Okulografia

Okulografia ( silmänseuranta, katseenseuranta; katseen seuranta ) - katseen koordinaattien määrittäminen ( " silmämunan optisen akselin ja havaitun kohteen tai näytön tason leikkauspiste , jossa jokin visuaalinen ärsyke esitetään"). Silmänseurantalaite  on laite, jota käytetään silmämunan optisen akselin suunnan määrittämiseen avaruudessa (eli silmien seuraamiseen ). Silmänseurantalaitteita käytetään visuaalisen järjestelmän tutkimuksessa , psykologiassa, kognitiivisessa lingvistiikassa
. Silmänseurantaan käytetään useita menetelmiä. Suosituin on silmän kuva-kuva- videoanalyysi , käytetään myös kontaktimenetelmiä, kuten elektrookulografia .

Historia

1800 - luvulla kaikki katseenseurantaa koskeva tutkimus tehtiin yksinomaan havainnoinnin avulla.

Vuonna 1879 Pariisissa Louis-Émile Javal huomasi , että painettua tekstiä lukiessaan silmämunat eivät liikkuneet yksitoikkoisesti, kuten aiemmin luultiin. Sen sijaan he tekevät lyhyitä pysähdyksiä, joita Javal kutsui fiksaatioiksi , ja äkillisiä liikkeitä - saccades [1] . Tämä havainto johti lukuprosessin luonteeseen liittyvien tärkeiden kysymysten syntymiseen, jotka ratkaistiin jo 1900-luvulla : Mihin sanoihin ihminen keskittää huomionsa? Kauanko se kestää? Miksi on välttämätöntä kääntää katse takaisin sanoihin, jotka kohde on jo nähnyt?

Edmund Hugh [2] loi ensimmäisen katseenseurantalaitteen. Laite oli jonkinlainen piilolinssi, jossa oli reikä pupillia varten . Laite oli yhdistetty alumiiniosoittimeen, joka liikkui tahdissa silmämunan kanssa. Hugh käytti kvantisoituja regressioita (vain pieni osa sakkadeista on itse asiassa regressioita).

Ensimmäisen ei-invasiivisen katseenseurantalaitteen loi Guy Thomas Bushwell Chicagossa . Bushwell käytti valonsäteiden heijastuksia silmämunasta valoherkälle kalvolle . Siten hän suoritti tutkimusta lukuprosesseista [3] ja staattisten kuvien tutkimuksesta [4] .

1950-luvulla Moskovassa venäläinen tiedemies Alfred Yarbus [5] teki tärkeitä tutkimuksia silmäseurannan alalla, ja hänen vuoden 1967 monografiansa arvostivat suuresti maailman tiedeyhteisö. Hän osoitti, että koehenkilölle annetulla muodollisella tehtävällä oli valtava vaikutus katseenseurantakokeen tulokseen.

Hän kirjoitti myös kohteen motivaation ja hänen katseensa fiksaatioiden välisestä suhteesta: "Suoritetut tutkimukset... osoittavat, että silmien liikkeen luonne on joko täysin riippumaton tai hyvin vähän riippuvainen visuaalisen ärsykkeen sisällöstä. " Sarja kokeita osoitti, että kokeen tulos ei riipu pelkästään visuaalisesta ärsykkeestä, vaan myös koehenkilölle osoitetusta tehtävästä sekä tiedosta, jonka koehenkilö odottaa saavansa visuaalisesta ärsykkeestä [6] .

Silmien liikettä arvioivien kokeiden tallennukset osoittivat, että vain pieni osa kuvan elementeistä kiinnittää kohteen huomion ja hänen silmänsä tekevät fiksaatioita näihin elementteihin. Silmien liike heijastaa ihmisen ajatteluprosessia. Katse seuraa tietyllä viiveellä kohtaa, johon kohteen huomio on suunnattu. Näin ollen on melko yksinkertaista määrittää, mitkä kuvan elementit kiinnittävät kohteen huomion, missä järjestyksessä ja kuinka usein [7] .

Usein koehenkilön huomio kiinnitettiin elementteihin, jotka eivät ehkä anna tärkeää tietoa, mutta hänen henkilökohtaisen mielipiteensä mukaan voivat antaa sen. Usein kohteen katse kiinnittyy elementteihin, jotka ovat yksinkertaisesti epätavallisia tietyssä asetuksessa [8] .

