本发明涉及眼科，具体涉及一种白化病患者专用滤光眼镜的滤光度调节方法及白化病患者专用滤光眼镜。
背景技术：
1、眼白化病是一种遗传性疾病，导致眼睛中的黑色素生成或转运受到影响，从而引起视力障碍和眼睛颜色异常。眼白化病是白化病的一种类型，白化病是一组罕见的遗传性疾病，除了眼睛外，还会影响皮肤和毛发中的黑色素。白化病有多种类型，根据遗传方式和受累基因进行分类。眼皮肤白化病（oca）是最常见的类型（常染色体隐性遗传）。oca不仅会导致皮肤、头发和眼睛中的色素减少，还会带来视力问题。眼白化病主要累及眼睛，引起视力问题。最常见的是1型眼白化病，由x染色体上的基因突变遗传所致。x连锁眼白化病可能由携带一个突变x基因的母亲遗传给儿子。这被称为x连锁隐性遗传。眼白化病一般仅见于男性，比oca更为少见。白化病的诊断主要依据临床表现和家族史，也可以通过基因检测进行确诊，白化病目前没有根治的方法。
2、眼白化病的患者一般都会有眼球震颤和视网膜发育不全，眼球震颤会影响眼睛的对焦能力，导致屈光不正和双眼视觉障碍。视网膜发育不全会导致视力下降和中央凹缺损，影响双眼协调和立体感。因此，患有眼白化病的人更容易出现斜视的情况 。眼白化病会影响视觉质量的主要原因是黑色素的缺乏。黑色素不仅决定了眼睛的颜色，也参与了视神经的发育。眼白化病患者的虹膜和视网膜色素减少，导致进入眼内的光线无法有效过滤，造成畏光、眼球震颤和屈光不正。此外，眼白化病患者的中央凹发育不全，导致视力异常和立体感差。这些因素都会降低白化病患者的视觉质量。
3、眼白化病目前没有根治的方法，但可以通过一些措施来改善视觉质量。例如，可以使用眼镜或有色隐形眼镜来减轻畏光和提高对比度，也可以通过手术来纠正斜视。但是目前市面上用于眼白化病患者的眼镜只有隐形眼镜与普通的太阳镜。隐形眼镜可以帮助减轻畏光和提高对比度。太阳镜可以过滤掉刺激性的紫外线和蓝光，保护视网膜，但是对提高眼白化病患者视觉质量的作用不大。
4、光线预测是一种利用历史数据和数学模型来估计未来一段时间内光线强度和变化的技术。光线预测的目的是为了提高光伏发电的效率和稳定性，以及为光敏眼镜等应用提供更好的视觉体验。光线预测的实现方法主要有两类：基于统计的方法和基于物理的方法，
5、基于统计的方法是利用历史数据和机器学习算法来建立光线与气象因素之间的关系模型，然后根据当前和未来的气象数据来预测光线的强度和变化。这种方法的优点是计算速度快，适合短期预测。但是，这种方法的缺点是依赖于大量的历史数据，对于新的地点和季节可能不够准确，而且难以捕捉光线的突变和异常。
6、基于物理的方法是利用物理原理和数值模拟来建立光线与大气、云层、地形等因素之间的传输模型，然后根据当前和未来的物理参数来预测光线的强度和变化。这种方法的优点是能够更好地模拟光线的物理过程，适合长期预测。因此我们用物理原理和数值模拟来建立光线与大气、云层、地形等因素之间的传输模型，可在不同的光照环境下自动调节滤光片的百分比，从而改善患者的视力和视觉质量的眼镜。
7、中性滤光片眼镜是一种可以减少光线刺激和提高对比度敏感度的眼镜，中性滤光片的使用可以提高视力的对比度敏感性（contrast sensitivity function，csf水平）是因为它能够减少眼睛接受的强光和眩光，从而提高对比度和细节分辨能力。光敏细胞在感受到光信号后，会向大脑传递信息。但是当光强度过高时，这些细胞就会过度兴奋，导致视网膜上的图像失真，从而影响视觉质量和csf水平。中性滤光片通过限制眼睛接受的光线强度来减少眩光和强光的影响。它可以调整光线的颜色和透过率，从而达到最佳的视觉效果。滤光片可以选择过滤特定波长的光，例如紫外线或蓝光，或者过滤光线的强度。这可以减轻眼睛的疲劳和不适，提高对比度和视力的细节分辨能力，进而提高csf水平，对于眼白化病患者有一定的改善作用。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在不足，本发明提供一种白化病患者专用滤光眼镜的滤光度调节方法及白化病患者专用滤光眼镜。
