手机屏显示质量及视觉健康研究文献综述

 2022-09-22 11:24:53

文献综述(或调研报告):

本课题着重于研究手机屏幕的显示质量及其对视觉疲劳的影响。

近年来,随着手机、平板电脑的普及和网络的迅速发展,人们在工作和生活中习惯于长时间使用电脑、手机等电子产品。在网上查资料、聊天、找工作、玩游戏等,已成为当今中国人的重要生活方式。根据参考文献[1]调查数据分析,78.95%的调查者主要使用手机等电子设备聊天,78.72%的调查者主要用于看电影、听音乐等娱乐方面,65.90%的调查者则是为了获取有用的信息。随着使用显示设备时间的大量增加,近视、黄斑区病变患者也日渐增多,显示器对视觉健康的影响也引起了越来越多的关注和重视。分析和了解显示器对视觉疲劳和健康的影响,有助于帮助显示器长期使用者做好日常防护,对预防相关眼部不适和疾病具有尤其重要的意义。

近年来,关于视觉疲劳问题,国内外做了大量研究,取得了丰富成果。视觉疲劳是指人类视觉系统整体性能的下降,是可以客观测量的,而视觉不适则是其主观对应物,被看作视觉疲劳的一个客观可测的表征。参考文献[2]中将视觉疲劳定义为由视觉系统的运动引起的生理紧张或压力。视觉疲劳的症状通常包括眼睛疲劳、眼睑周围有干燥的粘液或眼泪、眼睛的压力感、眼睛周围的疼痛、眼睛睁开时的不适、眼睛发热、难以聚焦或视力模糊、肩膀僵硬和头痛等。除了给出视觉疲劳的定义和一系列症状外,研究还提出了视觉疲劳产生的潜在原因,探索了各类能够表征视觉疲劳的主客观测试方法。

显示器引起的视觉疲劳测量方法可分为两类:主观测量法和客观测量法。

主观测量法需要被试者完成任务或回答问题,通过分析任务表现水平和问题评分数值来评价视觉疲劳状态的变化。国际电信联盟(ITU)2012年发布了一项关于立体3DTV系统主观测量方法的建议[3],其中通过心理物理量表衡量的视觉舒适度是三个主要评估维度之一。ITU建议给出的心理物理量表中包含眼睛疲劳、眼睑周围有干燥的粘液或眼泪、眼睛的压力感等多项视觉疲劳症状。参考文献[4]中Kennedy等人开发的模拟器疾病问卷(SSQ)是评估运动图像引起的晕动病的有用测量工具, SSQ也广泛用于评估视觉疲劳。

客观测量法可分为三类:生理信号测量、图像处理法和视觉功能测量。生理信号测量包括EOG(眼电图)、EEG(脑电图)、ECG(心电图)、PPG(脉搏波)等多种信号。参考文献[6]中介绍了使用EOG和ECG,分析眨眼变化和交感神经活动水平,评估视觉疲劳的方法。参考文献[7]中则使用EEG记录Oz电极处的alpha;与beta;波段能量功率的变化来测量视觉疲劳。生理信号测量方法存在缺点,因为信号不是直接从眼睛本身得到,因此容易受外界刺激的影响,生理机制难以阐明,评估准确性比较有限。图像处理法主要是通过摄像头记录眼部运动,识别瞳孔直径、眨眼、眼跳和注视等眼动数据。图像处理法能够直接从眼睛获得数据,但需要搭建硬件平台、进行复杂的图像处理。参考文献[8]中通过计算瞳孔区域黑色像素点的数量,再通过一个凸曲面方程进行还原,来分析瞳孔缩放速率,精确计算瞳孔直径的变化和眨眼频率。参考文献[9]则是使用两条平行直线去计算瞳孔尺寸变化率。视觉功能测量方法是对被试操作前后分别进行主、客观验光、调节幅度、辐辏近点、立体视、AC/A、远及近距离水平隐性斜视、正负融像性聚散能力、泪膜破裂时间及像差测定,来得出视觉疲劳的程度,医学临床上研究视觉疲劳大多采用这些方法。

与传统显示器相比,手机屏幕有两个特点,一是尺寸小,二是显示类型多为LCD、OLED等新型显示技术。考虑到这两个特点对视角、色域等参数指标带来的影响,手机显示屏幕的质量标准与大屏显示器标准应有所不同。

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