Kiinnityspisteestä toiseen siirtyessään kohteen silmä palaa usein niihin kuvan elementteihin, jotka hän on jo nähnyt, eli enemmän aikaa käytetään tärkeimpien elementtien toissijaiseen tutkimiseen vähemmän tärkeiden elementtien tutkimisen sijaan [ 9] .

1970-luvulla katseenseurantatutkimus nopeutui dramaattisesti, erityisesti lukuteorian alalla. Reiner on tehnyt hyvän katsauksen näistä tutkimuksista [13] .

Vuonna 1980 Just ja Carpenter [14] muotoilivat hypoteesin visuaalisen järjestelmän ja ihmistietoisuuden välisestä suhteesta. "Ei ole merkittävää ristiriitaa sen välillä, mihin ihminen kiinnittää katseensa ja mitä hän yrittää ymmärtää." Jos tämä hypoteesi pitää paikkansa, niin kun kohde katsoo sanaa tai esinettä, hän ajattelee sitä ( kognitiivinen prosessi), ja tämä prosessi on kestoltaan verrattavissa tallennettuun kiinnittymisen kestoon. Nykyaikaiset silmäseurannan tutkijat viittaavat usein tähän hypoteesiin.

Tämä hypoteesi kehitettiin 1980-luvulla piilevän huomion ongelman valossa [15] [16] . Kysymys piilohuollosta tulkitaan siten, että ihmiset eivät aina katso sitä, mikä todella herättää heidän huomionsa. Piilotettu huomio havaitaan silmän liiketallennuksissa, joiden aikana katsepolku ja kiinnityspisteet kulkevat usein niiden kohteiden ohi, joihin huomio kiinnitettiin, ja vain toisinaan osoittavat lyhytaikaisia ​​kiinnittymiä. Tästä seuraa, että kaikissa tapauksissa katseenseurantakokeen tulosten ja kognitiivisen prosessin välillä ei ole yksiselitteistä yhteyttä.

Hoffmannin työn mukaan kohta, johon kohteen huomio kiinnittyy, on aina hieman (100-250 ms) silmän liikettä edellä [17] . Kuitenkin, kun huomiopiste siirtyy uuteen asentoon, silmät yrittävät varmasti seurata sitä [18] .

Kognitiivisten prosessien mekanismia ei edelleenkään ole mahdollista määrittää suoraan katseenseurantakokeiden tuloksista [19] . Esimerkiksi katseen kiinnittäminen kasvoihin tai kuvaan ei voi osoittaa, että kohde pitää tai ei pidä kasvoista tai kuvasta. Siksi katseenseurantatekniikkaa käytetään usein menetelmien, kuten introspektiivisen verbaalisen protokollan, kanssa.

Menetelmät ja niiden toteutus

Videopohjaiset katseenseurantalaitteet ovat ylivoimaisesti yleisimmin käytettyjä. Kamera kuvaa toista tai molemmat silmät ja rekisteröi niiden liikkeet samalla, kun kohde katsoo visuaalista ärsykettä. Useimmat nykyaikaiset katseenseurantalaitteet käyttävät pupillin ja iiriksen välistä kontrastia, joka syntyy infrapunavalaistuksessa. Lisäksi analysoidaan infrapunavalaistuksen asento, jonka avulla voidaan määrittää silmämunan optisen akselin suunta.

Tällaisia ​​järjestelmiä on kahta päätyyppiä:

Niiden ero on valonlähteen sijainnissa suhteessa kameraan. Jos taustavalo on yhdensuuntainen kameran optisen akselin kanssa, silmä toimii taustavalosta tulevan valon toissijaisena heijastajana, joka heijastuu verkkokalvolta, luoden kirkkaan pupilliefektin, joka muistuttaa valokuvauksen punasilmäisyyttä. Jos valonlähdettä siirretään suhteessa kameran optiseen akseliin, pupilli muuttuu mustaksi, koska verkkokalvolta tuleva toissijainen heijastus ei pääse kameraan. Kirkkaan pupillin vaikutus mahdollistaa katseen seurannan koehenkilön iiriksen väristä riippumatta. Se auttaa myös voittamaan tumman silmäripsivärin ja pupillia osittain peittävien ripsien vaikutuksen. Se mahdollistaa myös silmien seurannan valaistusolosuhteissa täydellisestä pimeydestä kirkkaaseen valoon, mutta kirkkaiden silmien tekniikat eivät ole tehokkaita silmien seurannassa ulko-olosuhteissa, koska niissä on muita infrapunasäteilyn lähteitä.