2、本发明采用的技术解决方案是：一种白化病患者专用滤光眼镜的滤光度调节方法，包括以下步骤：
3、（1）在滤光眼镜的滤光片控制系统中设定不同的光照强度阈值和对应的滤光片百分比范围；
4、（2）通过滤光眼镜内的光敏传感器实时检测环境光线的强度，将检测结果传输到滤光片控制系统中，滤光片控制系统计算出当前光照强度所对应的滤光片百分比，并发送指令到眼镜中，控制滤光片的pwm值，实时调节滤光片的百分比；
5、（3）引入预测算法，根据历史数据分析和模型预测，提前预测未来一段时间内环境光线的变化趋势，并通过控制器提前调节滤光片的百分比，以适应环境光线的变化。
6、所述的步骤（2）中控制滤光片的pwm值是指通过pwm值控制的滤光片的占空比，通过改变pwm值来控制滤光片的颜色和透过率，从而达到调节眼镜滤光片的效果。
7、所述的步骤（3）的具体包括以下步骤：
8、（a）数据收集和处理：通过卫星云图、地形数据等数据获取历史和实时的光线和气象数据，以及其他相关的物理参数，并对数据进行滤波、插值、归一化等方法进行处理；
9、（b）模型建立和训练：通过选择合适的输入变量、输出变量、模型结构、损失函数建立光线预测的模型，并通过优化算法、交叉验证、超参数调整等进行模型的训练；
10、（c）模型测试和评估：通过使用独立的测试数据集、对比不同的模型和方法、分析不同的情况和场景验证和评估光线预测模型的性能和准确性；
11、（d）模型应用和更新：通过实时获取和输入数据、输出预测结果、调整控制策略将光线预测模型应用到实际的场景和需求中，并通过持续收集和反馈数据、重新训练和优化模型。
12、所述的步骤（b）中模型通过以下步骤建立：
13、（i）建立三维场景和坐标系：定义场景中的物体、光源、感光元件和配戴者的位置、形状、材质和光学属性，然后，建立一个世界坐标系，用于描述物体的位置和方向，以及一个感光元件坐标系，用于描述感光元件的位置和朝向，定义一个图像平面，用于投影生成的图像，以及一个图像坐标系，用于描述图像平面上的像素点；
14、（ii）计算主光线方向：对于图像平面上的每一个像素点，需要计算一条从感光元件出发，经过该像素点，进入场景的主光线的方向，这通过将像素点的图像坐标转换为感光元件坐标，然后再转换为世界坐标，得到该像素点在世界坐标系中的位置，再与感光元件的位置相减，得到主光线的方向向量；
15、（iii）检测主光线与物体的相交：对于每一条主光线，检测它是否与场景中的任何物体相交，以及相交的位置和法向量，通过求解主光线与物体的几何方程，得到交点的参数，然后判断参数是否在有效范围内，以及交点是否在光线的正方向上，如果主光线与多个物体相交，则选择距离感光元件最近的交点，作为该光线的最终交点；
16、（iv）计算交点的颜色和亮度：对于每一个交点，计算它的颜色和亮度，通过交点的法向量和入射光线的方向计算得到反射光线的方向，根据物体的折射率和菲涅尔方程计算得到折射光线的方向，反射光线和折射光线的颜色和亮度则需要递归地重复上述步骤，直到达到最大递归深度或者光线完全衰减，交点的颜色和亮度则是反射光线和折射光线的颜色和亮度的加权平均，权重由物体的反射率和折射率决定；
