用于自动评估用户的视力的系统和方法与流程

1.本发明涉及眼科领域，并且更具体地涉及用于自动评估用户的视力的系统和方法。


背景技术：

2.用于评估用户的视力的当前电子系统通常需要来自用户的响应于正在显示器上显示的刺激的主动反馈。所述系统基于用户的反馈进一步评估用户的视力。
3.用于评估用户的视力的当前电子系统的一个缺点在于，此类系统不客观。例如，通常需要用户对用户是观察到刺激还是未观察到刺激做出响应。然而，每个用户与其他用户相比可以不同的方式解释这些可选答案。因此，用户的视力评估可能会受到用户对刺激的主观解释的影响。
4.用于评估用户的视力的当前电子系统的另一个缺点是此类系统通常仅支持二进制反馈。例如，通常需要用户对用户是观察到刺激还是未观察到刺激做出响应。然而，视力的评估不是离散的，并且可具有多个阶段。
5.当前电子系统的另一个缺点在于，等待用户提供反馈会增加评估的整体持续时间并增加用户的疲劳，这继而可影响评估的结果。
6.用于评估用户的视力的当前电子系统的另一个缺点在于，此类系统通常需要用户提供响应于在显示器上显示的刺激的反馈，这继而需要认知动作。因此，用户的视力评估可能会受到用户的认知状况的影响。
7.用于评估用户的视力的当前电子系统的另一个缺点在于，此类系统可具有高假阳性误差和/或高假阴性误差。例如，用户可相对于预定输入指令混淆输入手势(例如，单击是而不是否等)。


技术实现要素：

8.本发明的一些方面可提供一种自动评估用户的视力的方法，所述方法可包括：由处理单元在显示器上显示多个刺激中的刺激子集，使得按预定刺激显示时间间隔显示所述刺激中的每一个；由凝视跟踪设备相对于正在所述显示器上显示的所述子集中的所述刺激中的至少一些跟踪所述用户的凝视；获得多个凝视数据集，针对正在显示的所述子集中的所述刺激中的至少一些获得至少一个凝视数据集；以及由所述处理单元基于所述多个凝视数据集中的至少一个评估所述用户的所述视力。
9.一些实施方案可包括：由所述处理单元使所述多个凝视数据集中的至少一个与所述子集刺激中针对其已生成所述至少一个凝视数据集的相应至少一个刺激相关；以及基于其相关性评估所述用户的所述视力。
10.一些实施方案可包括：获得所述多个凝视数据集是通过以下中的至少一者进行的：由所述处理单元计算所述多个凝视数据集；由所述凝视跟踪设备计算所述多个凝视数据集；以及从远程处理器接收所述多个凝视数据集。
11.一些实施方案可包括：评估所述用户的所述视力通过确定以下中的至少一者进行：用户的眼镜基于所述用户的所确定的屈光不正的处方的一个或多个组成部分、所述用户的视敏度、反应时间和对比敏感度。
12.一些实施方案可包括：由所述处理单元执行用户的初始筛选以获得所述用户的个人信息；以及基于所述用户的所述初始筛选确定所述刺激的子集、要显示所述刺激的次序和所述刺激显示时间间隔中的至少一者。
13.一些实施方案可包括：由所述处理单元通过基于所述多个凝视数据集中的至少一个选择所述多个刺激中的至少一个另外的刺激并将其添加到所述子集来更新所述刺激子集。
14.一些实施方案可包括：由所述处理单元将所述刺激显示时间间隔设定为介于100毫秒至1500毫秒之间。
15.一些实施方案可包括：限定所述刺激，使得所述刺激中的每一个包括至少一条线和沿着所述至少一条线的至少一个间隙。
16.一些实施方案可包括：限定所述刺激，使得所述刺激中的至少一些刺激中的每一个的刺激尺寸与所述刺激的所述至少一个间隙的大小的比率介于1/50至1/10之间。
17.一些实施方案可包括：由所述处理单元针对所述凝视数据集中的至少一个并且针对所述子集中的所述相应至少一个刺激使所确定的至少一个凝视点在所述显示器上的位置与所述相应至少一个刺激的至少一个间隙在所述显示器上的已知至少一个位置相关；以及基于其所述相关性评估所述用户的所述视力。
18.本发明的一些方面可提供一种用于自动评估用户的视力的系统，所述系统可包括：显示器，所述显示器能够显示子集中的刺激，使得所述刺激中的每一个按预定次序并且按预定刺激显示时间间隔显示；凝视跟踪设备，所述凝视跟踪设备用于相对于正在所述显示器上显示的所述子集中的所述刺激中的至少一些跟踪所述用户的凝视；以及处理单元，所述处理单元用于获得多个凝视数据集，针对正在显示的所述子集中的所述刺激中的至少一些获得至少一个凝视数据集，并且基于所述多个凝视数据集中的至少一个评估所述用户的所述视力。
19.在一些实施方案中，所述处理单元被配置来：使所述多个凝视数据集中的至少一个与所述子集刺激中针对其已生成所述至少一个凝视数据集的相应至少一个刺激相关；并且基于其相关性评估所述用户的所述视力。
20.在一些实施方案中，所述处理单元被配置来通过以下中的至少一者获得所述多个凝视数据集：计算所述多个凝视数据集、从所述凝视跟踪设备接收所述多个凝视数据集，以及从远程处理器接收所述多个凝视数据集。
21.在一些实施方案中，所述处理单元被配置来确定以下中的至少一者：用户的眼镜基于所述用户的所确定的屈光不正的处方的一个或多个组成部分、所述用户的视敏度、反应时间和对比敏感度。
22.在一些实施方案中，所述处理单元被配置来执行用户的初始筛选以获得所述用户的个人信息；并且基于所述用户的所述初始筛选确定所述刺激的子集、所述刺激要显示的次序和所述刺激显示时间间隔中的至少一者。
23.在一些实施方案中，所述处理单元被配置来通过基于所述多个凝视数据集中的至
少一个选择所述多个刺激中的至少一个另外的刺激并将其添加到所述子集来更新所述刺激子集。
24.在一些实施方案中，所述处理单元被配置来将所述刺激显示时间间隔设定为介于100毫秒至1500毫秒之间。
25.在一些实施方案中，所述刺激中的每一个可包括至少一条线和沿着所述至少一条线的至少一个间隙。