Silmänseurantalaitteet ovat laitteistoltaan hyvin erilaisia. Jotkut niistä on asennettu kohteen päähän, toiset vaativat kohteen pään kiinteän kiinnityksen, loput toimivat etänä ja kompensoivat automaattisesti pään liikkeitä. Useimmat järjestelmät toimivat vähintään 30 kuvan sekunnissa kuvanopeudella. Vaikka yleisimmin käytetty kuvanopeus on 50/60 fps, useimmat videopohjaiset katseenseurantalaitteet toimivat 12, 300, 500 tai jopa 1000/1250 fps nopeudella. Tämä on tarpeen sen varmistamiseksi, että silmän liikkeet tallennetaan 100 %.

Silmien liikkeet on perinteisesti jaettu fiksaatioihin ja sakkadeihin, eli silmä kiinnitetään joihinkin asentoihin ja siirtyy sitten nopeasti seuraavaan asentoon. Tuloksena olevaa fiksaatioiden ja sakkadien sarjaa kutsutaan skannauspoluksi. Ihmisaivojen visuaalinen analysaattori vastaanottaa suurimman osan informaatiota kiinnityksen aikana. Näkökentän keskus, joka muodostuu 2 steradin avaruuskulmasta, tarjoaa suurimman osan visuaalisesta tiedosta. Näkökentän muusta osasta tuleva signaali on vähemmän informatiivinen. Scanpathin meille antaman kiinnityspisteiden sijainnin seurauksena näytä objektiivisesti pisteet, jotka herättävät huomion visuaalisella ärsykkeellä. Keskimääräinen fiksaatioiden kesto vaihteli 200 ms:sta tekstiä lukiessa 350 ms:iin staattista kuvaa tutkittaessa. Silmän liikeprosessi yhdestä kiinnityspisteestä toiseen (sakkadi) kestää jopa 200 ms.

Katsepolut ovat hyödyllisiä kognitiivisten prosessien analysoinnissa sekä kiinnostavien paikkojen tunnistamisessa. Myös muut biologiset tekijät, kuten sukupuoli, voivat vaikuttaa katsepolkuun. Näin ollen katseenseurantaa voidaan käyttää käytettävyystutkimuksissa sekä ulkoisten laitteiden ohjauksessa silmän liikkeitä ohjaamalla.

Silmänseurantalaitteiden tyypit

Silmänseurantalaitteet määrittävät silmämunan optisen akselin suunnan ja tämän suunnan dynamiikan ajan myötä. Tämä tehdään useilla tavoilla, mutta ne voidaan jakaa kolmeen suureen ryhmään.

Ensimmäinen tyyppi käyttää mekaanista kosketusta silmään. Nämä voivat olla piilolinssejä , joissa on sisäänrakennettu peili , tai ne voivat olla pienoislaitteita, jotka luovat magneettikentän . Erikoispiilolinsseillä tehdyt mittaukset osoittivat tallenteet erittäin herkkiä silmien liikkeille. Näitä menetelmiä käyttävät usein tutkijat, jotka tutkivat silmien liikkeen dynamiikkaa ja piilofysiologiaa.

Seuraava laaja kategoria käyttää kosketuksettomia optisia menetelmiä silmän liikkeen tallentamiseen. Pääsääntöisesti käytetään infrapunavaloa , joka heijastuu silmämunasta ja tallennetaan videokameralla tai muulla erityisesti suunnitellulla optisella sensorilla. Videotallenteen käsittelyprosessissa saadaan tietoa silmämunan suunnasta avaruudessa ja sen ajallisesta dynamiikasta. Videopohjaiset katseenseurantalaitteet käyttävät usein infrapunavalon heijastusta silmän sarveiskalvosta ( Purkynen ensimmäinen kuva ) laskeakseen suunnan silmämunan keskustaan ​​ja vertaakseen edelleen oppilaan keskustan koordinaatteihin. Kehittyneempi silmäseurantalaite käyttää sekä heijastusta sarveiskalvosta että heijastusta silmän linssistä [20] . Tämän tyyppiset monimutkaisimmat silmäseurantalaitteet analysoivat myös verisuonten sijaintia sarveiskalvolla ja verkkokalvolla. Tätä silmänseurantalaitteiden luokkaa käytetään useimmiten katseenseurantatehtävissä (silmämunan optisen akselin ja näytön tason leikkauspisteen löytäminen, jolla jokin visuaalinen ärsyke esitetään), jotka edellyttävät, että kokeellinen menettely ei ole -invasiivisia ja laitteiden on oltava suhteellisen edullisia.

