯解析度/空间频率调 整、对比度调整、视野范围与内容几何修正等演算。
本发明是一种视觉缺陷测量及补偿的方法，应用在一视觉缺陷测量及补 偿的系统，复请参阅图l所示，该系统包括一显示单元l、 一输入单元2、 一 处理单元3、 一影像撷取单元4、至少一个视觉缺陷测量模块8及至少一视觉 补偿/调整算法，该方法针对使用者个人的视觉缺陷进行测量及补偿的步骤， 请参阅图7所示，包括
(IO)该处理单元3判断是否已建立符合使用者的视觉缺陷的视觉缺陷模 型6 若是进行步骤(20)，否则进行步骤(40);
(20)该处理单元3启用符合使用者的视觉缺陷测量模块8，该视觉缺陷测 量模块8透过该显示单元1，在使用者的眼前显示一系列预设的影像图样 (Image Template,如图5A、图5B及图6A 图6C所示)80，供使用者辨识；
(30)该处理单元3再记录使用者透过该输入单元2将其对各该影像图样 80的视觉感知的结果，所选择对应的至少一视觉感知参数60,并根据所述的 这些视觉感知参数60建立个人化的一视觉缺陷模型6;
(40)该处理单元3启动该影像撷取单元4，令该影像撷取单元4撷取即时 影像5;
(50)该处理单元3利用预设的一视觉补偿/调整算法，根据该视觉缺陷模 型6的各该视觉感知参数60，对该即时影像5进行调整，以产生一校正影像 7;及
(60)再由该显示单元1将该校正影像7显示在使用者的眼前。
12如此，使用者即可透过本发明的视觉缺陷测量及补偿的方法，根据使用 者个人的视觉缺陷，进行个人化的影像调整，令使用者的视觉缺陷得以获得 矫正或补偿，而可看到符合个人需求的校正影像，有效增进使用者对其周遭 环境的正确认识。
为说明本发明如何建立个人化的一视觉缺陷模型6，及如何能令使用者 看符合个人需求的校正影像7，乃于下文列举三种不同的视觉缺陷的使用者， 利用本发明进行运作的流程及结果。
第一例中，以辨色能力障碍(含色盲及色弱)的使用者的视觉缺陷的测量 及矫正为例，该系统针对个人色盲缺陷的测量及补偿的流程，说明如下
1、启动视觉缺陷测量模块8及建立视觉缺陷模型6。
(A) 启动测量色盲缺陷的视觉缺陷测量模块8，令该显示单元1依序输出
红绿蓝三种颜色的影像图样80;
(B) 使用者在红绿蓝的影像图样80依序呈现在眼前时，透过该输入单元 2将其对各该影像图样80的视觉感知的结果，分别选择其所看到的画面的颜 色，作为其对各该影像图样80的视觉感知参数60，透过前述的测试流程， 即可分辨出受测者的色盲缺陷种类(色盲或是色弱)，则可测量出属于黄-绿或 红-蓝等类型的色盲；在本发明中，请参阅图8所示，色盲缺陷的视觉缺陷测 量模块8输出的影像图样，及建立色盲缺陷的视觉缺陷模型6的流程，包括
(b-l)该处理单元3判断显示单元1是否输出一红色画面？若是进行步骤 (b-2)，否则进行步骤(b-3);
(b-2)使用者辨识该红色画面，并令使用者根据视觉感知的结果，透过该 输入单元2，选择对应的至少一视觉感知参数60，即完成红色色差测试，再 进行下列步骤；
(b-3)该处理单元3判断显示单元1是否输出一绿色画面？若是进行步骤 (b-4)，否则进行步骤(b-5);
(b-4)使用者辨识该绿色画面，并令使用者根据视觉感知的结果，透过该输入单元2，选择对应的至少一视觉感知参数60，即完成绿色色差测试，再
进行下列步骤；
(b-5)该处理单元3判断显示单元1是否输出一蓝色画面？若是进行步骤 (b-6)，否则进行步骤(b-7);
(b-6)使用者辨识该蓝色画面，并令使用者根据视觉感知的结果，透过该 输入单元2，选择对应的至少一视觉感知参数60，即完成蓝色色差测试，再 进行下列步骤；及
(b-7)该处理单元3记录红、绿及蓝色色差测试所输入的视觉感知参数60， 并依前述的视觉感知参数60，建立色盲缺陷的视觉缺陷模型6，即结束。