26.在一些实施方案中，所述刺激中的至少一些刺激中的每一个的刺激尺寸与所述刺激的所述至少一个间隙的大小的比率介于1/50至1/10之间。
27.在一些实施方案中，所述处理单元被配置来针对所述凝视数据集中的至少一个并且针对所述子集中的所述相应至少一个刺激使所确定的至少一个凝视点在所述显示器上的位置与所述相应至少一个刺激的至少一个间隙在所述显示器上的已知至少一个位置相关；并且基于其所述相关性评估所述用户的所述视力。
28.本发明的这些另外的和/或其他方面和/或优点在以下详细描述中进行阐述；可能从详细描述中可推论；和/或通过本发明的实践可学习。
附图说明
29.为了更好地理解本发明的实施方案并示出如何实行本发明的实施方案，现将仅通过示例的方式参考附图，其中相同的数字始终标示对应的元件或部分。
30.在附图中：
31.图1是根据本发明的一些实施方案的用于自动评估用户的视力的系统的示意性框图；
32.图2是根据本发明的一些实施方案的用于自动评估用户的视力的系统的更详细方面的示意图；
33.图3是根据本发明的一些实施方案的用于自动评估用户的视力的系统的凝视跟踪设备或处理单元可生成的凝视数据集的组成部分的示意图；
34.图4a、图4b、图4c、图4d、图4e和图4f是根据本发明的一些实施方案的用于自动评估用户的视力的系统的刺激的各种配置的示意图；
35.图4g、图4h、图4i、图4j、图4k、图4l、图4m、图4n、图4o、图4p、图4q、图4r、图4s和图4t是根据本发明的一些实施方案的刺激的伴随有相应凝视点分布的各种配置的示意图；并且
36.图5是根据本发明的一些实施方案的自动评估用户的视力的方法的流程图。
37.将理解，为了说明的简明性和清楚，附图中示出的元件未必按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可相对于其他元件被放大。此外，在认为适当的情况下，附图标记可在附图中重复以指示对应或类似的元件。
具体实施方式
38.在以下描述中，描述了本发明的各个方面。出于解释的目的，阐述具体配置和细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对本领域的技术人员将显而易见的是，本发明可在本文没有呈现具体细节的情况下进行实践。此外，可已省略或简化众所周知的特征以便使本
发明不难理解。具体参考附图，强调的是，这些详情仅通过示例的方式和出于本发明的说明性讨论的目的而示出，并且为了提供被认为是本发明的原理和概念方面的最有用且最容易理解的描述而呈现。在这方面，相比于对本发明的基本理解的需要，不试图更详细地示出本发明的结构细节，结合附图进行的描述使本领域的技术人员清楚本发明的几种形式可在实践中如何体现。
39.在详细解释本发明的至少一个实施方案之前，要理解的是，本发明的应用不限于以下描述中所阐述或附图中所示出的部件的构造和布置的细节。本发明适用于可以各种方式实践或执行的其他实施方案以及所公开的实施方案的组合。此外，要理解的是，本文采用的用语和术语是为了描述的目的并且不应被视为限制性的。
40.除非另外特别指出，如从以下讨论中显而易见的，应当理解，在整个说明书讨论中利用的诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“提高”等术语是指计算机或计算系统或类似电子计算设备的动作和/或过程，所述系统和/或设备操纵计算系统的寄存器和/或存储器内的表示为物理量诸如电子量的数据，并将所述数据转换成计算系统的存储器、寄存器或者其他此类信息存储、传输或显示设备内的类似地表示为物理量的其他数据。所公开模块或单元中的任一者可至少部分地由计算机处理器实现。
41.现在参考图1，所述图是根据本发明的一些实施方案的用于自动评估用户的视力的系统100的示意性框图。
42.根据一些实施方案，系统100可包括数据库110、显示器120、与数据库110和显示器120通信的处理单元130，以及与处理单元130通信的凝视跟踪设备140。
43.数据库110可包括多个刺激或呈现刺激所需的参数。刺激可包括例如试视力字体。下文相对于图4a、图4b、图4c、图4d、图4e和图4f对根据本发明的各种实施方案的试视力字体的实例进行描述。
44.处理单元130可选择、确定或预定多个刺激中要向用户显示的刺激子集。处理单元130可在显示器120上进一步显示子集中的刺激。显示器120可以是例如诸如led显示器的数字显示器、计算机屏幕、电视、移动设备等。处理单元130可以受控方式显示子集中的刺激。例如，处理单元130可按预定次序顺序地显示子集中的刺激，其中可按预定刺激显示时间间隔显示刺激中的每一个。处理单元130可例如以可取决于例如用户对先前显示的刺激的响应的自适应方式显示刺激，使得可在整个测试期间改变子集。随后可分析用户的响应并将其与数据库110中的所存储数据进行比较。可重复所述测试直到例如通过例如将可靠数据与数据库110进行比较并且确定是否存在足够数量的正确响应以便做出具有高置信度的决策而做出取得可靠数据的决策为止。
45.用户(为了清楚起见，在图1中未示出)可位于距显示器120的预定距离处。用户距显示器110的距离可由例如处理单元130(例如，基于由系统100的相机或由可以是凝视跟踪设备的部分的相机获得的图像)确定。用户可观看正在显示器120上显示的子集中的刺激，并且因此用户的凝视可相对于显示器120移动。
46.凝视跟踪设备140可相对于正在显示器120上显示的子集中的刺激中的至少一些跟踪用户的凝视。在各种实施方案中，凝视跟踪设备140或处理单元130可针对正在显示的子集中的刺激中的至少一些生成至少一个凝视数据集以产生多个凝视数据集。在一些其他实施方案中，可由远程处理器(例如，诸如云等)基于凝视跟踪设备的读数生成至少一个凝