17、（v）计算交点的阴影：对于每一个交点，需要判断它是否在光源的照射范围内，即是否在阴影中，通过从交点向光源发射一条阴影光线，检测它是否与场景中的其他物体相交，来判断，如果阴影光线与其他物体相交，说明交点被遮挡，没有接收到光源的光照，需要将交点的亮度降低，如果阴影光线没有与其他物体相交，说明交点被光源照亮，需要将交点的亮度增加。
18、一种采用所述的滤光度调节方法的白化病患者专用滤光眼镜，所述的白化病患者专用滤光眼镜包括眼镜本体、光敏传感器、中性滤光片以及控制系统：
19、光敏传感器，用于检测环境光线强度；
20、中性滤光片，通过改变pwm值来控制滤光片的颜色和透过率，从而达到调节眼镜滤光片百分比；
21、控制系统，预设不同的光照强度阈值和对应的滤光片百分比范围，通过反馈控制算法和预测算法，控制pwm输出控制滤光片颜色和透过率，自动调节滤光片百分比。
22、所述的控制系统中反馈控制算法为通过读取光敏传感器的信号，根据当前环境光线强度和用户目标滤光片要求计算出控制信号，并将控制信号转化为目标滤光片百分比计算出相应的滤光片百分比。
23、所述的控制系统中预测算法为根据历史数据分析和模型预测，提前预测未来一段时间内环境光线的变化趋势，并根据预测结果调整滤光片百分比，以适应环境光线的变化。
24、所述的中性滤光片的滤光度调节范围为10%到70%，调节跨度为10%。
25、所述的中性滤光片为干涉滤光片。
26、本发明的有益效果是：本发明提供了一种白化病患者专用滤光眼镜的滤光度调节方法及白化病患者专用滤光眼镜，通过眼镜上的光线传感器采集环境光照强度，调节滤光片的百分比来适应不同光线强度和环境，从而改善患者的视觉质量，采用反馈控制和预测算法，实现眼镜自动调节滤光片百分比的功能。反馈控制算法根据当前环境光线强度和用户目标滤光片要求计算出控制信号，并将控制信号转化为目标滤光片百分比，同时，预测算法则根据历史数据分析和模型预测，提前预测未来一段时间内环境光线的变化趋势，并根据预测结果调整滤光片百分比，以适应环境光线的变化。这种方法能够自动适应不同的光线强度和环境，为患者提供更好的视觉体验，有望为其他视觉受损疾病的治疗提供新思路。
1.一种白化病患者专用滤光眼镜的滤光度调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的调节方法，其特征在于，所述的步骤（2）中控制滤光片的pwm值是指通过pwm值控制的滤光片的占空比，通过改变pwm值来控制滤光片的颜色和透过率，从而达到调节眼镜滤光片的效果。
3.根据权利要求1所述的调节方法，其特征在于，所述的步骤（3）的具体包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的调节方法，其特征在于，所述的步骤（b）中模型通过以下步骤建立：
5.一种采用权利要求1所述的滤光度调节方法的白化病患者专用滤光眼镜，其特征在于，所述的白化病患者专用滤光眼镜包括眼镜本体、光敏传感器、中性滤光片以及控制系统：
6.根据权利要求5所述的白化病患者专用滤光眼镜，其特征在于，所述的控制系统中反馈控制算法为通过读取光敏传感器的信号，根据当前环境光线强度和用户目标滤光片要求计算出控制信号，并将控制信号转化为目标滤光片百分比计算出相应的滤光片百分比。
7.根据权利要求5所述的白化病患者专用滤光眼镜，其特征在于，所述的控制系统中预测算法为根据历史数据分析和模型预测，提前预测未来一段时间内环境光线的变化趋势，并根据预测结果调整滤光片百分比，以适应环境光线的变化。
8.根据权利要求5所述的白化病患者专用滤光眼镜，其特征在于，所述的中性滤光片的滤光度调节范围为10%到70%，调节跨度为10%。
9.根据权利要求5所述的白化病患者专用滤光眼镜，其特征在于，所述的中性滤光片为干涉滤光片。