(C)若不为色盲，再启动测量色彩辨析缺陷的视觉缺陷测量模块8，使用 者将分别以左右眼依序观察连续变化的色彩长条图的影像图样SO(如图5A、 图5B所示)，透过该输入单元2将其对各该影像图样80的视觉感知的结果， 分别选择是否可区分相邻的两个长条图，作为其对各该影像图样80的视觉感 知参数60，则可测量出个人对特定色彩的对比敏感度。在本发明中，请参阅 图9所示，色彩辨析缺陷的视觉缺陷测量模块8输出的影像图样80，及建立 色彩辨析缺陷的视觉缺陷模型6的流程，包括
(c-l)输出的影像图样80被区分成左、右两个长条图，并固定该二长条图 的色调及亮度，且右边的长条图的饱和度的数值为最大；
(c-2)输出的影像图样80的左边的长条图的饱和度的数值，比照右边的长 条图的饱和度数值递减；
(c-3)判断使用者透过该输入单元2选择是否能分辨左右两个长条图，若 是进行步骤(c-4)，否则进行步骤(c-6);
(c-4)该处理单元3判断左边的长条图的饱和度的数值是否为最小？若是 进行步骤(c-7)，否则进行步骤(c-5);
(c-5)右边的长条图的饱和度的数值，以左边的长条图的饱和度的数值取 代，再进行步骤(c-2);(C-6)输出的影像图样80的左边的长条图的饱和度的数值，比照当前的饱 和度数值递减，再进行步骤(C-2);及
(c-7)记录使用者所能辨识的饱和度数值差距，作为视觉感知参数60，并 依前述的视觉感知参数60，建立色彩辨析缺陷的视觉缺陷模型6，即结束。
2、 根据使用者所选择的视觉感知参数60，建立属于黄-绿或红-蓝等类型 的色盲的视觉缺陷模型6，及(或)根据使用者所能区分的长条图，建立色差的 视觉缺陷模型6。
3、 接着，由该影像撷取单元4撷取的即时影像5，将先交由该处理单元 3以对应视觉缺陷模型6的视觉补偿/调整算法，根据该视觉缺陷模型6的各 该视觉感知参数60，对该即时影像5进行调整，以产生校正影像7，由于， 不同的使用者的色盲的视觉缺陷模型6或色差的视觉缺陷模型6不尽相同， 因此，依照使用者的色盲的视觉缺陷模型6或色差的视觉缺陷模型6进行调 整，得以补偿其视觉缺陷。以下则说明色盲及(或)色差的使用者，如何使用 本发明增进对其周遭环境的认识
(3-l)若使用者为色盲的视觉缺陷，则依据使用者仅有的色盲信息(例如 红绿色盲者具有黄色辨析能力)，利用所述的这些视觉补偿/调整算法，对该 即时影像5依照使用者的色盲的视觉缺陷模型6，进行色彩转换，并通过重 新对使用者的色盲感知训练，调整其颜色认知能力，使其能正确分辨色彩。 在本发明中，请参阅图10所示，对该即时影像5进行补偿/调整，以产生校 正影像7的步骤，包括
(3-l-l)该影像撷取单元4撷取即时影像5;
(3-l-2)根据该色盲的视觉缺陷模型6的视觉感知参数60，判断使用者是 否对红、绿及蓝色皆有认知障碍的色盲，若是进行步骤(3-l-9)，否则进行步 骤(3-l画3);
(3-l-3)根据该色盲的视觉缺陷模型6的视觉感知参数60，判断使用者是 否对红、绿色皆有认知障碍的色盲，若是进行步骤(3-l-4)，否则进行步骤(3-1-5);
(3-l-4)该处理单元3利用视觉补偿/调整算法，根据使用者的色盲的视觉 缺陷模型6，对该即时影像的红、绿色的色调及饱和度，进行修正处理，再 进行步骤(3-l-6);
P-l-5)该处理单元3利用视觉补偿/调整算法，根据使用者的色盲的视觉 缺陷模型6，仅对该即时影像的红、绿色的饱和度，进行修正处理，再进行 步骤(3-l-6);
(3-l-6)根据该色盲的视觉缺陷模型6的视觉感知参数60，判断使用者是 否对黄、蓝色皆有认知障碍的色盲，若是进行步骤(3-l-7)，否则进行步骤
(3-1-8);
