一种基于VR的双眼视像融合训练方法和装置

技术领域

本发明涉及视觉训练技术领域，具体涉及一种基于VR的双眼视像融合训练方法和装置。

背景技术

双眼视像融合功能是在双眼具有正常同时视知觉的基础上，通过大脑分析处理能将同时来自双眼视网膜对应点上有轻微差异的两个影像综合为一个完整物像的功能。一些人因为斜视或者病理性屈光参差等原因导致双眼视像融合功能减弱或者严重缺失，针对这部分人须通过合理的视觉训练才能恢复或者改善双眼视像融合功能的缺陷。现有的双眼视像融合训练注重于双眼同时注视于同样的训练目标，用户容易在训练过程中过渡依赖单眼，由于无分离显示的内容机制，难以强调双眼之间的配合的功能，严重影响训练效果。其次，现有的双眼视像融合训练多数有简单的训练内容所构成，训练场景结构单一，易产生视觉疲劳及注意力不集中等问题，训练效果不佳。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例一种基于VR的双眼视像融合训练方法和装置，解决现有双眼视像融合训练过程中，用户容易过度依赖单眼完成训练，达不到训练效果，也难以提升双眼视像融合能力的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种基于VR的双眼视像融合训练方法，该方法包括：

分别对用户双眼在同一个虚拟训练场景中独立显示第一图像和第二图像，所述第一图像中包括受控训练目标，所述受控训练目标允许在虚拟训练场景中移动，所述第二图像中包括固定任务目标；

接收用户通过观察固定任务目标的位置后控制受控训练目标相对固定任务目标位置移动的路径反馈信息；

根据路径反馈信息自适应的重新配置受控训练目标和固定任务目标并显示重新配置后的受控训练目标和固定任务目标。

在本发明一实施例中，还包括：

通过不断控制受控训练目标相对固定任务目标位置的移动形成训练的迭代促进过程。

在本发明一实施例中，在所述分别对用户双眼在同一个虚拟训练场景中独立显示第一图像和第二图像的步骤之后还包括：

针对虚拟训练场景中的第一图像或第二图像的整体画面进行抑制调节，使得虚拟训练场景分别适应用户双眼。

在本发明一实施例中，所述抑制调节包括对比度调节和/或亮度调节和/或模糊度调节。

在本发明一实施例中，所述虚拟训练场景中包含障碍物，所述受控训练目标相对固定任务目标移动的过程中受控避开所述障碍物；所述受控训练目标的移动速度以确定的基准速度匀速移动，所述基准速度受控可调；所述固定任务目标为多个，每个固定任务目标在虚拟训练场景中的显示位置不同，每个固定任务目标的尺寸受控可调。

第二方面，本发明提供一种基于VR的双眼视像融合训练装置，该装置包括：

训练任务创建单元：用于分别对用户双眼在同一个虚拟训练场景中独立显示第一图像和第二图像，所述第一图像中包括受控训练目标，所述受控训练目标允许在虚拟训练场景中移动，所述第二图像中包括固定任务目标；

路径反馈信息接收单元：用于接收用户通过观察固定任务目标的位置后控制受控训练目标相对固定任务目标位置移动的路径反馈信息；

自适应配置单元：用于根据路径反馈信息自适应的重新配置受控训练目标和固定任务目标并显示重新配置后的受控训练目标和固定任务目标。

在本发明一实施例中，还包括：

迭代训练促进单元：通过不断控制受控训练目标相对固定任务目标位置的移动形成训练的迭代促进过程。

在本发明一实施例中，还包括：

双眼抑制单元：用于针对虚拟训练场景中的第一图像或第二图像的整体画面进行抑制调节，使得虚拟训练场景分别适应用户双眼。

在本发明一实施例中，所述双眼抑制单元中的所述抑制调节包括对比度调节和/或亮度调节和/或模糊度调节。

在本发明一实施例中，所述训练任务创建单元中的所述虚拟训练场景中包含障碍物，所述受控训练目标相对固定任务目标移动过程中受控避开所述障碍物；所述受控训练目标的移动速度以确定的基准速度匀速移动，所述基准速度受控可调；所述固定任务目标为多个，每个固定任务目标在虚拟训练场景中的显示位置不同，每个固定任务目标的尺寸受控可调。

第三方面，本发明提供一种电子设备，该设备包括：

处理器、存储器、与网关通信的接口；

存储器用于存储程序和数据，所述处理器调用存储器存储的程序，以执行第一方面任一项提供的一种基于VR的双眼视像融合训练方法。

第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括程序，所述程序在被处理器执行时用于执行第一方面任一项提供的一种基于VR的双眼视像融合训练方法。