视数据集。多个凝视数据集中的每一个可包括例如参考矢量、凝视矢量、凝视角度和凝视点中的至少一者(例如，如下文相对于图3所描述)。在一些实施方案中，多个凝视数据集中的至少一些可包括用户的瞳孔大小。
47.处理单元130可基于凝视数据集中的至少一个评估用户的视力。
48.在一些实施方案中，处理单元130可将一种或多种人工智能(ai)方法应用于凝视数据集中的至少一个。例如，可将凝视数据集中的至少一个输入到可输出用户的所评估视力的一个或多个预训练神经网络中。
49.在一些其他实施方案中，处理单元130可使凝视数据集中的至少一个与子集中的相应至少一个刺激(例如，已针对其生成至少一个凝视数据集的一个或多个刺激)相关。例如，处理单元130可针对凝视数据集中的至少一个和子集中的相应至少一个刺激使一个或多个所确定凝视点的位置(例如，指示显示器120上的一个或多个凝视矢量的交叉点，如下文相对于图3所描述)与显示器120上的相应至少一个刺激的一个或多个已知位置(或其一个或多个指定部分)相关。处理单元130可基于其相关性进一步评估用户的视力。
50.例如，处理单元130可确定用户的屈光不正。在另一个实例中，处理单元130可(例如，基于用户的所确定的屈光不正)确定用户的眼镜的处方或处方的组成部分中的一个。处方(通常称为rx)的组成部分可以是例如球镜(sph)、柱镜或散光(cyl)、散光轴度(ax)、竖直和水平棱镜以及下加光(add)。在另一个实例中，处理单元130可确定用户的视敏度(va)。可确定包括例如反应时间、对比敏感度和其他视力参数的其他视力评估测量结果。
51.在一些实施方案中，处理单元130可校准凝视跟踪设备140。例如，可例如在实际评估用户的视力之前(例如，在测试用户之前)针对每个用户执行校准。在校准阶段期间，处理单元130可指示用户看显示器120上的一个或多个已知校准位置(例如，通过在显示器120上向用户显示相应指令)，而凝视跟踪设备140可相对于一个或多个已知校准位置跟踪用户的凝视并生成一个或多个校准数据集。处理单元130可基于一个或多个校准数据集进一步校准凝视跟踪设备140。校准可例如提高由凝视跟踪设备140和/或由处理单元130生成的凝视数据集的准确度。
52.在一些实施方案中，处理单元130可执行用户的初始筛选。初始筛选可通过例如获得用户的个人信息来执行。例如，处理单元130可在显示器120上显示预定问题并接收来自用户的答案(例如，通过用户界面)。个人信息可包括例如：关于用户是近视还是远视的信息、关于先前视力评估(例如，先前屈光不正测量结果)的信息、对象的年龄等。该数据可保存到数据库110。
53.在一些实施方案中，处理单元130可基于初始筛选和用户的所收集的个人信息确定要向用户显示的刺激的子集。任选地，处理单元130还可基于校准结果确定要向用户显示的刺激的子集。
54.例如，处理单元130可针对每个用户并基于用户的初始筛选(并且任选地基于校准)选择来自数据库110的多个刺激中的哪一个要被包括在刺激的子集内，确定子集中的刺激的次序并且/或者确定在其期间要显示的子集中的每个刺激的刺激显示时间间隔。
55.在一些实施方案中，刺激显示时间间隔可介于100毫秒至1500毫秒之间。例如，刺激显示时间间隔可以是300毫秒。一般而言，例如，如由处理单元130确定的刺激显示时间间隔可足够长以获得每个刺激的大量凝视数据集，但对于用户来说不够长以适应和调节以便
改善他们对刺激的感知。
56.在一些其他实施方案中，处理单元130可随机选择存储在数据库110中的多个刺激中的刺激以形成要向用户显示的子集。
57.在一些实施方案中，处理单元130可在评估用户的视力期间更新刺激子集。可基于例如凝视数据集中的至少一个更新刺激的子集。例如，处理单元130可基于至少一个凝视数据集与在显示器上已显示的相应至少一个刺激之间的相关性选择多个刺激中的至少一个另外的刺激并将其添加到子集。以这种方式，可使用自适应心理物理过程来更新刺激子集，其中基于用户对已显示的一个或多个先前刺激的响应选择要显示的一个或多个新刺激。例如，一个或多个新选择/另外的刺激与最初选择的刺激相比可具有不同的刺激参数。此类刺激参数可包括例如刺激的类型、刺激的几何参数(例如，诸如尺寸、厚度、间隙大小等)等。例如，如果处理单元130确定用户能够观察到指定大小的刺激，则处理单元130可通过添加比最初选择的刺激小的刺激来更新刺激的子集。
58.在一些实施方案中，由系统100获得的用户的至少一些数据可存储在数据库110中。此类数据可包括例如用户元数据、用户凝视数据集(每所显示的刺激)、用户屈光不正、rx(例如，在评估之后)等。
59.现在参考图2，所述图是根据本发明的一些实施方案的用于自动评估用户80的视力的系统200的更详细方面的示意图。
60.根据一些实施方案，系统200可包括数据库210、显示器220、处理单元230和凝视跟踪设备240。数据库210、显示器220、处理单元230和凝视跟踪设备240可分别类似于如上文相对于图1所描述的数据库110、显示器120、处理单元130和凝视跟踪设备140。
61.数据库210可包括多个刺激(例如，试视力字体)。处理单元230可选择、确定或预定多个刺激中的刺激子集以在显示器220上显示子集中的刺激。例如，图2示出正在显示器220上显示的子集中的刺激212。凝视跟踪设备240可相对于正在显示器220上显示的子集中的刺激中的至少一些来跟踪用户的凝视。凝视跟踪设备240或处理单元230(或任选地远程处理器)可针对正在显示的子集中的刺激中的至少一些确定至少一个凝视数据集以产生多个凝视数据集。处理单元230可使凝视数据集中的至少一个与子集中的相应刺激相关并且基于其相关性评估用户的视力(例如，如上文相对于图1所描述)。