(3-l-7)该处理单元3利用视觉补偿/调整算法，根据使用者的色盲的视觉 缺陷模型6，对该即时影像5的黄、蓝色的色调及饱和度，进行修正处理， 再进行步骤(3-l-9);
(3-l-8)该处理单元3利用视觉补偿/调整算法，根据使用者的色盲的视觉 缺陷模型6，仅对该即时影像5的黄、蓝色的饱和度，进行修正处理，再进 行步骤(3-l-9);及
(3-l-9)该显示单元1输出该校正影像7，即结束。
一般视觉正常的人，其观察该即时影像5(如图2A、图2C所示)的光谱 色感图(如图IIA、图IIB所示)应分布有红、黄、绿及蓝色等各种色彩，然 而，以红绿色盲者而言，由于其无法辨识红色及绿色的色彩，因此，将该即 时影像5依照所述的这些视觉补偿/调整算法，将红色、绿色及黄色的色彩分 别进行高饱和度的转换，将红色、绿色及黄色的色彩转成不同饱和度的黄色， 以分别形成第一黄色色彩区间a 、第二黄色色彩区间P及第三黄色色彩区间 Y的模拟光谱色感图(如图12A图、12B所示)，使得如图2A、图2C所示的 即时影像5，将被调整成如图2B、图2D所示的校正影像7，如此，只要重 新训练使用者，以其仅有的黄色辨色力来区别各种校正影像7(如图2B、图2D所示)中不同的黄色色彩，进而能辨识出红色及绿色的色彩，使得红绿色 盲者，能近似常人般的鉴别不同色彩(在牺牲黄色层次鉴别度的条件下)，以 达成信息补偿的目标。
(3-2)若使用者的右眼有红色色弱现象，则该显示单元显示至其右眼的校
正影像，已对即时影像的红色平面增强(强度视其色弱程度而定，若此人色彩
辨析级距差异越大，则可利用直方图调整(HistogmmModification)方式，增大 该即时影像5(图13A、图13B所示)中红色差异，以形成该校正影像7(图14、 图15所示)，使得使用者从而分辨不同红色层次，因而弥补其色弱的视觉缺 陷。
(3-3)若使用者的眼睛同时有色盲及色弱的视觉缺陷，则该显示单元1所 显示的校正影像7，则同时具有前述的颜色转换及色度增强等调整或补偿。
在第二例中，针对使用者对个人空间解析及对比视能缺陷的测量及补偿 的流程，说明如下
1、 启动个人空间解析及对比视能缺陷的视觉缺陷测量模块8，及建立个 人空间解析及对比视能缺陷的视觉缺陷模型6。本发明将如图6A 图6C的影 像图样80透过显示单元1投射于使用者眼前，当使用者于分辨不清画面条纹 界线时，透过该输入单元2，选择对应的至少一视觉感知参数60，该处理单 元3将记录所述的这些视觉感知参数60(意即，测量出使用者在不同空间频 率下的对比感知能力曲线)，并根据所述的这些视觉感知参数60，建立空间 解析及对比视能缺陷的视觉缺陷模型6(如图6D所示)。
2、 根据图6D的视觉缺陷模型6所纪录的视觉感知参数60，即可得知使 用者对各种空间频率内容的对比解析能力，因此，该处理单元3依照视觉补 偿/调整算法及视觉缺陷模型6，在该即时影像中，针对使用者较不敏感区域， 进行转换或调整，将可强化使用者的视觉感知，达到清晰视觉辅助的目标。 例如，如图3A、图3C、图4A及4C的感知内容，可有以下的调整方式改善
第一以Histogram Modification技术调整对比度，相当于以较低的灰阶
17层次感，换取较高的细节解像(如图3B、图3D所示)；及
第二在视野中心的信息局部放大(可采非线性放大技术，兼顾视野范围 与中心细节)，相当于以外围信息解析度，换取中央信息解析度(人眼中央视
感远高于外围视感)(如图4B、图4D所示)。
如此，该即时影像5的对比度及部份的影像被调整/补偿后所产生的校正 影像7，即达到视力辅助的目标。
