(高清版)GBT 40230.2-2021 视疲劳测试与评价方法 第2部分：视知觉功能

GB/T40230.2—2021视疲劳测试与评价方法第2部分：视知觉功能国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T40230.2—2021 12规范性引用文件 1 1 34.1原理 34.2测试环境 34.3被试者选择要求 34.4主试者资质要求 4 44.6测试方法选择要求 44.7数据记录及报告要求 4 4 4 55.3空间对比敏感度曲线 65.4双眼相互作用 85.5立体视锐度 9附录A(规范性)测试结果报告的文件记录要求 ⅢGB/T40230.2—2021本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草》的规定起草。本文件是GB/T40230《视疲劳测试与评价方法》的第2部分。GB/T40230已经发布了以下部分：——第1部分：眼视光学；请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国人类工效学标准化技术委员会(SAC/TC7)提出并归口。本文件起草单位：中国标准化研究院、温州医科GB/T40230.2—2021各类电子视觉显示终端产品以及LED等照明产品的普遍使用在为人们带来便利的同时，也引起了响到人的视知觉功能，甚至导致视力下降。目前，由使用视觉显示或照明产品引起的视知觉功能下降问题缺乏统一规范的测试方法标准，影响了行业健康发展。本文件的制定为相关部门提供各类视觉显示或照明产品对人眼主要视知觉功能影响的定量测量方法，旨在规范测试方法、降低生产成本、促进行业健康发展。根据不同类型电子视觉显示终端产品以及LED等照明产品对用户视疲劳的影响情况，GB/T40230将视疲劳测试划分为眼视光学、视知觉功能、认知功能以及其他功能四大方面进行，最后基于不同测评方面的测评结果给出综合评价，拟由五个部分构成。——第1部分：眼视光学。目的在于介绍不同类型电子视觉显示或照明产品的长时间使用对用户眼视光方面影响表现的测试方法。——第2部分：视知觉功能。目的在于介绍不同类型电子视觉显示或照明产品的长时间使用对用户视知觉功能损伤影响表现的测试方法。——第3部分：认知功能。目的在于介绍不同类型电子视觉显示或照明产品的长时间使用对用户认知功能下降影响的测试方法。——第4部分：其他功能。目的在于介绍不同类型电子视觉显示或照明产品的长时间使用对用户情绪、社会功能以及生物节律等方面影响的测试方法。——第5部分：综合评价。目的在于对不同测评方法结果进行多维度融合计算，最终给出不同电子视觉显示或照明产品对用户视疲劳影响的总体情况。1GB/T40230.2—2021视疲劳测试与评价方法第2部分：视知觉功能本文件规定了视疲劳的视知觉功能测试方法以及相关技术要求。本文件适用于工作及生活等多种场所用户长时间使用显示产品或照明产品等引起的视知觉功能方面影响的视疲劳测试。本文件不适用于显示或照明产品给人带来的光生物安全方面影响的测量。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文本文件。GB/T11533—2011标准对数视力表GB50034—2013建筑照明设计标准3.1人的视觉中枢系统对视觉刺激的时间和空间等方面信息进行加工的能力。3.2视疲劳visualfatigue长时间用眼睛工作时产生的不适症状。3.3被试者subject/participant注：被试者也叫受试者或被测者。3.4注：主试者的任务主要是在实验中按照实验设计给测试对象指导语并引导其执行实验程序。2GB/T40230.2—2021引起相应示值产生可觉察到变化的被测量的最小变化。注：分辨力可能与诸如噪声(内部的或外部的)或摩擦有关，也可能与被测量的值有关。精密度precision注1:精密度仅仅依赖于随机误差的分布而与真值或规定值无关。