从上述描述可知，本发明实施例提供一种基于VR的双眼视像融合训练方法和装置。本发明为用户双眼独立显示不同的图像，用户通过双眼观察形成脑部融合图像，可以充分调动双眼之间的配合。通过控制受控目标训练双眼运动控制能力、聚焦能力和协调能力。通过控制移动目标的路径，提升空间方向感。通过虚拟现实场景的分离显示训练，能以更有趣、有效、方便地进行双眼视像融合训练，增强依从性让用户主动参与训练。通过自适应的配置视觉训练内容，可以形成双眼视像融合训练的迭代，从而提升训练效果。

附图说明

图1所示为本发明一种基于VR的双眼视像融合训练方法的流程示意图；

图2所示为本发明一种基于VR的双眼视像融合训练方法中融合图像形成的原理示意图；

图3所示为本发明一种基于VR的双眼视像融合训练方法在训练过程中受控训练目标的移动路径示意图；

图4所示为本发明一种基于VR的双眼视像融合训练方法中无抑制情形下融合图像形成的效果图；

图5所示为本发明一种基于VR的双眼视像融合训练方法中抑制后情形下融合图像形成的效果图；

图6所示为本发明一种基于VR的双眼视像融合训练装置的结构示意图；

图7所示为本发明一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明白，以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

基于现有技术的缺点，本发明实施例提供了一种基于VR的双眼视像融合训练方法的具体实施方式，如图1所示，该方法具体包括：

S110:分别对用户双眼在同一个虚拟训练场景中独立显示第一图像和第二图像，第一图像中包括受控训练目标，受控训练目标允许在虚拟训练场景中移动，第二图像中包括固定任务目标。

具体地，用户在接受双眼视像融合训练期间需要佩戴VR设备，用户在活动期间佩戴的VR设备可以被允许控制亮度和其它图像参数。VR设备是可佩戴在用户眼部的任何类型的VR设备，例如VR智能眼镜、VR头盔等。

VR设备的显示器可以向用户的每只眼睛独立显示第一图像和第二图像，可以向用户的左眼显示第一图像向用户的右眼显示第二图像，也可以向用户的左眼显示第二图像向用户的左眼显示第一图像。第一图像与第二图像的背景相同(即处于相同的虚拟训练场景中)，可以理解的是，虚拟训练场景可以是静态的，仅有第一图像中的受控训练目标为可移动的，这种情况下形成的训练过程较为单一。为了增强训练过程中与用户的互动，虚拟训练场景也可以是动态的，并且虚拟训练场景可以随着受控训练目标移动而发生变化。

第一图像和第二图像二者包含的对象不同，如第一图像中包括受控训练目标，这个受控训练目标是可以在虚拟训练场景中移动的；第二图像中包括固定任务目标，这个固定任务目标在虚拟训练场景中显示后的位置是相对固定的，并且固定任务目标所在位置是受控训练目标需要经过或接触的，固定任务目标可以是虚拟奖励物品也可以是其它增强用户互动的虚拟对象特效(比如受控训练目标接触到固定任务目标时这个位置会显示确定时长的动画特效)。

S120:接收用户通过观察固定任务目标的位置后控制受控训练目标相对固定任务目标位置移动的路径反馈信息。

具体地，为用户双眼分别独立显示的第一图像和第二图像经过用户双眼识别后会在脑部形成一个融合图像，最终效果如图2所示。这个融合图像包含第一图像和第二图像相同部分也包括第一图像和第二图像中不同部分中的所有要素。需要用户双眼相互配合协同，由用户通过外部输入设备(如VR手柄，键盘，鼠标等设备)控制第一图像中的受控训练目标向第二图像中的固定任务目标位置移动(如图3所示)，将受控训练目标向固定任务目标移动的路径作为路径反馈信息，并通过外部输入设备将路径反馈信息传送至VR设备。

S130:根据路径反馈信息自适应的重新配置受控训练目标和固定任务目标并显示重新配置后的受控训练目标和固定任务目标。

具体地，不同用户双眼视像融合的功能的强弱存在差异，因此用户操作后形成的路径反馈信息与系统量化的真实路径之间存在差异，即受控训练目标无法准确到达固定任务目标的位置。在受控训练目标不能到达固定任务目标位置时，之前配置好的受控训练目标以及固定任务目标均会被重新配置，通过降低受控训练目标的移动速度或者增大固定任务目标的尺寸以降低训练的难度，待用户能够完成难度较低的训练时适当增加训练难度达到提升双眼视像融合能力的目的。反之，则不断提高训练难度使得用户双眼视像融合的能力得到进一步的提升。