在第三例中，提出一个交互式的反复测量、矫正的模式的应用实例。众 所周知，在许多假性近视的患者中，通过物理复建方式，可逐步恢复其正常 视能，近年来，亦有专家研究出新一代的物理复建方式(以变化视讯训练眼肌， 复原其功能与组织结构)，能针对近视、近视性弱视、远视(含老花)远视性弱 视、散光、散光性弱视等患者进行训练，藉以改善视觉缺陷。由于本发明具 有测量个人视觉缺陷，并据以修正该即时视讯，以补偿个人视觉缺陷的功能， 因此，非常适合作为个人化物理复建的平台，亦即，透过本发明先测量出使 用者的视觉缺陷模型6后，辅以"最适化"的复建方式，并在复建的期间，反 复测量使用者的视觉缺陷、不断的产生"最适化"的视觉缺陷模型6，以反映 使用者的即时生理状况，进而修正复建方式，如此将可达成最有效、最快速 的复建目标。
在此必需特别提及，以上所述，仅以辨色能力障碍(含色盲及色弱)、个 人空间解析及对比视能缺陷等视觉缺陷，进行说明，本发明在实际时施时， 并不局限于此。
综上所述，本发明具有下列的各项优点
l，针对个别使用者对其复杂的视觉缺陷测量，并建立视觉缺陷模型6，并 整合各视觉缺陷模型6，将各种视觉感知参数60用于调整该即时影像5，再 将调整后的校正影像7投射于使用者眼前，以替代该即时影像5，故能在单 一设备上达成多重视觉缺损补偿的目标，有效减低患者的使用不便与经济负 担，并可整合多重矫正机制于单一机身，减少设备重复支出且增进使用的便利性。
2. 本发明可执行不同的视觉缺陷测量模块8，播放不同的的影像图像80， 并询问使用者所观察到的内容，是否符合某些特征，藉以推测使用者眼睛， 是否已产生病变或重病前征兆，作为视讯调节及专业医师的参考，并提出相 应建议，达成即早诊断重大致盲眼疾的预防性功能。
3. 本发明易于外加不同硬件并/或启用对应软件，用以扩充本发明的功
能，并可随时修正，因应使用环境及功能需求的改变。例如搭配变焦，广
角或伸縮镜头后，使本发明具有局部放大效果的扩视功能；或启用文字识别
软件，使本发明具有辨认字义并发声提示的功能、或外加视讯译码硬件，使 本发明能拨放影音视讯的个人多媒体娱乐功能等。如此，本发明真正成为单 机型、整合性、多功能、个人化的随身视觉辅助系统。
4. 本发明以算法结合微算机实现系统，具有易修改的高度弹性，故可因
人、因地、因环境的差异及变化随时调整以符合需求。
5. 本发明的设备要求简单、成本低廉，即便搭配简易的CMOS摄影机亦 可操作。
6. 若有新需求的产生或更新的问题解决方式揭露时，本发明得以在近乎 不更动硬件的条件下完成修正工作，减少维护或更新的成本。
7. 本发明可达成个人化视觉辅助功能，减少因人的视觉缺损所带来的生 活上的不便。
8. 本发明引导使用者进行眼部运动，达成视觉保健、眼疾复健的功能； 以及具有能训练眼球运动，而达成日常视力保健及复健治療的功能。
以上所述，仅为本发明最佳的一具体实施例，惟本发明的特征并不局限 于此，任何熟悉该项技艺者在本发明领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆 可涵盖在权利要求范围内。
权利要求
1、一种视觉缺陷测量及补偿的系统，其特征在于，所述的系统包括至少一个视觉缺陷测量模块，各所述的视觉缺陷测量模块分别针对不同的视觉缺陷，预设一系列的影像图样；一显示单元，在使用者的眼前显示所述的这些影像图样与一校正影像；一输入单元，所述的输入单元供使用者输入对应其视觉感知所述的这些影像图样的结果的至少一视觉感知参数，及输入启动至少一个视觉缺陷测量模块及影像撷取单元的信息；一影像撷取单元，撷取即时影像；及一处理单元，记录所述的这些视觉感知参数，且根据所述的这些视觉感知参数，建立一视觉缺陷模型，并接收所述的输入单元启动所述的这些视觉缺陷测量模块及影像撷取单元信息，而启动所述的视觉缺陷测量模块所述的处理单元与影像撷取单元，且所述的处理单元接收所述的这些影像图样，并传送到所述的显示单元，而所述的处理单元接收所述的即时影像，利用预设的至少一视觉补偿/调整算法，根据各所述的视觉缺陷模型的各所述的视觉感知参数，对所述的即时影像进行调整，以产生所述的校正影像。