Kolmannessa kategoriassa käytetään sähköpotentiaalia, joka mitataan silmien ympärille sijoitetuilla elektrodeilla. Jokainen silmä on vakaan sähkökentän lähde, joka voidaan havaita täydellisessä pimeydessä tai kun kohde sulkee silmänsä. Silmä voidaan rinnastaa dipoliin, jonka positiivinen napa on sarveiskalvolla ja negatiivinen napa verkkokalvolla. Sähköinen signaali voidaan saada käyttämällä kahta elektrodiparia, jotka asetetaan iholle yhden silmän ympärille. Tätä tekniikkaa kutsutaan elektrookulogrammiksi (EOG). Jos silmät siirtyvät keskiasennosta perifeeriseen, verkkokalvo lähestyy yhtä elektrodia ja sarveiskalvo toista. Tämä prosessi muuttaa dipolin suuntausta, minkä seurauksena sähkökenttä muuttuu ja tämän seurauksena mitattu EOG-signaali muuttuu. Siten näiden sähköisten signaalien analyysiä voidaan käyttää katseen seurantaan. Koska käytetään kahta elektrodiparia, on mahdollista erottaa silmän liikkeen vaaka- ja pystykomponentit. Kolmas EOG-komponentti on säteittäinen EOG-kanava [21] , joka on ero 4 EOG-elektrodin keskiarvon ja päähän kiinnitetyn lisäelektrodin välillä. Tämä säteittäinen kanava on herkkä silmän motoristen lihasten sakkadisten piikkien aiheuttamille potentiaaleille, mikä mahdollistaa jopa erittäin pienten sakkadien havaitsemisen [22] .

EOG-signaalipotentiaalien ajallisen epävakauden ja sakkadien keston vuoksi EOG:n käyttö tulee vaikeaksi mittaamaan silmän hitaita liikkeitä ja määrittämään katseen asennon. EOG on kuitenkin erittäin vakaa tekniikka katseen suunnan muutokseen liittyvien sakadisten silmien liikkeen havaitsemiseen sekä silmien räpyttelyn havaitsemiseen. Toisin kuin videopohjaisissa menetelmissä, EOG mahdollistaa silmien liikkeiden tallentamisen myös silmät kiinni, joten EOG:ta voidaan käyttää unitutkimuksissa. Tämä on erittäin resurssiintensiivinen lähestymistapa, joka toisin kuin videopohjaisissa menetelmissä ei vaadi tehokasta tietokonetta, toimii erilaisissa valaistusolosuhteissa ja on helppo toteuttaa mobiililaitteena [23] . Tämä menetelmä soveltuu siis hyvin liikkuvaan katseenseurantaan arkitilanteissa sekä nopean silmän liikevaiheen tutkimuksissa unen aikana.

Eyetracking ja geyztracking

Silmänseurantalaitteet määrittävät silmämunan suunnan suhteessa johonkin koordinaattijärjestelmään. Jos katseenseurantalaite on asennettu esimerkiksi kohteen päähän, kuten EOG-pohjaisessa järjestelmässä, on tarpeen kompensoida kohteen pään liike suhteessa tähän koordinaattijärjestelmään. Tämän seurauksena tehtävän määrittämisen kohteen näkökulmasta tulee monimutkaisempi. Jos katseenseurantalaite on kiinteä, näkökulman laskeminen johtaa alhaisempiin laskentakustannuksiin. Monissa järjestelmissä kohteen pää kiinnitetään silmäkehyksen avulla, minkä seurauksena on mahdollista välttää lisälaskelmat, jotka liittyvät kohteen pään liikkeisiin. Muut järjestelmät kompensoivat pään liikettä magneettisensorien tai lisävideoanalyysin avulla.

Suoraan kohteen päähän asennetuissa laitteissa pään asento ja sen suunta avaruudessa lisätään henkilön katseen suuntavektoriin. Kiinteissä katseenseurantajärjestelmissä pään suunta vähennetään katseen suunnasta, jotta voidaan määrittää silmien sijainti kasvoilla.

Tieteellisessä tutkimuksessa tiedolla silmämunan liikkeen mekanismista ja dynamiikasta on suuri kysyntä, mutta useimmissa tapauksissa katseen seurannan perimmäinen tehtävä on määrittää näkökulma, eli katseen seuranta .

