[發明專利]基于視覺決策的選擇觸發方法

無效

• 申請號: 201110186552.2
• 申請日: 2011-07-05
• 公開（公告）號: CN102253714A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 秦林嬋;鐘寧;呂勝富
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.基于視覺決策的選擇觸法方法，其特征在于：

分為兩個步驟，第一步基于用戶的眼動模式與點擊操作，采樣規范化注視點與瞳孔直徑信息，第二步視覺決策曲線擬合，并確定觸發閾值；具體如下：

I、基于用戶的眼動模式與鼠標點擊，采樣注視點與瞳孔直徑信息；

在特定的人機界面中，通過眼動儀對用戶瀏覽網頁的眼動數據與點擊操作進行記錄，并通過規范化的數據采樣來學習用戶的視覺決策習慣；

I-i、讓用戶在界面中按自己的喜好隨機進行選擇操作，記錄其眼動數據與點擊流數據作為學習集合；

采集用戶的眼動與點擊流數據，稍作處理并根據需要將所有記錄分為三類基本數據集，事件記錄數據集E、注視信息數據集F＝{f₁，f₂，f₃，...，f_m}與點擊流數據集C＝{c₁，c₂，c₃，...，c_n}，

本方法只需要利用頁面開始(UrlStart)標記，將E用以記錄所有頁面開始時的時間戳E＝{t_u1，t_u2，t_u3，...，t_un}；

注視信息數據集F包含所有的注視信息，f_k是一個四元組(t_fk，d_lk，d_rk，item_fk)，t_fk為此次注視的時間戳；d_lk為左瞳孔直徑；d_rk為右瞳孔直徑；item_fk為所注視的選項，若注視點不在任何產品上，則標記為“NULL”；按照處理瞳孔直徑的一般方法，用左右瞳孔直徑的平均值代表瞳孔直徑值，即算得d_fk＝(d_lk+d_rk)/2，將f_k簡化為三元組(t_fk，d_fk，item_fk)，其中t_fk為此次注視的時間戳；d_fk為瞳孔直徑；item_fk為所注視的選項；

點擊流數據集C包含對點擊時間與所點擊選項的記錄，c_i是一個二元組(t_ci，item_ci)，t_ci為點擊時間戳，item_ci為所點擊的產品，若點擊位置不在任何產品上，則標記為“NULL”；

I-ii、計算用戶平均決策時間與采樣時長

將所有記錄按時間戳逆序排列，然后計算從點擊時間t_ci到用戶每次開始進入界面的時間t_ui的差值，t_ci-t_ui即為用戶的決策時間；為所有點擊計算平均決策時間t_M及標準差std；假設共有n次點擊，則：

tM=Σi=1n(tci-tui)n]]>

std=1nΣi=1n[(tci-tui)-tM]2]]>

平均決策時間t_M減去一倍標準差std即得到采樣時長t_s：

t_S＝t_M-std

I-iii、對用戶點擊前時間t_s內的注視信息與瞳孔直徑信息進行采樣

保留決策時間長于采樣時間的數據，其余數據由于決策時間過短視為不能構成有效采樣集而拋棄，即若t_ci-t_ui＜t_s，則刪除在時間t_ui到t_ci之間生成的所有數據；保留的數據中，每次點擊c_i之后，一直到上一次點擊c_i-1之間的注視數據集{f_i1，f_i2，...，f_in}，與c_i構成一個基本的采樣單元：

s_i＝{f_i1，f_i2，f_i3，...，f_in，c_i}

從點擊前最后一個注視記錄開始，以采樣間隔t_I對s_i采樣50個點：

其中t_I＝t_s/50

得到新的基本采樣單元：

s_i′＝{f_i1，f_i2，f_i3，...，f_i50，c_i}

假設共有m個基本采樣單元，則由所有s_i′構成的采樣數據集S′用m*51的矩陣表示為：

S′=f11f12f13...f150c1f21f22f23...f250c2........................fm-11fm-12fm-13...fm-150cm-1fm1fm2fm3...fm50cm]]>

其中矩陣第51列為點擊信息，前50列中的每列f_j為對所有有效數據，距離選擇前最后一行注視記錄t_I×0，t_I×1，…，t_I×(j-1)，…，t_I×49采樣，得到的注視信息；

