[發(fā)明專(zhuān)利]一種視覺(jué)信息界面出錯(cuò)因子的生理實(shí)驗(yàn)分析方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410749392.1
• 申請(qǐng)日: 2014-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104392144A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳曉莉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F19/00
• 分類(lèi)號(hào): G06F19/00;G06T7/20
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種出錯(cuò)因子的生理反應(yīng)分析方法，特別涉及一種視覺(jué)信息界面中出錯(cuò)因子的生理實(shí)驗(yàn)分析方法。?

背景技術(shù)

在工程技術(shù)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)學(xué)者以“人因失誤”、“人為差錯(cuò)”等表述國(guó)際通用詞匯Human?Error，該表述包含了人、組織行為、管理多方面系統(tǒng)中的失誤類(lèi)別，對(duì)于視覺(jué)信息界面設(shè)計(jì)領(lǐng)域，操作者視覺(jué)認(rèn)知過(guò)程產(chǎn)生的失誤，可界定為出錯(cuò)因子(Error?factors)。目前，在視覺(jué)信息界面領(lǐng)域還鮮有人從出錯(cuò)因子角度展開(kāi)研究。出錯(cuò)因子多集中在執(zhí)行監(jiān)控、搜索等任務(wù)的視覺(jué)信息呈現(xiàn)中，運(yùn)用生理實(shí)驗(yàn)方法分析出錯(cuò)因子，建立出錯(cuò)因子與信息特征的聯(lián)系是改善視覺(jué)信息界面設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之匙。因此，本發(fā)明將提出一種視覺(jué)信息界面出錯(cuò)因子的生理實(shí)驗(yàn)分析方法。該方法通過(guò)眼動(dòng)跟蹤技術(shù)，提取視覺(jué)信息界面中的出錯(cuò)因子，以出錯(cuò)因子為變量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，開(kāi)展視覺(jué)搜索的生理實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立出錯(cuò)因子與界面信息的相關(guān)性，從而指導(dǎo)視覺(jué)信息界面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種視覺(jué)信息界面出錯(cuò)因子的生理實(shí)驗(yàn)分析方法，可分析信息系統(tǒng)交互界面的出錯(cuò)問(wèn)題，為設(shè)計(jì)改良提供一種可靠的分析方法。基于出錯(cuò)-認(rèn)知分層模型中對(duì)應(yīng)每種出類(lèi)型的相關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)范式，建立基于生理反應(yīng)的出錯(cuò)因子分析方法。主要研究?jī)?nèi)容包括：首先提取出錯(cuò)因子，然后選擇視覺(jué)搜索模型中對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)范式，將出錯(cuò)因子作為自變量、信息界面的信息特征作為因變量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。運(yùn)用眼動(dòng)跟蹤技術(shù)，開(kāi)展生理反應(yīng)的視覺(jué)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用方差分析方法對(duì)反應(yīng)時(shí)間指標(biāo)和錯(cuò)誤率指標(biāo)、以及眼動(dòng)數(shù)據(jù)中的注視軌跡、注視時(shí)間、掃視時(shí)間、掃視路徑長(zhǎng)度、凝視/掃視比等指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，獲得根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果建立出錯(cuò)因子與界面信息的相關(guān)性，并直接和任務(wù)-界面布局、信息間距-位置、信息特征-容量等因素建立聯(lián)系。?

一種視覺(jué)信息界面出錯(cuò)因子的生理實(shí)驗(yàn)分析方法，包括如下步驟：?

(1)、在視覺(jué)信息界面中提取相應(yīng)的出錯(cuò)因子；?

(2)、在視覺(jué)搜索模型中選擇對(duì)應(yīng)的心理學(xué)實(shí)驗(yàn)范式；?

(3)、以出錯(cuò)因子為變量進(jìn)行生理反應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；?

(4)、根據(jù)視覺(jué)生理特性分析眼動(dòng)數(shù)據(jù)；?