在本实施例中，为用户双眼独立显示不同的图像，用户通过双眼观察形成脑部融合图像，可以充分调动双眼之间的配合。通过控制受控目标训练双眼运动控制能力、聚焦能力和协调能力。通过控制移动目标的路径，提升空间方向感。通过虚拟现实场景的分离显示训练，能以更有趣、有效、方便地进行双眼视像融合训练，增强依从性让用户主动参与训练。通过自适应的配置视觉训练内容，可以形成双眼视像融合训练的迭代，从而提升训练效果。

在上述实施例的基础上，本发明一实施例中，还包括以下步骤：

S140:通过不断控制受控训练目标相对固定任务目标位置移动形成训练的迭代促进过程。

虽然经过S110至S130步骤的训练可以起到一定的训练效果，但不能实现训练的量化。在本实施例中，无论用户在双眼视像融合训练过程中完成与否，训练都会持续下去形成训练的迭代促进过程。用户利用迭代促进过程不断锻炼双眼视像融合的能力，形成双眼视像融合训练的量化，进而来提高双眼视像融合能力的上限从而达到训练双眼视像融合的目的。

在上述实施例的基础上，本发明一实施例中，在S110之后还包括以下步骤：

S150:针对虚拟训练场景中的第一图像或第二图像的整体画面进行抑制调节，使得虚拟训练场景分别适应用户双眼。

具体地，可以理解的是，每个人都会有一个主视眼，这个主视眼可能是左眼，也可能是右眼，主视眼观察到的图像会被大脑优先分析处理，而弱化非主视眼观察到的图像，导致非主视眼观察到的图像更加模糊，使得融合图像一些图形要素确实或者无法辨别。主视眼和非主视眼的辨别可以在医师的测试下完成。针对一些双眼视像融合能力较弱的用户，参与双眼视像融合训练会有一定的难度，如图4所示，用户脑部呈现的融合图像中受控训练目标是比较虚的，这样是无法进行训练。

在实际使用过程中为主视眼显示的是虚拟训练场景和第一图像或虚拟训练场景和第二图像，为非主视眼显示的是虚拟训练场景和第二图像或虚拟训练场景和第一图像(即第一图像和虚拟训练场景同时显示，第二图像和虚拟训练场景同时显示，而为主视眼和非主视眼则分离显示第一图像或第二图像，也就是说主视眼与非主线眼显示的图像是不同的，当为主视眼显示第一图像时则为非主视眼显示第二图像，当为主视眼显示第二图像时则为非主视眼显示第一图像)。

抑制调节是在用户的双眼视像融合能力较弱的情况下进行的，在具体的训练过程中可以对主视眼显示的图像进行抑制以降低主视眼获取视像的信息，来增强非主视眼获取视像的信息，也可以通过反抑制增强非主视眼获取视像的信息，使得用户能够获得双眼视像融合的能力看清融合图像(即图5所示)，能更好的适应训练。

在本实施例中，可以针对双眼视像融合能力较低无法进行训练的患者，通过对用户主视眼或非主视眼显示的整体图像进行抑制或者反抑制，用外界手段使得用户能够看到清晰的融合图像，获得第二视功能，解决用户无法进行双眼视像融合训练的问题。

在上述实施例的基础上，本发明一实施例中，抑制调节具体包括对比度调节和/或亮度调节和/或模糊度调节。

具体地，可以理解的是在步骤S150中可知通过抑制调节的外界手段使得用户在训练过程中能够获得第二视功能也就是双眼视像融合能力。在抑制调节过程中可以通过调节对比度、亮度、模糊度三者的参数来实现。更详细的说，在具体调节过程中可以调节以上三者中其中一个，也可以两两结合调节，当然也可三者同时调节。需要说明的是，在对比度调节过程中，对比度参数设定在0％-100％范围内，其主要用于对非主视眼视力的增强，当然也可以用于主视眼抑制；在亮度调节过程中，亮度调节较为通用，亮度的参数设定在0％-100％范围内，其主要用户增强非主视眼的显示，当然也可以用于主视眼的抑制，但通常不作为最优的选择；在模糊度调节过程中，模糊度的参数设定在0-50范围内，其主要用于对主视眼的抑制。

在本实施例中,在双眼视像融合训练过程中，通过调节对比度、亮度、模糊度三者的参数，实现用户双眼视像融合能力的重现，其调节参数较少，方便调节，可以节省训练前的准备工作，提高训练效率。

