基于视线的儿童专注力测试分析系统和方法与设计方案

本技术涉及一种基于视线的儿童专注力分析系统及方法。该方法包括：控制瞳孔图像采集器采集被测儿童注视儿童专注力测试阅读设备中的亮点时的第一瞳孔图像；通过处理器利用第一瞳孔图像和儿童专注力测试阅读设备中的亮点进行被测儿童阅读视线轨迹定位的初始化；在测试者启动儿童专注力测试软件中的测试功能后利用瞳孔图像采集器采集被测儿童阅读显示内容时的第二瞳孔图像；由处理器根据第二瞳孔图像的图像数据计算儿童专注力测试阅读设备的屏幕位置坐标，形成被测儿童阅读视线轨迹。本技术通过采用视线追踪方式记录被测儿童的阅读视线轨迹分析儿童的专注力，该方式能够提准确客观的评估儿童专注力等级且该产品成本低廉，有广阔的市场前景。

权利要求书

1.一种基于视线的儿童专注力测试分析系统，其特征在于，包括：儿童专注力测试阅读设备和儿童专注力测试结果记录分析装置，且所述儿童专注力测试阅读设备和儿童专注力测试结果记录分析装置相互通信连接；所述儿童专注力测试结果记录分析装置包括瞳孔图像采集器、处理器、存储器；其中，

在初始化阶段，所述瞳孔图像采集器采集被测儿童注视所述儿童专注力测试阅读设备中的亮

点时的第一瞳孔图像，并通过所述处理器利用所述第一瞳孔图像和所述儿童专注力测试阅读设备中的亮点进行被测儿童阅读视线轨迹定位的初始化；

在测试阶段，控制所述瞳孔图像采集器采集被测儿童阅读显示内容时的第二瞳孔图像，通过所述处理器根据所述第二瞳孔图像的图像数据计算被测儿童阅读时，其视线在所述儿童专注力测试阅读设备上的位置，形成被测儿童阅读视线轨迹，将所述被测儿童阅读视线轨迹与所述儿童专注力测试阅读设备的显示内容的顺序轨迹进行对比，最终形成测试分析数据。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述儿童专注力测试阅读设备包括：平板电

脑或电子阅读器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述儿童专注力测试结果记录分析装置为眼镜系统，包括镜框、镜腿和设置于所述镜腿末端的USB接口及设置于所述镜框中间位置处的瞳孔图像采集器。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述处理器和所述存储器均设置于镜腿靠近所述镜框的位置处。

5.一种基于视线的儿童专注力测试分析方法，其特征在于，包括：

采集被测儿童注视儿童专注力测试阅读设备中的亮点时的第一瞳孔图像；

利用所述第一瞳孔图像和所述儿童专注力测试阅读设备中的亮点进行被测儿童阅读视线轨迹定位的初始化；

采集被测儿童阅读所述儿童专注力测试阅读设备按预先设定的规则显示的内容时的第二瞳孔图像；

根据所述第二瞳孔图像的图像数据计算所述儿童专注力测试阅读设备的屏幕位置坐标，形成被测儿童阅读视线轨迹；

对比所述被测儿童阅读视线轨迹与预先设定的规则显示轨迹形成测试分析数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，被测儿童注视儿童专注力测试阅读设备中的亮点，包括：

所述儿童专注力测试阅读设备屏幕中依次出现M个亮点，并且提示被测儿童分别依次注视该M个亮点，所述M个亮点按照程序设定显示在所述儿童专注力测试阅读设备屏幕的不同位置处。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，利用所述第一瞳孔图像和所述儿童专注力测试阅读设备中的亮点进行被测儿童阅读视线轨迹定位的初始化，包括：

根据所述第一瞳孔图像处理确定瞳孔边缘信息，并根据所述瞳孔边缘信息确定所述被测儿童的瞳孔中心；

根据所述M个亮点相对于所述儿童专注力测试阅读设备屏幕中的方位坐标和所述瞳孔中心的方位坐标形成对应的映射模型(X,Y)＝F(x,y)以完成儿童阅读视线定位的初始化；其中，(X,Y)为所述M个亮点相对于所述儿童专注力测试阅读设备屏幕中的方位坐标，(x,y)为所述瞳孔中心的方位坐标，F为映射函数。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述第一瞳孔图像处理确定瞳孔边缘信息，并根据所述瞳孔边缘信息确定所述被测儿童的瞳孔中心，包括：