(5)、根據(jù)眼動(dòng)數(shù)據(jù)分析結(jié)果建立出錯(cuò)因子-信息特征反應(yīng)鏈。?

上述步驟(1)中的出錯(cuò)因子提取，需要從視覺(jué)信息界面中提取。可采用出錯(cuò)匯集再分類(lèi)的方法記錄出錯(cuò)，并提取最關(guān)注的出錯(cuò)因子以作為分析元素。在操作員視覺(jué)信息搜索過(guò)程中，從認(rèn)讀、辨識(shí)及選擇判斷信息過(guò)程中高頻率地出現(xiàn)人因出錯(cuò)，例如遺漏、誤讀、誤判、錯(cuò)誤理解、忽略、錯(cuò)過(guò)、沒(méi)看到、混淆、延遲等等，這些因子可提取作為實(shí)驗(yàn)變量。?

上述步驟(2)中的針對(duì)一種出錯(cuò)因子，需要選擇相對(duì)應(yīng)的視覺(jué)搜索模型中的心理學(xué)實(shí)驗(yàn)范式。以Drury提出的視覺(jué)搜索模型為標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)搜索和預(yù)測(cè)定位目標(biāo)的概率隨著搜索時(shí)間的增長(zhǎng)而增加。然而，這種增加的速度會(huì)逐漸減小，原因是一般目標(biāo)沒(méi)有被搜索到前，需要的凝視不止一次；即使有充足的時(shí)間，搜索策略通常也不是用“有用的視覺(jué)域”(UFOV)去覆蓋整個(gè)搜索區(qū)域。并包括大量學(xué)者研究的結(jié)論作為視覺(jué)搜索模型的參考依據(jù)，實(shí)驗(yàn)范式的選取主要參考如下方面：?

(3-1)、被搜索項(xiàng)目數(shù)與搜索時(shí)間?

被搜索項(xiàng)目數(shù)對(duì)搜索時(shí)間有顯著影響。搜索項(xiàng)目數(shù)越多，搜索時(shí)間越長(zhǎng)。?

(3-2)、序列搜索和平行搜索?

如果目標(biāo)是被某個(gè)顯著維度的某個(gè)水平確定時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)序列搜索的不同情況。在搜索中，目標(biāo)好像是突然顯現(xiàn)，即當(dāng)目標(biāo)能用一個(gè)簡(jiǎn)單規(guī)則定義時(shí)，平行搜索就發(fā)生了。目標(biāo)是被一個(gè)維度(顏色)的一個(gè)簡(jiǎn)單水平(黑色)定義的。與績(jī)效相關(guān)的眼動(dòng)數(shù)據(jù)表明，平行搜索比序列搜索有較大的有效性(較少掃視)。?

(3-3)、搜索時(shí)間與干擾項(xiàng)?

當(dāng)目標(biāo)項(xiàng)與干擾項(xiàng)難以區(qū)分時(shí)，操作者更可能采用序列搜索。如果目標(biāo)項(xiàng)和干擾項(xiàng)的亮度和顏色差異較小時(shí)，搜索時(shí)間會(huì)隨干擾項(xiàng)的數(shù)目增加而增長(zhǎng)，但是當(dāng)這種差異較大時(shí)，搜索時(shí)間則不會(huì)增長(zhǎng)。?

(3-4)、搜索目標(biāo)項(xiàng)的反應(yīng)時(shí)間?

隨著搜索目標(biāo)項(xiàng)距離增加而增加的掃描只使搜索時(shí)間略微有些增加；搜索幾種不同目標(biāo)中的任意一種通常要比只搜索一種目標(biāo)要慢；目標(biāo)搜索的深入的聯(lián)系有時(shí)可以使操作進(jìn)入自動(dòng)化水平，這時(shí)搜索是平行搜索，搜索時(shí)間不受目標(biāo)數(shù)量的影響。?