[发明专利]一种汉字视力表视标的选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及汉字视力表视标的选择方法。

背景技术

视力表是眼科诊断中最重要的工具之一。通过视力的测量一方面可以了解眼部的健康状况，另一方面可以了解被检者对日常阅读文字的分辨能力。目前，在眼科临床的视力检查中，作为视力表的视标有文盲E、字母及数字等。在许多以英语为第一语言的国家，英国标准字母和Sloan字母及数字较为通用。在国内则以文盲E为视标的视力表在临床的视力测试中应用最为广泛。这些视标设计的基本原理一致：每一个笔画占整个视标高度的1/5，在设计距离，每个笔画所对应的视角为1弧分；视标的增率采用几何级数。由于人们获取信息的最重要方式，是通过阅读来实现的，用被检者熟悉的文字来评估视力，则可以直接而充分地了解被检者阅读该种文字字体大小的阈值。因而，要获得被检者辨认汉字的真正阈值，应该选用汉字作为视标。在以往设计的汉字视力表中，有以下两类：一类汉字视力表的特点是将汉字的笔画加粗，使每一笔画占据1/5汉字高度。由于该视标采用了汉字，且包含了撇和捺结构，比文盲E多了斜向笔画，在一定程度上提高了国内检测被检者阅读汉字字体大小的阈值的精确度。但是，这种经过加工后的汉字视标完全不同于日常读物中的汉字，所以其检测结果与实际视力之间不可避免地存在着偏差。另一类是以笔画数、字频、字形等因素作为可视性的主要参考因素，但是，据有关研究可知，即使是具有相同笔画数的汉字，对视觉系统并不一定具有相同的视觉刺激。由于视标之间具有均一的可视性是视力表设计中的重要原则，因此，有必要选择具有均一可视性的汉字作为同一张汉字视力表的视标。

发明内容

本发明的目的在于为克服现有技术的不足而提供一种汉字视力表视标的选择方法，通过该方法选择的汉字视标具有更均一的可视性，使用该方法选择的汉字视标制作的汉字视力表能够更加准确地检测被检者阅读汉字字体大小的阈值。

为了实现上述目的，本发明公开了一种汉字视力表视标的选择方法，其特征在于包含以下步骤：

1)从常用的、笔画数段最集中汉字中选取足够个数的汉字；

2)将所选汉字用图像处理软件保存为统一的图片格式；

3)分析每个汉字的空间频率成分，并将其结果表示为不同空间频率成分的二维分布，即频谱能量分布图；

4)对所有被上述初选汉字的各空间频率的频谱能量求均值，以此作为参照值，采用聚类分析将汉字图像进行聚类，从中选取与频谱能量均值相似的一组汉字；

5)从上一步骤选出的汉字中选取同时具备横向、垂直、斜向和弧形的笔画的汉字作为汉字视力表视标。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：由于汉字属于表意文字，具有文字和图像双重特性，因而，汉字识别服从图形辨认的一般规律。现代视觉研究表明，人眼视觉系统对视觉图形信息的处理具有空间频率(即视标粗密程度)通道分析特征，这些“通道”具有带通滤波特性，即每个通道只对空间频率中某一特定频段有最佳反应。而通道的选择是自下而上地由图像的信号来决定，并非由观察者自上而下地进行选择。也就是说，图形的空间频率是决定视觉信息处理的重要变量。在应用光学中，空间频率是指每毫米所具有的光栅数，单位为线/毫米。在视觉研究领域中，它是指单位视角内明暗条纹重复出现的周期数，或正弦状浓淡变化的重复次数，单位周/度(cyclesper degree of visual angle，cpd)。一般而言，汉字字体大小相同时，笔画数越多，其空间频率越高；而笔画数相同时，字体大小越小，其空间频率越高，即使是字体大小相同，具有相同笔画数的汉字，其空间频率特性未必相同，因此，具有相同笔画数的汉字对视觉系统并不一定具有相同的视觉刺激，而在本发明的汉字视力表视标的选择方法中，除了考虑笔画数、字频、字形等因素外，还通过对汉字图像进行空间频率成分分析，从中选择出各空间频率的频谱能量均值相似的汉字作为视标，更符合人眼视觉系统对汉字识别、辨认的一般规律，因此较以往汉字视标选择的方法更客观、科学，通过该方法选择汉字字标的汉字视力表能够更加准确地检测被检者辨认汉字大小的阈值。

下面将结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1(a)是八画汉字中“杯”字的BMP图片；

图1(b)是“杯”字的频谱能量分布图；

图1(c)是“杯”字的各空间频率成分的一维分布图；

图2是所选的40个中笔画汉字的各空间频率的频谱能量均值图；

图3是汉字图像的相似性及相互关系图(注：欧式距离＝图中的数字*1013)；