Синтез изображений изогностических текстов для оценки зрительной работоспособности

Степанец И.Р., Куликов А.Н., Коскин С.А., Жильчук Д.И., Пронин С.В.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Степанец И.Р., Куликов А.Н., Коскин С.А., Жильчук Д.И., Пронин В.С. Синтез изображений изогностических текстов для оценки зрительной работоспособности // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 8. С. 86–96. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-08-86-96

Stepanets I.R., Kulikov A.N., Koskin S.A., Zhilchuk D.I., Pronin S.V. Synthesis of isognostic text images for visual performance evaluation [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2022. V. 89. № 8. P. 86–96. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-08-86-96

Ссылка на англоязычную версию:

I. R. Stepanets, A. N. Kulikov, S. A. Koskin, D. I. Zhil’chuk, and S. V. Pronin, "Synthesis of isognostic text images for visual performance evaluation," Journal of Optical Technology. 89(8), 490-497 (2022). https://doi.org/10.1364/JOT.89.000490

Аннотация:

Предмет исследования. Предметом исследования являются принципы и технологии синтеза тестовых буквенных таблиц и стандартизация измерений параметров чтения для оценки зрительной работоспособности в процессе чтения как важнейшего вида зрительной деятельности человека. Целью работы является разработка алгоритма синтеза текстовых изогностических изображений для количественной оценки параметров чтения как показателей состояния зрительной работоспособности, обеспечивающих взаимосвязь между оптическими и семантическими характеристиками на основе оптических и оптометрических стандартов. Методы проведения работы. Цифровыми методами синтеза изображений создан набор тестовых изображений — текстов. С помощью оптометрических методов изображения текстов стандартизированы для измерения параметров чтения. Основные результаты. Синтезирован и стандартизирован набор текстов с учётом сложности и количества символов в словах, частоты встречаемости русских букв, а также их средней ширины, длины предложений, угловых размеров знаков и контраста. Стандартизация текста проведена в соответствии с угловыми величинами остроты зрения и с общепринятым оптометрическим стандартом ISO 8596 (2009). Синтезированные тестовые изображения состоят из набора фрагментов текста одинаковой длины в символах, но различного углового размера. Размеры символов в соответствии с оптометрическими стандартами соотнесены с пороговыми угловыми величинами, характеризующими остроту зрения. Для оценки воспроизводимости результатов, получаемых с помощью данных тестовых изображений, были проведены измерения максимальной скорости чтения, порога чтения и остроты зрения при чтении у 29 здоровых взрослых испытуемых. Для каждого из испытуемых измерения были проведены дважды с использованием двух различных таблиц, синтезированных с использованием разработанной технологии. Статистически значимой разницы в результатах измерений не обнаружено, что свидетельствует о хорошей воспроизводимости результатов, получаемых с помощью данного теста. Практическая значимость. Предложенный алгоритм создания стандартизированных текстов для оценки параметров чтения представляет основной и наиболее простой метод для массового применения при решении повседневных задач оценки эффективности терапии патологии макулярной области и подбора очков для работы на близком расстоянии.

Ключевые слова:

синтез изображений, шрифты и текст, оптические характеристики, острота зрения, скорость чтения, зрительная работоспособность, MNREAD тест

Коды OCIS: 330.7325, 330.4460, 330.5000, 330.1070, 330.5370, 170.0170, 330.4300

Список источников:

1. Гассовский Л.Н., Самсонова В.Г. Глаз и пути к повышению эффективности его работы. Л.: Издательство Всесоюзного объединения оптико-механической промышленности, 1934. 480 с.
2. Гассовский Л.Н. Оптика в военном деле. Л.-М.: Гос. техн.-теорет. изд., 1933. 278 с.
3. Shelepin Yu.E., Kharauzov A.K., Zhukova O.V. et al. Masking and detection of hidden signals in dynamic images // Journal of Optical Technology. 2020. V. 87. № 10. P. 624–632. DOI: 10.1364/JOT.87.000624
4. Lamminpiya A.A., Pronin S.V., Shelepin Yu.E. Spatial frequency text filtering for local and global analysis // Journal of Optical Technology. 2018. V. 85. № 8. P. 476–481. DOI: 10.1364/JOT.85.000476
5. Elliott D.B., Trukolo-Ilic M., Strong J.G. et al. Demographic characteristics of the vision-disabled elderly // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1997. V. 38. Iss. 12. P. 2566–75.
6. Коскин С.А., Степанец И.Р. Стандартизированные офтальмологические тесты для оценки параметров чтения: краткий исторический обзор // Офтальмологические ведомости. 2020. T. 13. № 4. С. 47–55. DOI: 10.17816/OV50885
7. Trauzettel-Klosinski S., Dietz K. Standardized assessment of reading performance: the new international reading speed texts IReST // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2012. V. 5. Iss. 9. P. 5452–5461. DOI:10.1167/iovs.11-8284
8. Legge G.E., Ross J.A., Luebker A. et al. Psychophysics of reading. VIII. The Minnesota Low-Vision Reading Test // Optom. Vis. Sci. 1989. V. 66. Iss. 12. P. 843–853. DOI: 10.1097/00006324-198912000-00008
9. Ahn S.J., Legge G.E., Luebker A. Printed cards for measuring low-vision reading speed // Vision Res. 1995. V. 35. Iss. 13. P. 1939–1944. DOI:10.1016/0042-6989(94)00294-v
10. Calabrèse A., Owsley C., McGwin G. et al. Development of a reading accessibility index using the MNREAD acuity chart // JAMA Ophthalmol. 2016. V. 134. Iss. 4. P. 398–405. DOI:10.1001/jamaophthalmol.2015.6097
11. Nakamura H., Oda K., Fujita K. et al. The prescription of reading aids with the MNREAD-J reading acuity chart for low vision patients with AMD // Japanese Orthoptic Journal. 2000. V. 28. P. 253–261. DOI:10.4263/jorthoptic.28.253
12. Tamaki C., Kallie C.S., Legge G.E. et al. Validation of the MNREAD–Portuguese Continuous–Text Reading–Acuity Chart // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2004. V. 45. Iss. 13. P. 43–58.
13. Virgili G., Cordaro C., Bigoni A. et al. Reading acuity in children: evaluation and reliability using MNREAD charts // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2004. V. 45. Iss. 9. P. 3349–3354. DOI: 10.1167/iovs.03-1304
14. İdil A., Çalişkan D., Idil N.B. Development and validation of the Turkish version of the MNREAD visual acuity charts // Turkish Journal of Medical Sciences. 2011. V. 41. Iss. 4. P. 565–570. DOI:10.3906/sag-1008-1
15. Mataftsi A., Bourtoulamaiou A., Haidich A. et al. Development and validation of the Greek version of the MNREAD acuity chart // Clinical and Experimental Optometry. 2013. V. 9. Iss. 1. P. 25–31. DOI:10.1111/j.1444-0938.2012.00799.x
16. Radner W., Radner S., Diendorfer G. A new principle for the standardization of long paragraphs for reading speed analysis // Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 2016. V. 254. Iss. 1. P. 177–184. DOI: 10.1007/s00417-015-3207-8
17. Calabrèse A., Cheong A.M., Cheung S.H. et al. Baseline MNREAD measures for normally sighted subjects from childhood to old age // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2016. V. 57. Iss. 8. P. 3836–3843. DOI: 10.1167/iovs.16-19580
18. Егорова Т.С. Таблицы для исследования зрения вблизи при слабовидении // Российский офтальмологический журнал. 2019. Т. 12. № 1. С. 86–91. DOI: 10.21516/2072-0076-2019-12-1-86-91

19. Bringhurst R. The elements of typographic style. Second edition. Vancouver: Hartley & Marks Publishers, 1999. 332 p.
20. Legge G.E., Bigelow C.A. Does print size matter for reading? A review of findings from vision science and typography // J. Vis. 2011. V. 11. Iss. 5:8. P. 1–22. DOI:10.1167/11.5.8
21. Legge G.E. Psychophysics of reading in normal and low vision. Boca Raton (FL): CRC Press, 2007. 248 p.
22. Шаров С.А., Ляшевская О.Н. Новый частотный словарь русской лексики. М.: Азбуковник, 2009. 1112 c.