I-iv、采樣注視信息；對用戶的注視情況進行標記，得到由flag_ij＝{“0”，“1”，“Null”}組成的注視矩陣S_f；具體步驟為：

對比S′中每一行中f_ij的itemf_ij與c_i的item_ci，若item_fij＝“NULL”則表示用戶的注視點沒有停留在任何目標選項上，標記flag_ij＝“NULL”；在item_fij不為“NULL”的情況下，若item_fij＝item_ci，則表示此時用戶的注視點停留在最終用戶選擇的選項上，標記flag_ij＝“1”；若item_fij≠item_ci，則表示此時用戶的注視點停留在其他選項上，標記flag_ij＝“0”；

則所有f_ij對應的flag_ij構成了m×50的注視矩陣S_f；其中，m為基本采樣單元的數目，50為采樣點的數目，矩陣元素為“0”“1”“Null”三種組成，以下為一個注視矩陣：

Sf=001...0Null00...1....................111...10Null0...1]]>

I-V、采樣瞳孔直徑信息，得到瞳孔直徑矩陣；提取S′中，每個f_ij的d_fij的值，假設有m個基本采樣數據單元，則所有f_ij對應的d_fij構成了m×50的瞳孔直徑矩陣S_d：

Sd=df11df12df13...df150df21df22df23...df250....................dfm-11dfm-12dfm-13...dfm-150dfm1dfm2dfm3...dfm50]]>

I-VI、生成注視數組；

注視數組A_f中的元素Vf_j的值等于注視矩陣每列中“1”所占的比例，將注視矩陣S_f中各列的“1”累加，并除以基本采樣單元的數目m，得到注視矩陣各列中“1”所占的比例，即：

Vfj=Σi=1mflagijm]]>

可知Vf_j為注視矩陣各列中“1”所占的比例，即距離選擇時間t_I×0，t_I×1，…，t_I×(j-1)，…，t_I×49，所得到用戶正在注視最終選擇項的比例；所有50個Vf_j的集合構成的注視點數組A_f＝[Vf₁，Vf₂，…，V_fj，…，Vf₅₀]；

I-VII、生成瞳孔直徑數組；

瞳孔直徑數組中各元素Vd_j為瞳孔矩陣每列的平均值，即：

Vdj=Σi=1mdijm]]>

所有50個Vd_j的集合構成瞳孔直徑數組A_d＝[Vd₁，Vd₂，…，Vd_j，…，Vd₅₀]；由于實質上是在同一采樣時間分別取注視信息與瞳孔直徑信息，所以在注視數組與瞳孔直徑數組中各對應的Vf_j與Vd_j的時間完全重合；

II、視覺決策曲線擬合與運用階段

根據注視點數組與瞳孔直徑數組生成擬合函數，并計算觸發閾值；

II-i、橫坐標為采樣時間點，即t_I×(j-1)，縱坐標為最終選擇項被注視的比例Vf_j對數組A_f＝[Vf₁，Vf₂，…，Vf_j，…，Vf₅₀]進行擬合，得到視覺決策注視擬合曲線；要求擬合度R²＞0.85，否則繼續匹配其他曲線；

II-ii、橫坐標為采樣時間點，即t_I×(j-1)，縱坐標為平均瞳孔直徑Vd_j，對數組A_d＝[Vd₁，Vd₂，…，Vd_j，…，Vd₅₀]進行擬合，得到視覺決策瞳孔擬合曲線；要求擬合度R²＞0.85，否則繼續匹配其他曲線；

II-iii、計算注視比例閾值Vf_t與瞳孔直徑閾值Vd_t；為避免數據中奇異點的影響，取Vd_e＝(Vd₁+Vd₂+Vd₃)/3，Vd_s＝(Vd₅₀+Vd₄₉+Vd₄₈)/3，瞳孔直徑觸發閾值Vd_t＝Vd_e-(Vd_e-Vd_s)×3/4；取Vf_e＝(Vf₁+Vf₂+Vf₃)/3；Vf_s＝(Vf₅₀+Vf₄₉+Vf₄₈)/3；注視比例觸發閾值Vf_t＝Vf_e-(Vf_e-Vf_s)×1/2；

II-iv、基于雙閾值的選擇觸發；若用戶的瞳孔直徑的值連續三個點大于或等于閾值Vd_t，則采樣注視點信息，若在時間t_I×10內，用戶對某選項的凝視比例達到Vf_t，則視為用戶想選擇此選項。