2、 如权利要求1所述的系统，其中所述的处理单元内含存储器、输出/ 输入控制单元，而所述的存储器储存所述的这些影像图样、视觉缺陷模型、 视觉补偿/调整算法及视觉缺陷测量与补偿的处理程序。
3、 一种视觉缺陷测量及补偿的方法，应用在一视觉缺陷测量及补偿的系 统，所述的系统包括一显示单元、 一输入单元、 一处理单元、 一影像撷取单 元、 一视觉缺陷测量模块及至少一视觉补偿/调整算法，所述的方法针对视觉 缺陷进行测量及补偿的步骤，所述的方法包括所述的处理单元判断是否已建立符合使用者的视觉缺陷的视觉缺陷模型；当判断出已建立符合使用者的视觉缺陷的视觉缺陷模型，即启用符合使用者的视觉缺陷测量模块；透过所述的显示单元，在使用者的眼前显示所述的视觉缺陷测量模块的 一系列预设的影像图样，供使用者辨识；所述的处理单元记录使用者透过所述的输入单元，将其对各所述的影像 图样的视觉感知的结果，选择对应的至少一视觉感知参数，并根据所述的这 些视觉感知参数建立个人化的一视觉缺陷模型；所述的处理单元启动所述的影像撷取单元，令所述的影像撷取单元撷取 即时影像；所述的处理单元利用预设的一视觉补偿/调整算法，根据所述的视觉缺陷 模型的各所述的视觉感知参数，对所述的即时影像进行调整，以产生一校正 影像；及所述的显示单元将所述的校正影像显示在使用者的眼前。
4、 如权利要求3所述的方法，其中所述的这些视觉缺陷测量模块针对使 用者的色盲或色差，进而设计的色盲缺陷的视觉缺陷测量模块及色彩辨析缺 陷的视觉缺陷测量模块，而所述的处理单元建立色盲缺陷的视觉缺陷模型的 步骤，包括启动测量色盲缺陷的视觉缺陷测量模块，令所述的显示单元依序输出红 绿蓝三种颜色的影像图样；显示单元的红绿蓝色的影像图样依序呈现在使用者在眼前时，透过所述 的输入单元将其对各所述的影像图样的视觉感知的结果，分别选择其所看到 的画面的颜色，及使用者选择所能区分的长条图，作为其对各所述的影像图 样的视觉感知参数；及根据使用者所选择的视觉感知参数，建立色盲的视觉缺陷模型及色差的 视觉缺陷模型。
5、 如权利要求4所述的方法，其中所述的处理单元对所述的即时影像进行处理，以产生所述的校正影像的步骤，包括 所述的影像撷取单元撷取即时影像；根据所述的色盲的视觉缺陷模型的视觉感知参数，判断使用者是否对红、 绿及蓝色皆有认知障碍的色盲；当判断出使用者并非对红、绿及蓝色皆有认知障碍的色盲时，根据所述 的色盲的视觉缺陷模型的视觉感知参数，判断使用者是否对红、绿色皆有认 知障碍的色盲；当判断出使用者对红、绿色皆有认知障碍的色盲时，所述的处理单元利 用视觉补偿/调整算法，根据使用者的色盲的视觉缺陷模型，对所述的即时影 像的红、绿色的色调及饱和度，进行修正处理；再根据所述的色盲的视觉缺陷模型的视觉感知参数，判断使用者是否对 黄、蓝色皆有认知障碍的色盲；当再判断出使用者对黄、蓝色皆有认知障碍的色盲时，所述的处理单元 利用视觉补偿/调整算法，根据使用者的色盲的视觉缺陷模型，对所述的即时 影像的黄、蓝色的色调及饱和度，进行修正处理；及所述的显示单元输出所述的校正影像。
6、 如权利要求5所述的方法，其中当判断出使用者对红、绿及蓝色，皆 有认知障碍的色盲时，所述的显示单元直接以所述的即时影像输出作为所述 的校正影像。
7、 如权利要求5所述的方法，其中当判断出使用者对红、绿及蓝色，并 无认知障碍的色盲时，所述的处理单元利用视觉补偿/调整算法，根据使用者 的色盲的视觉缺陷模型，仅对所述的即时影像的红、绿色的饱和度，进行修 正处理，再进行判断使用者是否对黄、蓝色皆有认知障碍的色盲的步骤。
