Устройство для психофизиологических исследований

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 169587 505 А 61 В 3/О НИЯОПИСАНК АВТОРСКОМ ОБР ЕТЕЛЬСТВУ Оои о- то- го О (Я 3 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПСИХОФИЗИОЛГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ(57) Изобретение относится к медицинстехнике и предназначено для контролястояния бодрствования человека-операра, а также для расчета интегральнпоказателя бодрствования по параметр векодвигательной активности. Целью изобретения является повышение достоверности принятия решения о времени открытого или закрытого глаза за счет обработки изображения контура профиля глаза, проеци-. руемого . на матрицу приемников. Поставленная цель реализуется путем введения в состав известного устройства матрицы 2 приемников, блока 5 сравнения строк, первого 6 и второго 7 блоков принятия решения, блока 8 расчета и контроля первого переключателя 9,счетчика 10 адреса строки, счетчика 11 адреса приемника в строке и второго переключателя 13. Дополнительный эффект достигается за счет расчета интегрального показателя векодвигательной активности. 1 ил.5 10 15 20 40 50 Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для контроля состояния бодрствования человека-оператора, а также для расчета интегрального показателя бодрствования по параметрам векодвигательной активности.Цель изобретения - повышение достоверности принятия решения о времени открытого или закрытого глаза за счет обработки изображения контура профиля глаза, проецируемого на матрицу приемников.На чертеже представлена фун кциональная схема устройства для психофизиологических исследований,Устройство для психофизиологических исследований (фиг.1) содержит излучатель 1, матрицу. приемников 2, усилитель 3, пороговый элемент 4, блок 5 сравнения строк, первый блок 6 принятия решений, второй блок 7 принятия решения, блок 8 расчета и контроля, первый переключатель 9, счетчик 10 адреса строки, счетчик 11 адреса приемника в строке, блок 12 управления, второй переключатель 13,Устройство работает следующим образом,В устройстве источником светового потока для формирования изображения контура профиля глаза оператора на матрице приемников 2 (фиг,1) служит инфракрасный излучатель 1, работающий в импульсном режиме по сигналам ОПР, И от блока 12 управления, Информация с матрицы приемников 2 снимается в режиме сканирующей развертки по строкам, когда на выход матрицы приемников 2 поочередно подключаются элементарные точечные приемники, Матрица приемников 2 содержит по й приемников в каждой из М строк. Когда к выходу матрицы приемников 2 (фиг,1) подключается элементарный приемник, на который попадает не закрываемый веком инфракрасный световой луч, то на пороговый элемент 4 через усилитель 3 поступает высокий электрический потенциал, По мере уменьшения интенсиености светового луча, попадающего на подключенный к выходу матрицы приемников 2 элементарный приемник, уменьшается и величина снимаемого потенциала. В процессе предварительной настройки устройства пороговый элемент 4 настраивается таким образом, что на его выходе формируются сигналы СП:=1 только при опросе элементарного приемника, на который проходит прямой инфракрасный луч,Перед началом работы нажатием кнопки на блоке 12 управления формируется сигнал сброса УОО:=1, устанавливающий все элементы с памятью в исходное состояние. Далее формируется сигнал ПУСК:=1, по которому блок 12 управления на своем первом выходе формирует сигнал ОПР,И;=1, под воздействием которого на выходе излучателя 1 формируется инфракрасный поток, падающий на те приемники матрицы приемников 2, которые не затенены глазом и веками. Так как в исходном состоянии счетчик 10 адреса строки и счетчик 11 адреса приемника в строке находятся в нулевых состояниях, то к выходу матрицы приемников 2 подключается выход первого приемника первой строки, Сигнал с выбранного приемника через усилитель 3 поступает на вход порогового элемента 4, и, если приемник освещен, на его выходе формируется сигнал СП;=1 (в противном случае СП:=О), Нэ следующем такте работы, не снимая сигнала ОПР. И, формируется сигнал ОПР,И;=1, который запускает блок 5 сравнения строк и позволяет осуществлять проверки логических условий работы блока 8,Таким образом, функционирование блока 12 управления в одном или нескольких циклах алгоритма функционирования по цепи блоков 6, 7, 8, 9, 6 позволяет найти первый затемненный приемник в выбранной строке матрицы приемников 2 или определить, все ли приемники в данной строке не затемнены тенью глаза, и сформировать сигнал опроса блока 5 сравнения строк, по которому нэ выходе данного блока вырабатываются сигналы текущего знака разности строк в матрице приемников Р0 или Р0 (второй и первый выходы блока 5 сравнения строк соответственно, причемР = и)-1- К,где К - номер последнего незатемнен ного приемника в )-й строке матрицы приемников 2 (О КМ ),и - число незатененных приемников строки )-1;) - номер строки в матрице приемников 2 (14( М ),Если же значение разности между смежными строками приемников равно нулю, то такие результаты анулируются блоком 5 сравнения строк.Одновременно сбрасывается и счетчик 11 адреса приемника строки, после чего блок 12 управления, определив, что АСМ, добавляет "1" в счетчик 10 адреса строк и переходит к следующему циклу работы, начиная с блока 6, т.