本发明一实施例中，虚拟训练场景中包含障碍物，受控训练目标相对固定任务目标移动的过程中受控避开所述障碍物。

具体地，虚拟训练场景中的障碍物可以是虚拟的树木、山峰、云朵及其它物体，通过控制障碍物的数量可以实现对训练难度等级的控制。受控训练目标由用户通过外部输入设备控制，在训练过程中用户需要控制受控训练目标避开障碍物去接触或经过固定任务目标的位置。

受控训练目标的移动速度以确定的基准速度匀速移动，基准速度受控可调。

具体地，受控训练目标不是受控拖动，它有一个确定的基准移动速度，这个移动速度决定着训练的难易程度。受控目标的移动速度通过受控目标通过确定距离所用时间长短确定。当受控目标的移动速度较慢时训练难度较低，当受控目标的移动速度较快时训练难度较高。

固定任务目标为多个，每个固定任务目标在虚拟训练场景中的显示位置不同，每个固定任务目标的尺寸受控可调。

具体地，将固定任务目标设置为多个，每个固定任务目标分散在虚拟训练场景中。受控训练目标需要接触分散在虚拟训练场景中的固定任务目标，来训练双眼的配合默契度。当然可以理解的是为了提升训练的难度可以降低固定任务目标的尺寸。

在本实施例中，可以通过改变虚拟训练环境中障碍物数量的多少或改变受控训练目标移动速度的快慢或改变固定任务目标尺寸的大小，方便根据接收路径反馈信息自适应的调整训练难度。可以以多种方式实现训练难度的调整，使得训练过程更加优化。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种基于VR的双眼视像融合训练装置，可以用于实现上述实施例所描述的一种基于VR的双眼视像融合训练方法，如下面的实施例所述。由于一种基于VR的双眼视像融合训练装置解决问题的原理与一种基于VR的双眼视像融合训练方法相似，因此一种基于VR的双眼视像融合训练装置的实施可以参见方法实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

本发明提供了一种基于VR的双眼视像融合训练装置，如图6所示。在图6中，该装置包括：

训练任务创建单元210：用于分别对用户双眼在同一个虚拟训练场景中独立显示第一图像和第二图像，第一图像中包括受控训练目标，受控训练目标允许在虚拟训练场景中移动，第二图像中包括固定任务目标；

路径反馈信息接收单元220：用于接收用户通过观察固定任务目标的位置后控制受控训练目标相对固定任务目标位置移动的路径反馈信息；

自适应配置单元230：用于根据路径反馈信息自适应的重新配置受控训练目标和固定任务目标并显示重新配置后的受控训练目标和固定任务目标。

本发明一实施例中，还包括：

迭代训练促进单元240：通过不断控制受控训练目标相对固定任务目标位置移动形成训练的迭代促进过程。

本发明一实施例中，还包括：

双眼抑制单元250：用于虚拟训练场景中的第一图像或第二图像的整体画面进行抑制调节，使得虚拟训练场景分别适应用户双眼。

本发明一实施例中，双眼抑制单元250中的抑制调节包括对比度调节和/或亮度调节和/或模糊度调节。

本发明一实施例中，训练任务创建单元210中的虚拟训练场景中包含障碍物，受控训练目标相对固定任务目标移动过程中受控避开障碍物；受控训练目标的移动速度以确定的基准速度匀速移动，基准速度受控可调；固定任务目标为多个，每个固定任务目标在虚拟训练场景中的显示位置不同，每个固定任务目标的尺寸受控可调。

本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的一种基于VR的双眼视像融合训练方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式，参见图7，电子设备300具体包括如下内容：

处理器310、存储器320、通信单元330和总线340；

其中，处理器310、存储器320、通信单元330通过总线340完成相互间的通信；通信单元330用于实现服务器端设备以及终端设备等相关设备之间的信息传输。

处理器310用于调用存储器320中的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中的方法中的全部步骤。

本领域普通技术人员应理解：存储器可以是，但不限于，随机存取存储器(RandomAccess Memory，简称：RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称：ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，简称：PROM)，可擦除只读存储器(ErasableProgrammable Read-Only Memory，简称：EPROM)，电可擦除只读存储器(ElectricErasable Programmable Read-Only Memory，简称：EEPROM)等。其中，存储器用于存储程序，处理器在接收到执行指令后，执行程序。进一步地，上述存储器内的软件程序以及模块还可包括操作系统，其可包括各种用于管理系统任务(例如内存管理、存储设备控制、电源管理等)的软件组件和/或驱动，并可与各种硬件或软件组件相互通信，从而提供其他软件组件的运行环境。

处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称：CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称：NP)等。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括程序，所述程序在被处理器执行时用于执行前述任一方法实施例提供的一种基于VR的双眼视像融合训练方法。

本领域普通技术人员应理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，具体的介质类型本申请不做限制。

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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。