Katsemittarin valitseminen

Yksi katseenseurantajärjestelmien arvioinnin vaikeuksista on se, että kohteen silmä on äärimmäisen harvoin paikallaan, voi olla äärimmäisen vaikeaa arvioida pieniä, mutta erittäin nopeita ja joskus kaoottisia liikkeitä, jotka liittyvät mekanismin sisällä olevan melulähteen vaikutukseen. katseenseurantajärjestelmistä. Yksi hyödyllisistä menetelmistä tämän vaikutuksen torjumiseksi on kohteen kahden silmän rinnakkaiskuvaus ja toisen silmän sijainnin tarkistaminen toisessa silmässä. Terveen ihmisen silmät ovat erittäin hyvin yhteydessä toisiinsa ja optisten akselien suunnan ero pystysuunnassa ei yleensä ylitä ± 2 kaariminuuttia. Asianmukaisesti toimivan ja herkän katseenseurantajärjestelmän pitäisi näyttää tämän tasoinen silmien johdonmukaisuus kohteessa. Mitä tahansa suuremman kulma-eron esiintymistä voidaan pitää mittausvirheenä.

Silmänseurannan soveltaminen käytännössä

Loppukäyttäjä voi olla kiinnostunut esimerkiksi siitä, mitkä tietyt kuvan fragmentit herättivät kohteen huomion. Tärkeä asia on, että katseenseurantalaite ei periaatteessa voi määrittää tarkasti pistettä, joka herätti kohteen huomion. Silmänseuranta on kuitenkin varsin tehokas kohdepisteiden likimääräisen järjestyksen määrittämisessä. Kohteen näkökulman määrittämiseksi on suoritettava kalibrointimenettely. Näiden toimenpiteiden aikana koehenkilöä pyydetään suuntaamaan katseensa peräkkäin kalibrointimerkkien sarjaan. Samanaikaisesti katseenseurantalaite tallentaa pupillikoordinaatit, jotka vastaavat kutakin kalibrointimerkkien paikkaa. Jopa ne tekniikat, jotka tutkivat verisuonten sijaintia verkkokalvolla, eivät anna mahdollisuutta luoda laitetta, joka kalibroidaan kerran kaikille mahdollisille kohteille, koska verisuonten sijainti verkkokalvolla on yksilöllinen jokaiselle henkilölle. Tarkka ja luotettava kalibrointi on välttämätöntä oikeiden ja toistettavien koetietojen saamiseksi. Tämä voi olla merkittävä este suoritettaessa katseenseurantakokeita koehenkilöillä, joiden katse on epävakaa.

Jokaisella katseenseurantamenetelmällä on etunsa ja haittansa, ja katseenseurantalaitteiden valinta riippuu sen hinnasta ja laajuudesta. On olemassa offline- ja online-menetelmiä. Hinnan ja järjestelmän tarkkuuden välillä on suhde. Useimmat erittäin herkät järjestelmät maksavat kymmeniä tuhansia dollareita ja vaativat korkeasti koulutettua henkilökuntaa asentamaan laitteet loppukäyttäjien kokeita varten. Tietokonetekniikan ja videonkäsittelytekniikan nopea kehitys on johtanut suhteellisen halpojen järjestelmien syntymiseen, jotka soveltuvat useimpiin katseenseurantasovelluksiin ja joita on helppo hallita. Tulosten tulkinta vaatii vielä jonkin verran harjoittelua, ja huonosti kalibroitu järjestelmä voi johtaa merkittäviin virheisiin kokeen aikana.

Silmänseurannan käyttäminen ajettaessa vaikeissa tilanteissa

Kahden kuljettajaryhmän silmien liikkeet kuvattiin kohteen päähän asennetulla katseenseurantalaitteella. Tutkimus tehtiin Ruotsin teknillisessä korkeakoulussa. Aloittelijat ja kuljettajat, joilla on monen vuoden kokemus, osallistuivat tähän kokeiluun. Kokeilu koostui ajamisesta erittäin kapealla tiellä. Kuvasarja aloittelevasta kuljettajasta ja kokeneesta kuljettajasta on esitetty kuvassa [24] Kuvasarja kattaa 0,5 sekunnin ajanjakson.

