一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于眼動信號的復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測方法。其中檢測方法包括如下步驟：通過生態(tài)界面方法提取復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的任務(wù)信息；將提取信息按照不同的任務(wù)設(shè)計編入心理學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件，通過眼動儀采集操作員的眼動信息；根據(jù)眼動信息計算處理處理檢測指標(biāo)并完成可用性子特征質(zhì)量檢測；融合可用性子特征，檢測人機(jī)界面可用性的優(yōu)劣。其中檢測系統(tǒng)包括：人機(jī)界面任務(wù)信息提取模塊、用戶的眼動信號采集模塊、眼動信號處理模塊、可用性子特征檢測模塊和可用性檢測模塊。本發(fā)明通過眼動追蹤技術(shù)，對復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性優(yōu)劣進(jìn)行檢測并判斷其是否符合人的使用需求，具有較好的實(shí)時性與較高的可信度。
【專利說明】一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于人機(jī)交互領(lǐng)域，涉及一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面是人機(jī)交互最重要的媒介，被廣泛應(yīng)用到戰(zhàn)機(jī)船舶駕駛操縱、核電廠控制、戰(zhàn)場指揮、汽車駕控等各種復(fù)雜的人機(jī)交互系統(tǒng)和環(huán)境之中，作為人機(jī)信息交互的重要載體和媒介，它是用戶獲取信息、決策判斷的重要依據(jù)，同時也是信息系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)精確、聞效傳遞的關(guān)鍵因素。
[0003]復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計的不合理性往往引起用戶認(rèn)知的差異以及決策判斷的失誤，最終導(dǎo)致發(fā)生重大操作事故?；谟脩粽J(rèn)知的差異性可以通過眼動信息進(jìn)行判斷，因此對于界面設(shè)計后的眼動質(zhì)量評價，成為縮減事故發(fā)生概率的最有效的途徑。通過對眼動資源投入特征、理解特征和復(fù)雜特征實(shí)施檢測，實(shí)現(xiàn)對設(shè)計質(zhì)量的控制和改進(jìn)，從而優(yōu)化復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的眼動綜合質(zhì)量。
[0004]眼動跟蹤技術(shù)提供了一種可靠、有效、及時的視覺加工研究方法，目前被廣泛應(yīng)用于廣告產(chǎn)品評估、用戶行為分析、工效學(xué)研究、航天安全等領(lǐng)域。目前基于眼動跟蹤技術(shù)的眼動指標(biāo)評價主要針對兩個及兩個以上的界面開展比較性判斷，同時也較少將眼動特征融合考慮，多從單特征進(jìn)行眼動質(zhì)量檢測。基于現(xiàn)有眼動分析的質(zhì)量檢測方法，本發(fā)明創(chuàng)新性地將多個眼動特征融合，進(jìn)行眼動綜合質(zhì)量判斷；并從單方案設(shè)計界面考慮，這對多層級呈現(xiàn)信息的復(fù)雜人機(jī)界面，闡述眼動綜合質(zhì)量檢測方法，在實(shí)際應(yīng)用中可實(shí)施性高，解決單一設(shè)計方案的眼動綜合質(zhì)量優(yōu)劣檢測問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測系統(tǒng)的檢測方法；獲取人機(jī)界面中的不同任務(wù)信息特征；依據(jù)不同任務(wù)特征的不同安排，獲取并計算處理處理可用性子特征檢測值；實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜系統(tǒng)環(huán)境下人機(jī)界面的可用性質(zhì)量判斷。
[0006]一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測系統(tǒng)的檢測方法，包括以下步驟:
(I)任務(wù)信息提取。將界面信息按照信息操控、信息表現(xiàn)和信息顯示進(jìn)行提取，并進(jìn)行不同任務(wù)特征的信息分類。
[0007](2)眼動信息的信號采集。將提取的任務(wù)信息輸入心理學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件中，按照不同分類進(jìn)行記憶任務(wù)和搜索任務(wù)安排。通過計算處理處理機(jī)向用戶依次呈現(xiàn)不同任務(wù)的安排，通過眼動追蹤儀獲取用戶的眼動掃描和追蹤數(shù)據(jù)，選取瞳孔直徑、首次注視時間、注視時間、注視次數(shù)、回視時間、眨眼持續(xù)時間、眼跳幅度、眼跳時長。
[0008](3)檢測指標(biāo)計算處理處理。根據(jù)眼動信號采集的眼動指標(biāo)，計算處理處理可用性子特征的檢測指標(biāo)。
[0009](4)可用性子特征的質(zhì)量檢測。根據(jù)(2)中可用性子特征檢測指標(biāo)的檢測值，分析和計算處理處理可識別性、易理解性和復(fù)雜性的質(zhì)量值。
[0010](5)可用性質(zhì)量檢測。通過疊加融合可用性子特征的質(zhì)量值，檢測復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的優(yōu)劣。
[0011]步驟(I)中所述的任務(wù)信息提取是面向復(fù)雜系統(tǒng)，提取方法更加符合人一任務(wù)一環(huán)境三者之間的信息自然流通特性。任務(wù)信息提取是指基于記憶、搜索任務(wù)和界面信息特征進(jìn)行任務(wù)信息提取。首先以復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面為主體，根據(jù)其內(nèi)部信息元素因子層次結(jié)構(gòu)劃分，分為信息操控A、信息表現(xiàn)B、信息顯75 C結(jié)構(gòu)層次。其次按照信息操作方式，分為可以進(jìn)行人為操作的各種系統(tǒng)功能按鍵與按鈕信息與獨(dú)立顯示，不能進(jìn)行人為操作的系統(tǒng)功能信息。按照信息表現(xiàn)方式，分為以圖形化的方式描述系統(tǒng)信息、以文本數(shù)據(jù)的方式描述系統(tǒng)信息、以符號形式描述系統(tǒng)信息及以圖形和文本結(jié)合的形式描述系統(tǒng)信息。按照信息顯示方式，分為動態(tài)、靜態(tài)及動靜混合。根據(jù)記憶和搜索任務(wù)，對以上層次結(jié)構(gòu)的信息進(jìn)行分類并歸入不同的任務(wù)信息。
[0012]步驟(2)中所述的眼動信息的信號采集及安排階段，采用雙任務(wù)雙實(shí)驗(yàn)步驟，有利于去除數(shù)據(jù)獲取時的干擾性，提高數(shù)據(jù)采集的有效性。具體包括以下步驟:
I)任務(wù):在復(fù)雜系統(tǒng)綜合顯示界面前放置H1-Speed型高精度眼動儀測試托架，iViewPC測試計算處理處理機(jī)與Stimulus PC圖像顯示計算處理處理機(jī)通過TTL triggers進(jìn)行同步通訊。依次完成2種任務(wù)安排范式:記憶任務(wù)和搜索任務(wù)。
[0013]A、記憶任務(wù):首先指示被試在記憶界面時努力記住某一范圍內(nèi)信息，在檢測界面中判斷信息是否與記憶中的相同，然后開始呈現(xiàn)記憶界面20000ms，黑屏IOOOms之后出現(xiàn)檢測界面，被試做出相應(yīng)的判斷之后快速按下反應(yīng)鍵。
[0014]B、搜索任務(wù):首先指示被試需要在界面中快速搜索某一信息并作出相應(yīng)判斷，然后呈現(xiàn)搜索信息1000ms，黑屏IOOOms之后呈現(xiàn)搜索界面，被試快速并準(zhǔn)確地做出判斷并按下相應(yīng)按鍵。
[0015]2)眼動信號采集:
通過眼動追蹤儀獲取用戶的眼動掃描和追蹤數(shù)據(jù)，選取瞳孔直徑、首次注視時間、注視時間、注視次數(shù)、回視時間、眨眼持續(xù)時間、眼跳幅度、眼跳時長。
步驟(3)中所述的檢測指標(biāo)計算處理處理包括以下步驟:
A、可識別性的檢測指標(biāo)計算處理處理:
可識別性的檢測指標(biāo)包括平均瞳孔直徑大小、眼跳平均速度和平均眨眼時長，分別為檢測指標(biāo)a、檢測指標(biāo)b和檢測指標(biāo)Co檢測指標(biāo)大小猶取:
根據(jù)步驟(2)中A的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取平均瞳孔直徑大??；
根據(jù)步驟(2)中A的眼跳明細(xì)數(shù)據(jù)獲取眼跳幅度和眼跳持續(xù)時間，計算處理處理眼跳平均速度:
眼跳平均速度=眼跳幅度/眼跳持續(xù)時間；
根據(jù)步驟(2)中A的眨眼明細(xì)數(shù)據(jù)獲取眨眼持續(xù)時間，計算處理處理平均眨眼時長: 平均眨眼時長=累計眨眼持續(xù)時間/眨眼次數(shù)；
B、易理解性的檢測指標(biāo)計算處理處理:
易理解性的檢測指標(biāo)包括平均注視時長、回視時間比率和注視時間比率，分別為檢測指標(biāo)d、檢測指標(biāo)e和檢測指標(biāo)f ο檢測指標(biāo)大小猶取:根據(jù)步驟(2)中A的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取注視點(diǎn)呈現(xiàn)的時間和注視次數(shù)，計算處理處理平均注視時長:
平均注視時長=累計注視時長/注視次數(shù)；
根據(jù)步驟(2)中A的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取回視時間，計算處理處理回視時間比率:
回視時間比率=累計回視時長/總注視時長；
根據(jù)步驟(2)中A的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取總的注視時間，計算處理處理注視時間比率:注視時間比率=總注視時長/ (總注視時長+累計眼跳時長)；
C、復(fù)雜性的檢測指標(biāo)計算處理處理:
復(fù)雜性的檢測指標(biāo)包括眼跳時間比率、平均眼跳幅度和首次注視時間，分別為檢測指標(biāo)g、檢測指標(biāo)h和檢測指標(biāo)i。檢測指標(biāo)大小獲取:
根據(jù)步驟(2)中B的眼跳明細(xì)數(shù)據(jù)獲取眼跳時間，計算處理處理眼跳時間比率: 眼跳時間比率=累計眼跳時間/ (總注視時間+累計眼跳時間)。
[0016]根據(jù)步驟(2)中B的眼跳明細(xì)數(shù)據(jù)獲取眼跳幅度、眼跳數(shù)目，計算處理處理平均眼跳幅度:
平均眼跳幅度=累計眼跳幅度/眼跳數(shù)目；
根據(jù)步驟(2)中B的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取首次注視時間；
步驟(4)中的可用性子特征的質(zhì)量檢`測包括以下步驟:
A、可識別性質(zhì)量檢測:
(a)、提取檢測指標(biāo)值
平均瞳孔直徑大小在2.0-2.6mm范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為O ;平均瞳孔直徑大小在
2.6-2.8mm范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為I ;平均瞳孔直徑大小在2.8-3.5mm范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為2。
[0017]眼跳平均速度在0-200 deg/s范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為O ;眼跳平均速度在200~450deg/s范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為I ;眼跳平均大于450 deg/s范圍時，指標(biāo)值為2。
[0018]平均眨眼時長在(T0.15s范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為O ;平均眨眼時長在0.15、.35s范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為I ;平均眨眼時長大于0.35s范圍時，指標(biāo)值為2。
[0019](b)、提取可識別性質(zhì)量
可識別性質(zhì)量={檢測指標(biāo)(a)值，檢測指標(biāo)(b)值，檢測指標(biāo)(C)值}；
可識別性質(zhì)量在(Tl范圍內(nèi)時，可識別性質(zhì)量優(yōu)；可識別性質(zhì)量在2~3范圍內(nèi)時，可識別性質(zhì)量中等；可識別性質(zhì)量在4飛范圍內(nèi)時，可識別性質(zhì)量差。