注2:精密度的度量通常以不精密度表达，其量值用测试结果的标准差来表示，精密度越低，标准差越大。注3:“独立测试结果”指的是对相同或相似的测试对象所得的结果不受以前任何结果的影响，精密度的定量的测度严格依赖于规定的条件，重复性和再现性条件为其中两种极端情况。人眼在一定距离下所能够分辨的最小图形刺激的大小。注：视锐度又称视力或视觉分辨力。视差disparity3.103.11最小可分辨视角minimumangleofresolution;MAR人眼所能够分辨的最小图形刺激的视角大小。注1:视角指人在观察物体时，从物体两端(上、下或左、右)引出的光线在人眼主点处所形成的夹角。3.12单位视角内图像或图形刺激的亮暗变化的周期数。3.14观察者刚好能够感知或分辨特定空间频率的视觉刺激所需的最小对比度值的倒数。GB/T40230.2—20213.153.16一个波(通常指正弦波)在特定的时刻在循环中的位置。注：相位也称作相角，通常以度(角度)作为单位。3.17像素pixel显示器上能够分辨明暗细节(如灰阶或颜色)的最小单位。3.18被试者反应发生变化为止。3.194总体要求考虑到实际测量中的限制因素，本文件中所涉及的测量方法原理主要为心理物理学中的最小变化法和自适应法。温度：15℃~30℃,优选23℃~28℃。湿度：25%～75%。照度：起始环境照度应为01x,环境照度条件宜设置为可调，且满足大部分测试样品的典型使用环境照度。具体照度设置应根据测试设备及实验目的和任务设置，照度值设置按照GB50034—2013。被试者为测试的对象，被试者的选择影响实验结果的适用性和一致性。被试者应选择能够完成实被试者应清楚无误地理解测试时所需要完成的任务。不同的测试设备和测试内容对被试者的要求可能会有所不同，与测试方法和设备相关的要求见各测试方法部分。归档。存档日期应依据所在实验室对原始数据的保存时间而定。34GB/T40230.2—20214.4主试者资质要求4.5仪器设备要求视知觉功能测试仪器设备在测量范围、分辨力等方面应符合测试方法技术要求。4.6测试方法选择要求选择测试方法时应依据实验目的而定，应考虑到各种测试方法的适用条件、优势、不足及项目周期和经费要求等。精密度应作为评价测试方法和工具的可靠性和一致性的重要指标，本文件精密度用重复测量的标准差表示。4.7数据记录及报告要求疾患病史，是否患有精神疾病及脑部疾病等。测试数据的保存及销毁应依据相关规章制度执行。结果表述中的数据应修约到小数点后两位。数据结果报告应详细介绍测试的被试者情况、测试工具5测试方法及技术要求5.1闪光融合频率闪光融合频率测试设备包括机械式和电子式，无论使用哪种方式进行测量，应符合以下规定：——测量范围至少包含20Hz～60Hz;——闪光融合频率测试的分辨力小于或等于0.1Hz。测试环境中除屏幕亮度外，应无其他照明因素，测试宜在暗室中进行。如实验设计另有特殊要求，应符合实验设计要求。参加闪光融合频率测试的被试者选择应注意剔除对强光及闪烁敏感者和有癫痫病史患者。a)接通电源。b)被试者观察位于视觉中央的亮点，初始亮点闪烁频率值可依据测试经验及环境等因素综合考虑设定。5c)根据实验目的、测试经验和环境因素等选择和设置亮点的颜色以及起始频率等。d)首先要求被试者进行渐增实验，从初始亮点闪烁频率开始观察，逐渐增加频率，要求被试者在刚好看起来不闪烁(融合)时立即停止调节，记下当时的频率值。e)接着要求被试者进行渐减实验，通常从高于其看起来不闪烁频率的2倍频率开始观察，逐渐减少频率，要求被试者在刚好看起来闪烁(融合)时立即停止调节，记下当时的频率值。f)通过重复d)和e),可对同一被试者进行重复测试，测试次数宜为4次以上。应注意，如果测试次数为4,4次测试中的2次起始闪烁频率应低于临界闪烁频率(明显闪烁),另外2次起始闪烁频率应高于临界闪烁频率(无闪烁),并且每次测试时的起始闪烁频率值的设计可随机变化，不宜固定。测试次数宜为偶数次。g)在测定闪烁临界频率时，调节频率的快慢由被试者决定，但调节时宜尽可能保持相同的速度。