Sarja otoksia näyttää kuinka kiinnitykset jakautuivat aloittelijan ja kokeneen kuljettajan välillä. Ensimmäisten kuvien vertailu osoittaa, että kokenut kuljettaja etsii ensisijaisesti kaarevuutta ajoradalta, kun taas aloitteleva kuljettaja kiinnittyy pysäköityyn autoon. Keskimmäisissä kuvissa näkyy, että kokenut kuljettaja keskittyy alueelle, jossa vastaantuleva auto voisi teoriassa ilmaantua, kun taas aloitteleva kuljettaja katselee edelleen pysäköityjä autoja. Alemmissa kuvissa näkyy, että aloitteleva kuljettaja arvioi vasemmanpuoleisen seinän ja pysäköidyn auton välisen etäisyyden, kun taas kokenut kuljettaja voi hyödyntää perifeeristä näköä ja keskittyä silti vaaralliseen tienkäänteeseen: jos vastaantuleva auto ilmestyy tälle alueelle, hänellä on poistumisreitti, eli ajaa tien sivuun ja pysähtyy pysäköityjen autojen väliin [25] .

Gaze-tracking-tekniikka nopean lukemisen opettamiseen

Erikoislaitteet "Eye-Tracker" jäljittelee katseen liikerataa lukiessa ja harjoituksissa. Ohjelma analysoi silmien liikkeitä koskevia tietoja reaaliajassa ja tarkistaa automaattisesti tehtävän oikeellisuuden. Tieto välittyy nopeasti opettajalle, joka auttaa korjaamaan virheet ja tehostamaan oppimista [26] .

Nuorempien ja vanhempien kohteiden katseen seuranta

Vanhemmat aiheet luottavat enemmän keskusnäköön. Heidän kävelynopeusnsa on pienempi kuin nuorempien koehenkilöiden. Nuoremmat tutkittavat käyttävät sekä keskus- että ääreisnäköä kävellessään. Heidän perifeerisen näkemyksensä ansiosta he voivat paremmin hallita ympäröivää ympäristöään ja sen seurauksena kävellä nopeammin [27] .

Käyttöalueet

Silmänseurantajärjestelmiä käyttävät laaja valikoima tieteenaloja ovat: kognitiotiede , psykologia (erityisesti psyklingvistiikka ja lukuprosessien tutkimus), ihmisen ja koneen välinen vuorovaikutus , markkinointitutkimus, lääketieteellinen tutkimus ( neurologinen diagnostiikka ). Erityisiä sovelluksia ovat silmien liikkeen tutkiminen luettaessa eri kielillä, nuottien lukeminen, ihmisten välisen vuorovaikutuksen tutkiminen, mainonnan käsitys, urheilukilpailut [28] . Käyttö sisältää:

Kaupalliset sovellukset

Viime vuosina katseenseurantajärjestelmien monimutkaisuus ja helppokäyttöisyys ovat lisääntyneet dramaattisesti, mikä on johtanut jyrkästi kaupallisen sektorin kiinnostukseen niitä kohtaan. Järjestelmien sovelluksia ovat web-käytettävyys, mainonta, etupään tuotesuunnittelun optimointi ja kehitysautomaatio. Yleensä useimmat kaupalliset katseenseurannan käytöt sisältävät saman visuaalisen ärsykkeen esittämisen kuluttajaryhmälle samalla, kun seurataan silmän liikkeitä. Esimerkkejä loppu ärsykkeistä ovat verkkosivustot, televisio-ohjelmat, urheilulähetykset, elokuvat, mainokset, aikakauslehtien sivut, sanomalehtisivut, jotkin tuotepakkaukset ja myymälätiskit, pankkiautomaatit ja ohjelmistojen käyttöliittymät. Tuloksena saadut tiedot voidaan analysoida tilastollisesti ja esittää graafisesti tehtyjen johtopäätösten oikeellisuuden osoittamiseksi. Tutkimalla fiksaatioita, sakkadeja, pupillikoon muutoksia, räpyttelyä ja monia muita parametreja tutkijat voivat suurelta osin määrittää luodun tietoresurssin tai tuotteen tehokkuuden. Jotkut yritykset yrittävät ratkaista tällaisia ​​ongelmia sisäisesti, kun taas toiset houkuttelevat yrityksiä, jotka tarjoavat katseenseurantapalveluita.

Lupaavin kaupallisen katseenseurannan ala on verkon käytettävyys . Perinteiset käytettävyystekniikat antavat varsin riittävää tietoa analysoimalla hiiren napsautuksia ja vieritystä, kun taas katseenseuranta mahdollistaa käyttäjien käyttäytymisen ja hiiren napsautusten välisen suhteen analysoinnin. Tämä parantaa merkittävästi sen arvioinnissa, mitkä sivuston osat ovat käyttäjälle houkuttelevimpia, mitkä sivuston osat aiheuttavat loppukäyttäjälle vaikeuksia ja mitkä sivuston osat jäävät käyttäjälle huomiotta. Silmänseurantaa voidaan käyttää myös mittaamaan hakutehokkuutta , brändikonseptia, verkkotutkimusta, sivun siirtymisen käytettävyyttä, suunnittelun yleistä tehokkuutta ja monia muita web-suunnitteluun liittyviä näkökohtia. Tutkimusprosessissa voidaan tehdä kahden kilpailevan kohteen vertailu.