е, к анализу состояния приемников второй строки матрицы приемников 2. При этом блок 5 сравнения строк работает очно так же, как и при анализе первой строки за исключением того, что сигналы СП:=1 в данном случае суммируются с инверсным кодом числа незатемненныхприемников, Результат суммирования может быть записан какР= п 2+ К 1,где п 1 - число незатемненных приемниковв первой строке матрицы приемников 2;п 2 - число незатемненных приемниковво второй строке матрицы приемников 2,Решение об открытом глазе операторана данном кадре принимается, если болеечем для половины строк матрицы приемников 2 формировался знак разности строк РО, Такая ситуация возникает, если при сканировании полного кадра изображенияпрофиля глаза для половины и более строкматрицы приемников 2 на выходе блока 5сравнения строк формировался знак разности Р 0, причем независимо от того, как этистроки были распределены по кадру.Если разность чисел, которые записываются по окончании сканирования кадров,оказывается весьма малой с преобладанием в меньшую или большую сторону, то дляустойчивого принятия решения необходимодополнить формирующуюся разность некоторой константой, которая подбирается экспериментатором или испытуемымэкспериментально при открытом глазе относительно закрытого, Экспериментаторили испытуемый набирает на клавиатуреблока 12 управления некоторое число, которое будет по окончании сканирования каждого кадра изображения записываться посигналам в БПР 6.Второй блок 7 принятия решения в результате предварительного обучения позволяет раобтать в условиях еще большихсмещений матрицы приемников 2 и излучателя 1 относительно контура профиля глазаоператора в условиях еще большего разброса антропометрических характеристикглаза операторов и с учетом различных помех, создаваемых, например, ресницамиглаза оператора.Таким образом, второй блок 7 принятиярешения дает более надежные решения отекущем состоянии глаз оператора в условиях больших (4 - 8 мм) смещений матрицыприемников относительно глаза, а также вусловиях больших разбросав в строении веку различных операторов по сравнению спервым блоком 6 принятия решения, Однако для своей работы второй блок принятиярешения требует предварительного обучения на достаточно большом (50-100 чел.)статическом материале,Блок 8 расчета и контроля следит завременем непрерывного закрытого глаза ипроизводит расчет интегрального показателя бодрствования оператора по формуле 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Тз+ТоТэгде Т, - время открытого глаза на протяжении эксперимента;Тз - время закрытого глаза за тот же период,Снятие результатов с блока 8 расчета и контроля осуществляется при нажатии на второй переключатель 9.Формула изобретения Устройство для психофизиологических- исследований, содержащее излучатель, усилитель, пороговый элемент и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности принятия решения о времени открытого или закрытого глаза за счет обработки изображения контура профиля глаза, проецируемого на матрицу приемников, в него введены матрица приемников, блок сравнения строк, первый и второй блоки принятия решений, блок расчета и контроля, счетчик адреса строки, счетчик адреса приемника в строке и два переключателя, причем первый выход блока управления соединен с входом излучателя, выход которого через последовательно соединенные матрицу приемников, усилитель и пороговый элемент соединен с первым входом блока сравнения строк и третьим входом блока управления, первая и вторая группы выходов которого соединены с группами входов счетчика адреса строк и счетчика адреса приемника в строке соответственно, группы выходов и одиночные выходы которых соединены с первой и второй группами входов матрицы приемников и первым и вторым входами блока управления соответственно, третья и четвертая группы выходов которого соединены с группой входов блока сравнения строк и второй группой входов блока расчета и контроля соответственно, а второй выход соединен с вторым входом блока сравнения строк и является первым выходом устройства, третий и четвертый выходы блока управления соединены с первыми и третьими входами первого и второго блоков принятия решений соответственно, четвертый выход блока управления соединен с третьим входом блока расчета и контроля и является вторым выходом устройства, а пятый выход соединен с вторыми входами блока расчета и контроля, первого и второго блоков принятия решения, третьим входом блока сравнения строк и является третьим выходом устройства, группа выходов блока сравнения строк соединена с группой входов первого и второго блоков принятия решений, первые группы выходов которых1695878 Составитель А. Сапко Техред М. Мо ргентал Редактор В, Данко Корректор О, Кравцова,Заказ 4247 Тираж Подписное ВНИИПИ.Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 г соединены с второй и первой группами , входов второго переключателя соответственно, группа выходов которого соединена с первой группой входов блока расчета и контроля, первый вход которого соединен с выходом первого переключателя, вторая и третья группы выходов второго блока принятия решений являются пятым и 5 четвертым выходами устройства.