62.在一些实施方案中，凝视跟踪设备240可包括一个或多个相机(例如，如图2示意性示出)。在一些实施方案中，凝视跟踪设备240可包括一个或多个照明器(例如，如图2示意性示出)。在一些其他实施方案中，凝视跟踪设备240可依靠一个或多个外部照明器。在操作中，一个或多个照明器可在用户80的眼睛上形成一个或多个光图案。凝视跟踪设备240的一个或多个相机可拍摄用户80的眼睛的一个或多个图像以及由照明器生成的一个或多个光图案。
63.在一些实施方案中，系统200可包括非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质可包括指令的一个或多个子集，所述指令被执行时致使凝视跟踪设备240的处理器或系统200的处理单元230基于例如由凝视跟踪设备240的一个或多个相机获得的图像生成凝视数据集(例如，如上文相对于图1和下文相对于图3所描述的凝视数据集)。
64.注意，图2示出凝视跟踪设备240的一个实例。然而，也可使用其他凝视跟踪设备。例如，在一些其他实施方案中，凝视跟踪设备240可包括两个红外相机以及一个或多个红外
照明器。在一些其他实施方案中，凝视跟踪设备240可包括一个相机以及具有结构光的一个或多个照明器。在一些其他实施方案中，凝视跟踪设备240可包括单个相机(例如，集成在移动设备中的相机)。在一些其他实施方案中，凝视跟踪设备240可能够由用户80佩戴(例如，凝视跟踪设备140可包括头戴式相机)。
65.在一些实施方案中，凝视跟踪设备240可在至少25hz至30hz的频率下操作。在各种实施方案中，凝视跟踪设备240可具有凝视角度不超过1
°
和/或凝视点不小于1mm的准确度(例如，如针对正在显示器220上显示的刺激所计算)。
66.如对本领域的普通技术人员将显而易见，数据库210、显示器220、处理单元230和/或凝视跟踪设备240中的每一者可在其自身的设备、单个设备或设备的组合上实现。例如，数据库210、显示器220和/或处理单元230可在单个计算设备上(例如，在诸如膝上型电脑的个人计算设备上)实现。数据库210、显示器220、处理单元230和/或凝视跟踪设备240之间的通信可以是有线的和/或无线的。
67.现在参考图3，所述图是根据本发明的一些实施方案的用于自动评估用户的视力的系统的凝视跟踪设备或处理单元可生成的凝视数据集300的组成部分的示意图。
68.图3描绘三维(3d)任意坐标系x
′
、y
′
、z
′
中的凝视数据集300的某些组成部分。在一些实施方案中，凝视数据集300可由凝视跟踪设备(例如，诸如如上文分别相对于图1、图2所描述的凝视跟踪设备140、240)生成。在一些其他实施方案中，凝视数据集300可由用于自动评估用户的视力的系统(例如，诸如如上文分别相对于图1、图2所描述的系统100、200)的处理单元(例如，诸如如上文分别相对于图1、图2所描述的处理单元130、230)生成。在一些其他实施方案中，凝视数据集300可由远程处理器(例如，在云上等)生成。例如，凝视数据集300可基于由凝视跟踪设备(例如，如上文相对于图2所描述)获得的一个或多个图像生成。
69.在一些实施方案中，凝视数据集300可包括参考矢量302、凝视矢量304、凝视角度306和凝视点308中的至少一者(例如，如图3所示)。
70.参考矢量302可从用户的眼睛84延伸并可垂直(或基本上垂直)于正在其上显示刺激的显示器310。显示器310可类似于例如上文分别相对于图1、图2描述的显示器120、220。
71.凝视矢量304可从用户的眼睛84在用户的眼睛84的凝视方向(或基本上在其方向)上延伸。凝视矢量304可指示用户的眼睛旋转的程度。
72.凝视角度306(在图3中也指示为αrg)可以是凝视矢量304与参考矢量302之间的角度(例如，如图3所示)。凝视角度306可具有水平分量(例如，在x
′‑y′‑z′
坐标系的x
′
轴的方向上)和竖直分量(在x
′‑y′‑z′
坐标系的y
′
轴的方向上)。在一些实施方案中，凝视角度306可以是单眼的(例如，针对用户的右眼和左眼独立测量/确定的)。
73.凝视点308可以是凝视矢量304可与正在其上显示刺激的显示器310相交的点(例如，3d点)。凝视点308可指示用户在测量时正观看的精确位置。在各种实施方案中，凝视点308可以是单眼的或双眼的。单眼凝视点308可以是针对用户的右眼和左眼独立测量/确定的。双眼凝视点308可被确定为例如针对用户的右眼和左眼独立确定的单眼凝视点308之间的平均位置。
74.现在参考图4a、图4b、图4c、图4d、图4e和图4f，所述图是根据本发明的一些实施方案的用于自动评估用户的视力的系统的刺激400的各种配置的示意图。
75.图4a、图4b、图4c、图4d、图4e和图4f描绘各种刺激(在下文中统称为刺激400)的实
例。刺激400可用在用于自动评估用户的视力的系统(例如，如上文分别相对于图1和图2所描述的系统100、200)中。刺激400可呈现在系统的显示器上和/或存储在系统的数据库(例如，诸如上文分别相对于图1和图2所描述的数据库110、120)中。
76.在一些实施方案中，刺激400中的每一个可包括至少一条线402和沿着其至少一条线402的至少一个间隙404。在图4a、图4b、图4c、图4d、图4e和图4f所示的实施方案中，当刺激被显示在系统的显示器(例如，如上文相对于图1和图2所描述的显示器120、220)上时可向用户指示寻找刺激400中的间隙404。