Silmänseurantaa on perinteisesti käytetty mainonnan tehokkuuden mittaamiseen eri medioissa . TV- videot , lentolehtiset , mainokset Internet-sivustoilla , sponsorin logon näyttäminen TV-ohjelmissa, kaikki tämä avaa laajan toimintakentän kaupalliseen katseenseurantaan. Analysoidaan tuotepakkauksen tai jonkin logon näkyvyyttä näyteikkunassa, sanomalehdessä, verkkosivulla ja tv-ohjelmassa. Näin tutkijat voivat arvioida erittäin yksityiskohtaisesti, kuinka kuluttajat huomaavat tai eivät huomaa lopputuotteen logon, pakkauksen, myyntipisteen. Siten mainonnan asiantuntija voi arvioida mainoskampanjan tehokkuutta todellisen visuaalisen havainnon avulla.

Silmäseurannan avulla tuotepakkaussuunnittelijat voivat arvioida tuotteen pakkauksen tehokkuutta. Tällä tavalla voidaan arvioida tutkittavana olevan pakkauksen näkyvyyttä, houkuttelevuutta ja trendejä, jotta paras valinta voidaan tehdä. Silmänseurantaa käytetään usein, kun kaupallinen tuote on vielä prototyyppivaiheessa. Prototyyppejä testataan usein pareittain, jotta nähdään, onko niiden suunnittelu tehokkain ja verrataan kilpailijoiden ratkaisuihin.

Yksi lupaavimmista katseenseurannan sovelluksista on katuterminaalien suunnittelun optimointi . Tällä hetkellä tutkijat ovat menneet niin pitkälle, että he ovat ehdottaneet katseenseurantalaitteiden integrointia massatuotettuihin katuterminaaleihin. Tämän päätavoitteena on lyhentää ihmisen ja laitteen välistä vuorovaikutusaikaa.

Silmänseurantalaitteita voidaan käyttää myös digitaalikameran automaattitarkennusjärjestelmän optimointiin (tarkentaminen sinne, minne käyttäjä katsoo).

National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) väittää, että katseenseurantalaitteiden integrointi autoon voisi vähentää onnettomuuksien määrää 100 000 vuodessa. Heidän tutkimuksensa mukaan jopa 80 % onnettomuuksista johtuu kuljettajan virheellisistä toimista 3 sekuntia ennen onnettomuutta. Autojen varustaminen katseenseurantalaitteilla lisää merkittävästi näiden autojen turvallisuusluokkaa. Lexus lupaa varustaa LS460: n sisäänrakennetulla katseenseurantalaitteella, joka varoittaa, jos kuljettaja on hajamielinen tieltä [32] .

Vuodesta 2005 lähtien katseenseurantajärjestelmää on käytetty täysin halvaantuneiden viestintälaitteissa . Niiden avulla he voivat kirjoittaa tekstiviestejä, lähettää sähköpostia, surffata Internetissä käyttämällä vain silmiään [33] . Silmänseuranta voi saavuttaa positiivisia tuloksia myös aivohalvauksen tapauksessa , jossa potilas tekee tahattomia liikkeitä. Silmäseurannan ja silmä-hiiri -liittymän avulla voit ohjata tietokonetta tai opettaa ihmisiä , joilla on heikentynyt motorinen koordinaatio.