[0020]B、易理解性質(zhì)量檢測:
(a)、提取檢測指標(biāo)值
平均注視時長在(T300ms范圍內(nèi)時，特征值為O ;平均注視時長在30(T500ms范圍內(nèi)時，特征值為I ;平均注視時長大于500ms時，特征值為2。
[0021]回視時間比率在0%~?0%范圍內(nèi)時，特征值為O ;回視時間比率在10%~20%范圍內(nèi)時，特征值為I ;回視時間比率在20%~?00%范圍內(nèi)時，特征值為2。
[0022]注視時間比率在0%~80%范圍內(nèi)時，特征值為O ;注視時間比率在80%~90%范圍內(nèi)時，特征值為I ;注視時間比率在90%~?00%范圍內(nèi)時，特征值為2。
[0023](b)、提取易理解性質(zhì)量
易理解性質(zhì)量={檢測指標(biāo)(d)值，檢測指標(biāo)(e)值，檢測指標(biāo)(f)值}；易理解性質(zhì)量在(Tl范圍內(nèi)時,易理解性質(zhì)量優(yōu)；易理解性質(zhì)量在2~3范圍內(nèi)時,易理解性質(zhì)量中等；易理解性質(zhì)量在4飛范圍內(nèi)時，易理解性質(zhì)量差。
[0024]C、復(fù)雜性質(zhì)量檢測:
(a)、提取檢測指標(biāo)值
眼跳時間比率在0%~8%范圍內(nèi)時，特征值為O ;眼跳時間比率在8%~?5%范圍內(nèi)時，特征值為I ;眼跳時間比率大于15%時，特征值為2。
[0025]平均眼跳幅度大于11°時，特征值為O ;平均眼跳幅度在6° ^ll0范圍內(nèi)時，特征值為I ;平均眼跳幅度在0°~6°范圍內(nèi)時，特征值為2;
首次注視時間大于600 ms時，特征值為O ;首次注視時間在30(T600 ms范圍內(nèi)時，特征值為I ;首次注視時間在0-300 ms范圍內(nèi)時，特征值為2。
[0026](b)、提取復(fù)雜性質(zhì)量
復(fù)雜性質(zhì)量={檢測指標(biāo)(g)值，檢測指標(biāo)(h)值，檢測指標(biāo)(i )值};
復(fù)雜性質(zhì)量在(Tl范圍內(nèi)時，復(fù)雜性質(zhì)量優(yōu)；復(fù)雜性質(zhì)量在2~3范圍內(nèi)時，復(fù)雜性質(zhì)量中等；復(fù)雜性質(zhì)量在4飛范圍內(nèi)時，復(fù)雜性質(zhì)量差。
步驟(5)中的可用性質(zhì)量檢測包括以下步驟:
可用性質(zhì)量={可識別性特征質(zhì)量，易理解性特征質(zhì)量，復(fù)雜性特征質(zhì)量};
可用性質(zhì)量值在1-3范圍內(nèi)時，復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的可用性較優(yōu)；可用性質(zhì)量值在4-6范圍內(nèi)時，復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的可用性適中；可用性質(zhì)量值在7、范圍內(nèi)時，復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的可用性較差。
[0027]一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測系統(tǒng)，包括以下模塊:
O復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的任務(wù)信息提取模塊；
2)將提取信息放入心理學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件，采集用戶眼動信息的眼動信號采集模塊；
3)與眼動信號采集模塊相連，從眼動信息中分析和提取檢測指標(biāo)的眼動信號處理模
塊；
4)與眼動信號處理模塊相連，分析融合檢測指標(biāo)的可用性子特征(可識別性、易理解性和復(fù)雜性)檢測模塊；
5)與可用性子特征檢測模塊相連，分析和融合可用性子特征的可用性檢測模塊。
[0028]本發(fā)明是一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯的優(yōu)勢和有益成果:
I)通過本發(fā)明中檢測系統(tǒng)對人機(jī)界面可用性多個子特征的檢測，大大減少了繁復(fù)計算處理處理帶來的工作量。