77.在各种实施方案中，刺激400中的每一个的一条或多条线402可以是直的或成形为预定义形状(例如，圆形、椭圆形、矩形等)。例如，图4a描绘第一刺激400a，其中线402成形为圆形(或基本上圆形)。在另一个实例中，图4b描绘第二刺激400b，其中线402是直的(或基本上直的)。在一些实施方案中，不同刺激400的一条或多条线402可具有不同的宽度。
78.在一些实施方案中，刺激400中的至少一些刺激中的每一个与其他刺激400相比，其一个或多个间隙404可具有不同的大小。例如，图4c描绘第三刺激400c，其中间隙404具有比图1a所描绘的第一刺激400a的间隙404的第一大小404a小的第二大小404b。
79.在各种实施方案中，刺激400中的至少一些刺激中的每一个与其他刺激400相比，其一个或多个间隙404可相对于所述刺激的参考点406和参考轴线407定位在不同角位置405处。例如，在图4a所描绘的第一刺激400a中，间隙404相对于所述第一刺激的参考点406(例如，由曲线402限定的中心点)和参考轴线407定位在第一角位置405a处，并且在图4d所描绘的第四刺激中，间隙404相对于所述第四刺激的参考点406和参考轴线407定位在第二角位置405b处。在另一个实例中，在图4b所描绘的第二刺激400b中，间隙404相对于所述第二刺激的参考点406(例如，直线402的端部中的一个)和参考轴线407定位在第三角位置405c处，并且在图4e所描绘的第五刺激400e中，间隙404相对于所述第五刺激的参考点406和参考轴线407定位在第四角位置405d处。
80.在一些实施方案中，刺激400中的至少一些刺激中的每一个与其他刺激400相比，其一个或多个间隙404可相对于该刺激的参考点406沿着一条或多条线402定位在不同距离408处。例如，在图4b所描绘的第二刺激400b中，间隙404相对于所述第二刺激的参考点406(例如，直线402的端部中的一个)沿着线402定位在第一距离408a处，并且在图4f所描绘的第六刺激400f中，间隙404相对于所述第六刺激的参考点406沿着线402定位在第二距离408b处。
81.一般而言，不同刺激400的线402可具有不同的形状(例如，圆形、线形、椭圆形、矩形等)、不同的尺寸(例如，长度或直径)和/或不同的厚度。不同刺激400的间隙404可具有不同的大小。不同刺激的间隙404可相对于所述刺激的参考点406和参考轴线407设置在不同角位置405处。不同刺激的间隙404可相对于所述刺激的参考点406沿着线402设置在不同距离408处(例如，如上文相对于图4a、图4b、图4c、图4d、图4e和图4f所描述)。
82.在一些实施方案中，刺激400中的每一个的刺激尺寸(例如，整个刺激的直径、长度等)与相应刺激的间隙404的大小的比率可不超过1/5。例如，所述比率可介于1/50至1/10之间。在另一个实例中，所述比率可以是1/30。这与比率通常为1/5的典型试视力字体(例如，广泛用于确定间隙的最小可感知角度的斯内伦型试视力字体或兰道尔特c被当做视敏度的量度)形成对照。
83.根据本发明的一些实施方案，刺激尺寸与刺激的间隙404的大小的此类相对高的比率(例如，范围介于1/50至1/10之间)可归因于例如系统的凝视跟踪设备(例如，诸如上文分别相对于图1和图2所描述的凝视跟踪设备140、240)的精确度，所述精确度在本发明的系统的显示器(例如，诸如上文分别相对于图1和图2所描述的显示器120、220)上可介于0.5毫米至3毫米之间。例如，如果在系统中已使用典型的试视力字体(例如，诸如兰道尔特c多型)，则在许多情况下将已达到几毫米的刺激尺寸。因此，凝视跟踪设备的精确度将不够高以确定哪些凝视点落在和哪些凝视点未落在刺激400的间隙404上，因为测量结果中的误差将会太大。
84.在一些实施方案中，刺激400可具有预定前景颜色。在一些实施方案中，刺激400可显示在预定背景颜色之上。在各种实施方案中，前景和/或背景颜色可在整个评估中进行修改，从而实现背景与前景之间的高或低颜色对比度(或灰度对比度)。这些颜色和它们之间的对比度可以是可用于例如评估用户的对比敏感度的另外的参数。
85.现在参考图4g、图4h、图4i、图4j、图4k、图4l、图4m、图4n、图4o、图4p、图4q、图4r、图4s和图4t，所述图是根据本发明的一些实施方案的刺激400的伴随有相应凝视点分布420的各种配置的示意图。
86.图4g、图4h、图4i、图4j、图4k、图4l、图4m、图4n、图4o、图4p、图4q、图4r、图4s和图4t描绘各种刺激400的实例，其中所描绘刺激中的每一个伴随有相应凝视点分布420(例如，诸如上文相对于图3所描述的凝视点308)。
87.在图4a、图4b、图4c、图4d、图4e以及图4g、图4h、图4i、图4j、图4k、图4l、图4m、图4n、图4o、图4p、图4q、图4r、图4s和图4t所示的实施方案中，可向用户指示寻找正在系统的显示器(例如，诸如上文分别相对于图1和图2所描述的显示器120、220)上显示的每个刺激的一个或多个间隙404。
88.因此，当用户能够观察到正在显示的特定刺激中的间隙404时，在显示器平面上针对这个特定刺激生成的一个或多个凝视点的位置(例如，诸如上文相对于图3所描述的凝视数据集300的凝视点308)可处于邻近显示器上的这个特定刺激的间隙404的预定位置(例如，如图4g、图4h、图4i、图4k、图4n、图4p所示)。
89.以相同的方式，当用户不能够观察到正在显示的特定刺激中的间隙404时，在显示器平面上针对这个特定刺激生成的一个或多个凝视点的位置可超出邻近这个特定刺激的间隙404的预定位置(例如，如图4j、图4l、图4m、图4o、图4q、图4r、图4s、图4t所示)。