Katso myös

Kirjallisuus

Silmänseurannan kaupallinen käyttö

Linkit

Muistiinpanot

  1. Raportoitu Hueyssa 1908/1968
  2. Huey, Edmund. Lukemisen psykologia ja pedagogiikka (uudelleenpainos)  (englanniksi) . - MIT Press 1968 (julkaistu alun perin 1908).
  3. Buswell (1922, 1937)
  4. (1935)
  5. Yarbus (1967)
  6. (Yarbus 1967:194)
  7. (Yarbus 1967:190)
  8. (Yarbus 1967:191)
  9. (Yarbus 1967:193)
  10. Hunziker, H. W. (1970). Visuelle Informationsaufnahme und Intelligenz: Eine Untersuchung über die Augenfixationen beim Problemlösen. Schweizerische Zeitschrift für Psychologie und ihre Anwendungen, 1970, 29, nro 1/2 (englanninkielinen abstrakti: http://www.learning-systems.ch/multimedia/forsch1e.htm Arkistoitu 23. tammikuuta 2020 Wayback Machinessa )
  11. Arkistoitu kopio . Haettu 25. maaliskuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 4. maaliskuuta 2016.
  12. Visuaalinen havainto: silmien liikkeet ongelmanratkaisussa . Haettu 25. maaliskuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 23. tammikuuta 2020.
  13. Rayner (1978)
  14. Just and Carpenter (1980)
  15. Posner (1980)
  16. Wright & Ward (2008)
  17. Hoffman 1998
  18. Deubel ja Schneider 1996 (pääsemätön linkki) . Haettu 25. maaliskuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 17. lokakuuta 2007. 
  19. Holsanova 2007
  20. Nosturi, HD; Steele, CM Generation-V dual-Purkinje-image eyetracker  (englanti)  // { Applied Optics  : Journal. - 1985. - Voi. 24 , nro. 4 . - s. 527-537 . - doi : 10.1364/AO.24.000527 .
  21. Elbert, T., Lutzenberger, W., Rockstroh, B., Birbaumer, N., 1985. Silmän artefaktien poistaminen EEG:stä. Biofyysinen lähestymistapa EOG:hen. Electroencephalogr Clin Neurophysiol 60, 455-463.
  22. Keren, AS, Yuval-Greenberg, S., Deouell, LY, 2010. Sakkadiset piikkipotentiaalit gammakaista-EEG:ssä: karakterisointi, havaitseminen ja vaimennus. Neuroimage 49, 2248-2263
  23. Bulling, A.; Roggen, D. ja Tröster, G. Wearable EOG-lasit: Saumaton tunnistus ja kontekstitietoisuus jokapäiväisissä ympäristöissä  // Journal of Ambient Intelligence and Smart Environments (  JAISE) : Journal. - 2009. - Vol. 1 , ei. 2 . - s. 157-171 . [yksi]
  24. Cohen, AS (1983). Informationsaufnahme beim Befahren von Kurven, Psychologie für die Praxis 2/83, Bulletin der Schweizerischen Stiftung für Angewandte Psychologie
  25. Kuvia: Hans-Werner Hunziker, (2006) Im Auge des Lesers: foveale und periphere Wahrnehmung — vom Buchstabieren zur Lesefreude [Lukijan silmässä: foveaalinen ja perifeerinen havainto - kirjainten tunnistamisesta lukemisen iloon] Transmedia Stäubli Verlag Zürich 2006 ISBN 978-3-7266-0068-6
  26. Pikalukukoulu YLÖS! HYVÄ (linkki ei saatavilla) . Pikalukukurssit Eye-Tracking-tekniikalla. Haettu 31. tammikuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 20. tammikuuta 2017. 
  27. Itoh N, Fukuda T. (2002) Vertaileva tutkimus silmien liikkeistä keskus- ja ääreisnäön laajuudessa ja nuorten ja iäkkäiden kävelijöiden käytössä. Percept Mot Skills. 2002 Jun;94(3 Pt 2):1283-91
  28. Katso esim. sanomalehtien lukututkimukset  (downlink)
  29. Bulling, A. et ai.: Lukemisaktiviteetin vankka tunnistus kuljetuksessa käyttämällä puettavaa sähköokulografiaa , Proc. 6th International Conference on Pervasive Computing (Pervasive 2008), ss. 19-37, Sydney, Australia, toukokuu 2008.
  30. Bulling, A. et ai.: Eye Movement Analysis for Activity Recognition , Proc. 11. kansainvälisestä ubiquitous Computing -konferenssista (UbiComp 2009), s. 41-50, Orlando, Yhdysvallat, syyskuu 2009.
  31. Bulling, A. et al.: Eye Movement Analysis for Activity Recognition using Electrooculography , IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence (TPAMI).
  32. LS460 saavuttaa maailman ensimmäisen ennaltaehkäisevän turvallisuuden (linkki ei ole käytettävissä) . NewCarNet.co.uk (30. elokuuta 2006). Haettu 8. huhtikuuta 2007. Arkistoitu alkuperäisestä 27. heinäkuuta 2012. 
  33. Opiskelija oppii hallitsemaan tietokonetta silmänräpäyksessä Arkistoitu 1. kesäkuuta 2010 Wayback Machinessa  - RIT News