测量也可采用自适应方法进行，具体操作步骤如下：1)连接设备和电脑。2)打开电脑程序，设置数据保存路径。3)打开闪光融合频率计，选择测试颜色。颜色的选择应依据实验目的而定。4)告诉被试者，当初始亮点消失时报告“闪”或“不闪”。闪烁频率值可依据以往的测试经验及环境等因素综合考虑设定。测试过程中根据被试者的判断情况自动调整将要出现的刺激，直到能够计算出该被试者的闪光融合频率值时为止。两种方法的选择视实验目的及仪器设备而定。最小变化法适用于机械式测试设备，操作简单便捷，不依赖计算机即可完成，但受用户习惯、期望、练习及疲劳等因素影响较大。自适应法则应使用计算机进行测试，参数设置相对更为灵活。5.1.5结果计算将渐增和渐减实验的测试结果求算术平均数，最后的值即为所求的最终闪光融合频率值，按公式(1)计算。 (1)式中：M——闪光融合频率测试的平均值，单位为赫兹(Hz);M——从低到高调试后的最终值，单位为赫兹(Hz);M₂;——从高到低调试后的最终值，单位为赫兹(Hz);n——测试次数。5.1.6结果表述测量结果用平行测定的算术平均值标识，如，闪光融合频率均值：XHz;标准差：YHz5.1.7精密度在重复性条件下获得的多次独立测量结果的重复测量标准差应不大于0.05个对数单位(10为底)。5.2视锐度5.2.1测试设备可采用标准对数视力表，其视标设计标准应符合GB/T11533—2011;也可采用早期糖尿病视网膜病变治疗研究视力表或采用其他实验室设备，如显示器，并在计算机上自行编程实现。无论使用哪种方6GB/T40230.2—2021——常用测量距离为5m。——视力表的分辨力小于或等于0.10个对数单位(10为底);——测试设备分辨力小于或等于0.05个对数单位(10为底);——视距为40cm时，测量使用的显示器分辨率至少达到219PPI或者1.0pixel/arcmin,即点距注：分辨率指图像水平或垂直方向上所能分辨出的像素总数。描述分辨率的单位有：点每英寸(dpi)、线每英寸(lpi)、像素每英寸(ppi)和像素每度(PPD)。达80cd/m²~320cd/m²。a)被试者观察距离常用5m(远视力)或40cm(近视力)。测试时视线与1.0行视标齐平。b)主试者要求被试者从上往下逐一辨认并报告视力表上的字符，直至不能辨认为止。记录下此时视标对应的视力，同时记录下此行被试者答对的字符数(如4/5,5个字母答对4个)。标。记录被试者的报告结果并计算视力。视力结果读数无单位，以小数记分法表示时，视力结果值为0至2之间的小数；以5分法表示时，视力结果值为3至6之间的小数。假设视力表中每一行的视标个数为n,被试者正确辨认出的视标个数为m,结果记录方法如下：—-—如果m=n/2,记为前一行视标所对应视力值+(n—m);——如果m>n/2,则该行视力值—m。示例：在辨认标准对数表0.5行时，n=5,被试者答错2个视标，记为0.5-2;如答错3个视标，则记为0.4+2。常见的测试设备有空间对比敏感度测试图表和对比敏感度测试仪等，可使用计算机和专用显示设-—测试设备的测量范围应覆盖1.5cpd～18cpd的空间频率范围和0.1%～100%的对比度范围；7GB/T40230.2—2021———视觉刺激呈现灰阶的分辨力达到灰阶数大于或等于10bit;———对比敏感度的测量范围为1～1000。5.3.2测试环境使用空间对比敏感度测试图表时，环境照度的设置应参考设备使用说明或依据实验目的设置。使用显示设备呈现视标时，测试环境中除屏幕亮度外，视标图案中应包含至少一个周期数的明暗变化。以对比敏感度仪为例，测试步骤如下：a)测试时，被试者的眼部到视标/屏幕的距离应保持不变，如5m或其他指定距离，视线与视标或屏幕齐平。b)使用空间对比敏感度图表时，被试者从上往下逐一辨认并报告空间对比敏感度图表上的字符，直至不能辨认为止。记录下此时视标对应的读数。c)在使用计算机测试时，被试者通过按键报告屏幕上的视标。记录被试者的报告，计算空间对比敏感度函数。