90.在一些实施方案中，用于自动评估用户的视力的系统(例如，诸如上文分别相对于图1和图2所描述的系统100、200)可利用刺激400来执行其评估。系统的数据库(例如，诸如上文分别相对于图1和2所描述的数据库110、210)可包括多个刺激400，诸如刺激400。
91.系统的处理单元(例如，诸如上文分别相对于图1和图2所描述的处理单元130、230)可选择、确定或预定多个刺激中的刺激子集并且在系统的显示器(例如，诸如上文分别相对于图1和图2所描述的显示器120、220)上显示子集中的刺激。
92.在一些实施方案中，处理单元可基于用户的初始筛选和个人信息并且任选地还基于系统的凝视跟踪设备的校准结果确定要向用户显示的刺激的子集(例如，如上文相对于图1所描述)。
93.在一些实施方案中，处理单元可根据在该点之前来自患者的反馈使用自适应方法
来确定要显示的每个刺激。例如，如果处理器以高置信度确定用户(在一条或多条经线中)感知到特定的间隙大小，则处理器可选择具有更小间隙大小的随后刺激用于显示。替代地，处理器可以高置信度确定用户未感知到特定的间隙大小，并且处理器可选择具有更大间隙大小的随后刺激。替代地，处理器可以高置信度确定用户在一条经线中未感知到特定的间隙大小，并且处理器可在另一条经线中选择具有相同间隙大小的随后刺激。
94.处理单元可例如针对每个用户并基于用户的初始筛选(并且任选地基于校准)选择来自数据库的多个刺激中的哪一个要被包括在刺激的子集内。
95.例如，处理单元可确定要被包括在子集中的刺激的类型(例如，具有曲线(例如，如图4a、图4c、图4d所示)和/或直线(例如，如图4b、图4e、图4f所示)的刺激)。
96.在另一个实例中，处理单元可在例如保持刺激尺寸与所选择刺激的相应间隙404的大小的比率时确定要被包括在子集中的刺激的间隙(例如，诸如间隙404)范围大小。
97.在另一个实例中，处理单元可确定间隙角位置(例如，诸如上文相对于图4a、图4d和图4b、图4e所描述的角位置405)范围和/或要被包括在子集中的刺激的间隙距离(例如，诸如上文相对于图4b、图4f所描述的距离408)范围。
98.处理单元可例如确定子集中的刺激的次序，将按所述次序向用户显示刺激。例如，子集可包括具有间隙为第一大小的第一组刺激，其中第一组中的刺激可具有其间隙的不同角位置。但是，在这个实例中，子集可包括具有间隙为小于第一大小的第二大小的第二组刺激，其中第二组中的刺激也可具有其间隙的不同角位置。但是，在这个实例中，可首先向用户相继显示第一组中的刺激，并且然后可向用户相继显示第二组中的刺激，其中可按预定刺激显示时间间隔(例如，范围介于100毫秒至1500毫秒之间)显示刺激中的每一个。
99.注意，子集可包括任何数量的组，并且每个组可包括任何数量的任何类型的刺激。可基于例如用户的初始筛选和个人信息并且任选地还基于系统的凝视跟踪设备的校准结果确定子集和所选择刺激的这些和其他参数。可基于在该测试时间点之前来自用户的反馈使用自适应方法来进一步更新子集的这些和其他参数。
100.用户可观看正在显示器上显示的子集中的刺激，并且因此用户的凝视可相对于显示器移动。凝视跟踪设备(例如，诸如上文分别相对于图1和图2所描述的凝视跟踪设备140、240)可相对于正在显示器上显示的子集中的刺激中的至少一些来跟踪用户的凝视。在各种实施方案中，凝视跟踪设备或处理单元可针对正在显示的子集中的刺激中的至少一些生成至少一个凝视数据集以产生多个凝视数据集。
101.处理单元可使凝视数据集中的至少一个与子集中的相应至少一个刺激(例如，已针对其生成至少一个凝视数据集的一个或多个刺激)相关。例如，处理单元可针对凝视数据集中的至少一个和子集中的相应至少一个刺激使一个或多个所确定凝视点的位置(例如，指示一个或多个凝视矢量与显示器的交叉点)与显示器上的相应至少一个刺激的间隙的一个或多个已知位置(例如，如上文相对于图4g、图4h、图4i、图4j、图4k、图4l、图4m、图4n、图4o、图4p、图4q、图4r、图4s和图4t所描述)相关。
102.处理单元可基于其相关性评估用户的视力。在一些实施方案中，处理单元可基于其相关性确定用户的屈光不正。在一些实施方案中，处理单元可基于用户的所确定的屈光不正确定用户的眼镜的处方或至少一个处方组成部分。
103.在一些实施方案中，处理单元可基于凝视数据集中的至少一个确定至少一个另外
的凝视数据集。一个或多个另外的凝视数据集可包括例如注视事件的数量、注视事件的时间间隔、扫视、顺序刺激的间隙之间的距离、凝视点的分布、瞳孔收缩的变化率、瞳孔扩张的变化率以及眨眼事件中的至少一者。瞳孔大小的变化率可指示例如认知负荷，其在用户紧张地确定间隙位置时可能较高。瞳孔大小或瞳孔直径的变化率可例如与间隙大小和/或折射相关。在一些实施方案中，处理单元可基于至少一个另外的凝视数据集评估用户的视力。
104.在一些实施方案中，处理单元可在评估用户的视力期间更新刺激子集。可基于例如用户对正在显示器上显示的刺激的响应更新刺激的子集。例如，可基于相应至少一个凝视数据集或数据集的组合计算用户已感知到正在显示的刺激的间隙的概率，并且然后可确定要显示的下一个刺激。在一些实施方案中，处理单元可估计(例如，使用自适应心理物理过程)每个轴线中的间隙的最小可感知大小阈值(例如，试视力字体中的最小可感知间隙)。例如，处理单元可使用可测试各种间隙大小的阶梯法。以这种方式，可以更精细的方式选择刺激的间隙大小，使得用户开始对刺激一致做出具有误差的响应。
105.现在参考图5，所述图是根据本发明的一些实施方案的自动评估用户的视力的方法的流程图。