8、 如权利要求5所述的方法，其中当判断出使用者对黄、蓝色，并无认 知障碍的色盲时，所述的处理单元利用视觉补偿/调整算法，根据使用者的色 盲的视觉缺陷模型，仅对所述的即时影像的黄、蓝色的饱和度，进行修正处 4理，再进行输出所述的校正影像的步骤。
9、 如权利要求4所述的方法，所述的色盲缺陷的视觉缺陷测量模块输出的影像图样，及建立色盲缺陷的视觉缺陷模型的步骤，包括所述的处理单元判断所述的显示单元是否输出一红色画面；当判断出所述的显示单元输出所述的红色画面时，使用者辨识所述的红 色画面，并令使用者根据视觉感知的结果，透过所述的输入单元，选择对应 的至少一视觉感知参数，以完成红色色差测试；所述的处理单元判断显示单元是否输出一绿色画面；当判断出所述的显示单元输出所述的绿色画面时，使用者辨识所述的绿 色画面，并令使用者根据视觉感知的结果，透过所述的输入单元，选择对应 的至少一视觉感知参数，以完成绿色色差测试；所述的处理单元判断显示单元是否输出一蓝色画面；当判断出所述的显示单元输出所述的蓝色画面时，使用者辨识所述的蓝 色画面，并令使用者根据视觉感知的结果，透过所述的输入单元，选择对应 的至少一视觉感知参数，以完成蓝色色差测试；及所述的处理单元记录红、绿及蓝色色差测试所输入的视觉感知参数，并 依据所述的这些视觉感知参数，建立色盲缺陷的视觉缺陷模型。
10、 如权利要求4所述的方法，其中所述的色彩辨析缺陷的视觉缺陷测 量模块输出的影像图样，及建立色彩辨析缺陷的视觉缺陷模型的步骤，包括:输出的影像图样被区分成左、右两个长条图，并固定所述的二长条图的 色调及亮度，且右边的长条图的饱和度的数值为最大；输出的影像图样的左边的长条图的饱和度的数值，比照右边的长条图的 饱和度数值递减；判断使用者透过所述的输入单元选择是否能分辨左右两个长条图；当接收到使用者透过所述的输入单元选择能分辨左右两个长条图的信息 时，所述的处理单元判断左边的长条图的饱和度的数值是否为最小；及当判断出左边的长条图的饱和度的数值为最小时，记录使用者所能辨识 的饱和度数值差距，作为视觉感知参数，并依所述的这些视觉感知参数，建 立色彩辨析缺陷的视觉缺陷模型。
11、 如权利要求io所述的方法，其中当接收到使用者透过所述的输入单 元选择不能分辨左右两个长条图的信息时，输出的影像图样的左边的长条图 的饱和度的数值，比照当前的饱和度数值递减，再进行判断左边的长条图的 饱和度的数值是否为最小的步骤。
12、 如权利要求IO所述的方法，其中当判断出左边的长条图的饱和度的 数值并非为最小时，右边的长条图的饱和度的数值，以左边的长条图的饱和 度的数值取代，再进行输出的影像图样的左边的长条图的饱和度的数值，比 照右边的长条图的饱和度数值递减的步骤。
全文摘要
本发明是一种视觉缺陷测量及补偿的系统及方法，包括一显示单元、一输入单元、一处理单元及一影像撷取单元，处理单元根据使用者操作输入单元，启动一视觉缺陷测量模块，视觉缺陷测量模块依序透过显示单元，在使用者眼前显示一系列预设的影像图样，供使用者辨识，令使用者根据视觉感知结果，透过输入单元，选择对应至少一视觉感知参数，处理单元记录视觉感知参数，根据视觉感知参数，建立视觉缺陷模型，当视觉缺陷模型建立完成，处理单元启动影像撷取单元，撷取即时影像，处理单元将利用预设的至少一视觉补偿/调整算法，根据视觉缺陷模型的各视觉感知参数，对即时影像进行调整，以产生校正影像，再由显示单元将校正影像显示在使用者的眼前。
文档编号H04N5/217GK101459764SQ20071019887
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者张淑雯, 赖金轮 申请人:廖礼士;赖金轮;赖金鼎;田海洲