大部分空间对比敏感度图表和所有包含计算机的测试设备均会自动给出空间对比敏感度数值，该值范围为0～1000。一些图表或计算机测试程序会给出对比度阈值，取该对比度阈值的倒数即可得到空间对比敏感度。对比敏感度结果通常以表格形式或曲线图形式给出，如表1和图1所示。表1空间对比敏感度表格示例空间频率对比敏感度20.522.1856.684.506.469.2739.458.8127.448GB/T40230.2—2021图1空间对比敏感度曲线示例在重复性条件下获得的多次独立测量结果的重复测量标准差应不大于0.1个对数单位(10为底)。5.4双眼相互作用使用计算机和专用显示设备编程搭建。搭建后的测试系统呈现光栅相位的分辨力应不大于9°(相位角)。测量双眼平衡点范围为0～0。测试环境中除屏幕亮度外，应无其他照明因素具体测试步骤如下：a)测试时，被试者眼部到视标/屏幕的距离应保持不变，如0.8m或其他指定距离。视线与视标或屏幕齐平；b)使用双眼分视设备给受试者两眼分别呈现不同相位的水平光栅，在独立改变两眼对比度的情况下，测量受试者双眼整合后的相位感知。5.4.4结果计算以两眼对比度比值为横坐标，双眼知觉到的相位为纵坐标做出相位曲线。曲线与y=0相交点所对应的x值即为表征双眼相互作用的双眼平衡点。当x=1时双眼相互作用是平衡的，x不等于1时双眼相互作用不平衡。95.4.5结果表述双眼相互作用结果通常以图形形式给出，如图2所示。400-20-60-100两眼对比度比值图2相位感知曲线图示例5.4.6精密度在重复性条件下获得的多次独立测量结果的重复测量标准差应不大于0.15个对数单位(10为底)。5.5立体视锐度5.5.1测试设备使用立体视检测卡或者采用实验室设备，如显示器、计算机自行编程实现。其中，———使用助视型立体显示设备时，应使用反射式立体镜、偏光眼镜、快门眼镜、红绿眼镜、明暗眼镜、头盔式显示器或视差型立体显示设备进行观察；——立体图案应为没有单眼线索的图形，即在挡住一只眼，使用另一只眼观看图形时，受试者无法辨别图形内容或推测正确答案；——推荐图形为双眼随机点立体图，两眼图案均为亮度值随机的小点构成，两眼间图案高度相关，差异仅来自像素位置的水平差异；——设备测量的视差阈值范围至少应包括40arcsec～1000arcsec。5.5.2测试步骤测试方法由以下使用的设备决定：a)使用检测卡时，受试者应观察检测卡上对应图形，并且报告所观察的图形中哪个图形与背景图案分离(凸起或凹下)。测试时眼睛到检测卡的距离宜保持40cm或其他指定距离。更换图形GB/T40230.2—2021b)当使用计算机显示器显示设备时，受试者应观察显示器上呈现的图形，并且报告所观察的图形中哪个图形与背景图案分离(凸起或凹下)。测试常采用心理物理学自适应方法，宜进行50个～80个试次。如果自行编制程序则至少需要20个被试者。5.5.3结果计算使用检测卡时，立体视锐度为检测卡上受试者能够分辨的最小立体视差值。使用自编程序测试时，程序应给出被试者的立体视锐度值和相应的标准差。5.5.4结果表述采用自编程序测试时应给出平均值和标准差，如，立体视锐度均值：Xarcsec;标准差：Yarcsec。注：X为立体视锐度测试结果值或平均值；Y为立体视锐度多个测试结果的标准差值。5.5.5精密度在重复性条件下获得的多次独立测量结果的重复测量标准差应不大于0.1个对数单位(10为底)。GB/T40230.2—2021(规范性)测试结果报告的文件记录要求测试结果报告应包括以下信息：—测试目的；——测试日期和时间；——为确保测试程序客观性所采取的方法；—-—为确保匿名/保密(应保密的内容)所采取的方法； 签署知情同意的方式；——测试程序的描述；——测试条件的描述(样品信息等); -——进一步操作对结果和结论的讨论和判读；[1]GB/T6379.1—2004测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第1部分：总则与定义[6]LevickP