106.所述方法可由用于自动评估用户的视力的系统(例如，诸如上文分别相对于图1和图2所描述的系统100和/或系统200)来实施，所述系统可被配置来实施所述方法。注意，所述方法不限于图5所示的流程图和对应描述。例如，在各种实施方案中，所述方法不需要穿过每个所示的框或阶段或完全按照所展示和描述的相同次序进行。
107.一些实施方案可包括提供多个刺激(阶段502)。例如，如上文相对于图1以及图4a、图4b、图4c、图4d、图4e和图4f所描述的刺激。
108.一些实施方案可包括：限定刺激，使得刺激中的每一个包括至少一条线和沿着所述至少一条线的至少一个间隙(阶段504)。例如，如上文相对于图4a、图4b、图4c、图3d、图3e和图4f所描述。
109.一些实施方案可包括：限定刺激，使得刺激中的至少一个的至少一条线成形为预定形状(阶段506)。例如，如上文相对于图4a、图4c、图4d所描述。
110.一些实施方案可包括：限定刺激，使得刺激中的至少一个的至少一条线是直线(阶段508)。例如，如上文相对于图4b、图4e、图4f所描述。
111.一些实施方案可包括：限定刺激，使得刺激中的至少一些与多个刺激中的其他刺激相比，其至少一个间隙相对于所述刺激的参考点和参考轴线定位在不同角位置处(阶段510)。例如，如上文相对于图4a、图4c、图4d所描述。
112.一些实施方案可包括：限定刺激，使得刺激中的至少一些刺激中的每一个与多个刺激中的其他刺激相比，其至少一个间隙相对于所述刺激的参考点沿着所述刺激的至少一条线定位在不同距离处(阶段512)。例如，如上文相对于图4b、图4e、图4f所描述
113.一些实施方案可包括：限定刺激，使得刺激中的至少一些刺激中的每一个的刺激尺寸与所述刺激的至少一个间隙的大小的比率不超过1/5，例如介于1/50至1/10之间(阶段514)。例如，如上文相对于图4a、图4b、图4c、图34d、图4e和图4f所描述。
114.一些实施方案可包括：由处理单元执行用户的初始筛选以获得用户的个人信息(阶段516)。例如，如上文分别相对于图1和图2所描述的处理单元130、230，以及如上文相对于图1所描述的初始筛选和个人信息。
115.一些实施方案可包括：由处理单元校准凝视跟踪设备(阶段518)。例如，如上文分别相对于图1和图2所描述的凝视跟踪设备140、240，以及如上文相对于图1所描述的校准。
116.一些实施方案可包括：由处理单元选择、确定或预定多个刺激中要向用户显示的刺激子集(阶段520)。例如，如上文相对于图1所描述。
117.一些实施方案可包括：基于用户的初始筛选和凝视跟踪设备的校准中的至少一者确定刺激子集(阶段522)。例如，如上文相对于图1和图4a至图4t所描述。
118.一些实施方案可包括：通过从多个刺激随机选择刺激来确定刺激子集(阶段524)。例如，如上文相对于图1所描述。
119.一些实施方案可包括：由处理单元在显示器上相继显示子集中的刺激，使得按预定次序并且按预定刺激显示时间间隔显示刺激中的每一个(阶段526)。例如，如上文分别相对于图1和图2所描述的显示器120、220。
120.一些实施方案可包括：由处理单元基于用户的初始筛选和凝视跟踪设备的校准中的至少一者确定次序和刺激显示时间间隔(阶段528)。例如，如上文相对于图1和图4a至图4t所描述。
121.一些实施方案可包括：将刺激显示时间间隔设定为介于100毫秒至1500毫秒之间(阶段529)。例如，如上文相对于图1所描述。
122.一些实施方案可包括：由凝视跟踪设备相对于正在显示器上显示的子集中的刺激中的至少一些来跟踪用户的凝视(阶段530)。例如，如上文相对于图1和图2所描述。
123.一些实施方案可包括：由凝视跟踪设备或由处理单元针对正在显示的子集中的刺激中的至少一些生成至少一个凝视数据集以产生多个凝视数据集(阶段532)。例如，如上文相对于图1和图2所描述。
124.一些实施方案可包括：由处理单元或由凝视跟踪设备针对凝视数据集中的每一个计算参考矢量、凝视矢量、凝视角度和凝视点中的至少一者(阶段534)。例如，如上文相对于图3分别描述的参考矢量302、凝视矢量304、凝视角度306和凝视点308。
125.一些实施方案可包括：从远程处理器接收凝视数据集(阶段535)。例如，可基于凝视跟踪设备的读数在云上计算凝视数据集(例如，如上文相对于图1所描述)。
126.一些实施方案可包括：基于凝视数据集中的至少一个评估用户的视力(阶段536)。例如，如上文相对于图1所描述。
127.一些实施方案可包括：由处理单元使凝视数据集中的至少一个与子集刺激中已针对其生成至少一个凝视数据集的相应至少一个刺激相关(阶段537)。例如，如上文相对于图1所描述。
128.一些实施方案可包括：由处理单元针对凝视数据集中的至少一个并且针对子集中的相应至少一个刺激使所确定的至少一个凝视点在显示器上的位置与相应至少一个刺激(或其至少一部分)在显示器上的已知至少一个位置相关(阶段538)。例如，如上文相对于图1和图4a至图4t所描述。
129.一些实施方案可包括：由处理单元针对凝视数据集中的至少一个并且针对子集中的相应至少一个刺激使所确定的至少一个凝视点在显示器上的位置与相应至少一个刺激的至少一个间隙在显示器上的已知至少一个位置相关(阶段540)。例如，如上文相对于图4g至图4t所描述。
130.一些实施方案可包括：基于凝视数据集中的至少一个在评估用户的视力期间更新刺激子集(阶段542)。
131.一些实施方案可包括：通过基于至少一个凝视数据集与在显示器上已显示的相应至少一个刺激之间的相关性选择多个刺激中的至少一个另外刺激并将其添加到子集来更新刺激子集(阶段544)。以这种方式，可以阶梯方式更新刺激子集，其中基于用户对已显示的一个或多个先前刺激的响应选择要显示的新的一个或多个刺激(例如，如上文相对于图1和图4a至图4t所描述)。