对所述第一瞳孔图像进行处理形成灰度变化图；

在所述灰度变化图中选择初始点，并以初始点为中心沿不同射线方向寻找灰度变化率最大的点作为沿当前射线方向的瞳孔边缘点；

将多个所述瞳孔边缘点进行拟合形成类椭圆曲线；

计算所述类椭圆曲线的长轴和短轴的交点形成所述瞳孔中心。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述第二瞳孔图像的图像数据计算儿童专注力测试阅读设备的屏幕位置坐标，形成被测儿童阅读视线轨迹，包括：

根据所述第二瞳孔图像确定被测儿童在所述第二瞳孔图像中的瞳孔中心的方位坐标；

根据所述映射模型(X,Y)＝F(x,y)计算所述被测儿童当前的阅读视线在所述儿童专注力测试阅读设备的屏幕位置的方位坐标；

根据儿童专注力测试阅读设备的屏幕位置坐标拟合为运动曲线，即可形成被测儿童阅读视线轨迹。

技术说明书

基于视线的儿童专注力测试分析系统和方法

技术领域

本技术属于眼球追踪技术领域，具体涉及一种基于视线的儿童专注力测试分析系统和方法。背景技术

心理学的研究表明人类的任何心理活动、情绪反应均会引起相应地生理参量的变化，这些生理参量由于受植物神经系统支配，植物神经系统由于指挥中枢在下丘脑而不在大脑皮层，所以一般不受人的意识控制，而是自主动作，在外界刺激下会出现一系列条件反射现象。

所谓专注力，通常指注意力，在心理学的范畴上指较长时间内仍把注意力保持集中在某一活

动上的能力。对于儿童来说，就是指他们能把视觉、听觉、触觉等感官集中在某一事物上，达到认识事物的目的。专注力是幼儿发展的第一要素，也是伴随儿童终身发展比不可少的重要品质。心理学研究表明，专注状态极其有利于儿童对客观事物做出清晰、完整的判断，以保证智力活动顺利地产生和发展。

通常，对于儿童专注力的测试评估可以通过父母的观察，老师的反馈，以及周围同学的反馈得出，也可以通过儿童专注力测试的问卷调查得出。例如：美国范德比尔特注意力诊断报告家长测评表，目前世界范围最权威的注意力测评表格，指导了DSM-IV标准(美国神经状况诊断和统计手册)。通过家长完成一定的问卷调查，对儿童注意力进行专业评估。

目前的儿童专注力测试技术方案中，不能客观的评价出儿童专注力的等级，仅仅通过主观问答得出的评价报告具备一定的片面性以及个人感情色彩。因此，如何设计一种更加理性且成本低的儿童专注力测试分析系统就变得极其重要。

技术内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种基于视线的儿童专注力测试分析系统及方法。包括：儿童专注力测试阅读设备和儿童专注力测试结果记录分析装置，且所述儿童专注力测试阅读设备和儿童专注力测试结果记录分析装置相互通信连接；所述儿童专注力测试结果记录分析装置包括瞳孔图像采集器、处理器、存储器；其中，

在初始化阶段，所述瞳孔图像采集器采集被测儿童注视所述儿童专注力测试阅读设备中的亮点时的第一瞳孔图像，并通过所述处理器利用所述第一瞳孔图像和所述儿童专注力测试阅读设备中的亮点进行被测儿童阅读视线轨迹定位的初始化；

在测试阶段，控制所述瞳孔图像采集器采集被测儿童阅读显示内容时的第二瞳孔图像，通过所述处理器根据所述第二瞳孔图像的图像数据计算被测儿童阅读时，其视线在所述儿童专注力测试阅读设备上的位置，形成被测儿童阅读视线轨迹，将所述被测儿童阅读视线轨迹与所述儿童专注力测试阅读设备的显示内容的顺序轨迹进行对比，最终形成测试分析数据。

在上述技术的基础上，所述儿童专注力测试阅读设备包括：平板电脑或电子阅读器。