132.一些实施方案可包括：基于相关性评估用户的视力(阶段546)。例如，如上文相对于图1所描述。
133.一些实施方案可包括：基于凝视数据集中的至少一个使用一种或多种人工智能方法来评估用户的视力(阶段547)。例如，如上文相对于图1所描述。
134.一些实施方案可包括：确定用户的屈光不正(例如，基于相关性)(阶段548)。例如，如上文相对于图1所描述。
135.一些实施方案可包括：确定以下中的至少一者：用户的眼镜基于用户的所确定的屈光不正的处方的一个或多个组成部分、用户的视敏度、反应时间和对比敏感度(例如，基于相关性)(阶段550)。例如，如上文相对于图1所描述。
136.一些实施方案可包括：由处理单元基于凝视数据集中的至少一个确定至少一个另外的凝视数据集(阶段552)。一个或多个另外的凝视数据集可包括例如注视事件的数量、注视事件的时间间隔、扫视、顺序刺激的间隙之间的距离、凝视点的分布、瞳孔收缩的变化率、瞳孔扩张的变化率以及眨眼事件中的至少一者。
137.一些实施方案可包括：由处理单元基于至少一个另外的凝视数据集进一步评估用户的视力(阶段554)。
138.有利地，所公开的系统和方法可提供对用户的视力的客观评估。具体地，用户可仅观察正在屏幕上显示的刺激，而无需提供关于所观察到的刺激的任何主动输入。对响应于所显示刺激的凝视数据的处理可由系统自动执行，从而提供对用户的视力的客观评估。以这种方式，所公开的系统和方法可实现用户的视力评估，所述视力评估与当前电子系统相比能够独立于用户的认知状况，而不受用户对刺激的主观解释的影响，使得视力评估能够通过其多个阶段并减少整体测试时间。
139.由于在短的显示时间期间测量用户响应的能力，因此整体测试时间更快，并且可在几分钟内获得大量数据集。这对于可占用40分钟的现有自动折射工具来说是一个显著的优点。减少的测试时间和客观的测量(例如，不需要主动的用户响应)使用户更容易执行测试并减少用户疲劳。
140.上文参考根据本发明的实施方案的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或部分图来描述本发明的方面。应理解，流程图和/或部分图的每个部分以及流程图和/或部分图中部分的组合可通过计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以便产生一种机器，以使得通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令建立用于实施在流程图和/或部分图或其部分中指定的功能/动作的手段。
141.这些计算机程序指令也可存储在计算机可读介质中，其可引导计算机、其他可编
程数据处理装置或其他设备以特定方式运转，使得存储在计算机可读介质中的指令产生制品，其包括实施流程图和/或部分图的一个或多个部分中指定的功能/动作的指令。计算机程序指令也可加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上以致使一系列操作步骤在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行以产生计算机实施过程，使得在计算机或其他可编程装置上执行的指令提供用于实施在流程图和/或部分图的一个或多个部分中指定的功能/动作的过程。
142.上述流程图和图示展示根据本发明的各种实施方案的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的体系结构、功能性和操作。在这个方面，流程图或部分图中的每个部分可表示代码的模块、区段或部分，所述代码包括用于实施所指定的一个或多个逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应当注意的是，在一些替代实施方式中，部分中提到的功能可不按附图中提到的次序出现。例如，连续展示的两个部分实际上可基本上同时执行，或者这些部分有时可按相反的次序执行，这取决于所涉及的功能性。还应当注意的是，部分图和/或流程图的每个部分以及部分图和/或流程图中部分的组合可由执行指定功能或操作的基于专用硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实施。
143.在以上描述中，实施方案是本发明的实例或实施方式。“一个实施方案”、“一种实施方案”、“某些实施方案”或“一些实施方案”的各种出现不一定都指相同的实施方案。虽然可在单个实施方案的上下文中描述本发明的各种特征，但还可分开提供或以任何合适的组合提供这些特征。相反，虽然为了清楚起见而可在单独实施方案的上下文中描述本发明，但是也可在单个实施方案中实施本发明。本发明的某些实施方案可包括来自上文所公开的不同实施方案的特征，并且某些实施方案可结合来自上文所公开的其他实施方案的元件。在特定实施方案的上下文中对本发明的元件的公开不应被视为限制它们仅在特定实施方案中使用。此外，应当理解，本发明可以各种方式实施或实践，并且本发明可在除了以上描述中概述的实施方案之外的某些实施方案中实施。
144.本发明不限于那些图或对应描述。例如，流程不需要穿过每个所示的框或阶段或完全按照所展示和描述的相同次序进行。除非另有限定，否则本发明领域内的普通技术人员将普遍理解本文所使用的技术和科学术语的含义。虽然已经相对于有限数量的实施方案描述了本发明，但这些不应被解释为对本发明范围的限制，而是作为一些优选实施方案的范例。其他可能的变化、修改和应用也在本发明的范围内。因此，本发明的范围不应受迄今为止所描述的内容的限制，而应受所附权利要求及它们的合法等同物的限制。