[0029]2)在該檢測系統(tǒng)和檢測方法中，根據(jù)用戶的眼動指標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)界面信息采集，獲取更加真實(shí)的測試數(shù)據(jù)，并能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時監(jiān)測，節(jié)約了測試周期。
[0030]3)本發(fā)明檢測系統(tǒng)適用于不同的使用環(huán)境，并結(jié)合不同環(huán)境下的用戶特性進(jìn)行人機(jī)界面的可用性檢測，可靠性高，測試結(jié)果的實(shí)用性強(qiáng)。
[0031]4)本發(fā)明檢測系統(tǒng)及方法可以對人機(jī)界面的多個復(fù)雜顯示界面進(jìn)行局部分離和整體整合的可用性評估，可以更加準(zhǔn)確地反映人機(jī)界面可用性質(zhì)量，靈活應(yīng)用性強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】[0032]圖1是本發(fā)明的一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測系統(tǒng)示意圖。
[0033]圖2是本發(fā)明的一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測方法示意圖。
[0034]圖3是本發(fā)明的實(shí)施例中檢測方法的任務(wù)信息提取示意圖。
[0035]圖4是本發(fā)明的檢測方法中的眼動實(shí)驗(yàn)平臺工作場景圖。
圖5是本發(fā)明的檢測方法中的任務(wù)安排范式圖。
[0036]圖6是本發(fā)明的檢測方法中的人機(jī)界面可用性子特征檢測流程圖。
[0037]圖7是本發(fā)明的檢測方法中的人機(jī)界面可用性檢測流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測系統(tǒng)及方法做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0039]如圖1所示，一種一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測方法，包括以下步驟:
(I)任務(wù)信息提取。將界面信息按照信息操控、信息表現(xiàn)和信息顯示進(jìn)行提取，并進(jìn)行不同任務(wù)特征的信息分類。
[0040](2)眼動信息的信號采集。將提取的任務(wù)信息輸入E-prime中，按照不同分類進(jìn)行記憶任務(wù)和搜索任務(wù)安排范式設(shè)計。通過計算處理處理機(jī)向用戶依次呈現(xiàn)不同任務(wù)的安排，通過眼動追蹤儀獲取用戶的眼動掃描和追蹤數(shù)據(jù)，選取瞳孔直徑、首次注視時間、注視時間、注視次數(shù)、回視時間、眨眼持續(xù)時間、眼跳幅度、眼跳時長。
[0041](3)檢測指標(biāo)計算處理處理。根據(jù)眼動信號采集的眼動指標(biāo)，計算處理處理可用性子特征的檢測指標(biāo)。
[0042](4)可用性子特征的質(zhì)量檢測。根據(jù)(2)中可用性子特征檢測指標(biāo)的檢測值，分析和計算處理處理可識別性、易理解性和復(fù)雜性的質(zhì)量值。
[0043](5)可用性質(zhì)量檢測。通過疊加融合可用性子特征的質(zhì)量值，檢測復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的優(yōu)劣。
[0044]實(shí)施例中對步驟(I)的說明:
如圖2所示，步驟(I)中所述的任務(wù)信息提取是指基于記憶、搜索任務(wù)和界面信息特征進(jìn)行任務(wù)信息提取。首先以復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面為主體，根據(jù)其內(nèi)部信息元素因子層次結(jié)構(gòu)劃分，分為信息操控A、信息表現(xiàn)B、信息顯示C結(jié)構(gòu)層次。其次按照信息操作方式，分為可以進(jìn)行人為操作的各種系統(tǒng)功能按鍵與按鈕信息與不能進(jìn)行人為操作的系統(tǒng)功能信息。按照信息表現(xiàn)方式，分為以圖形化的方式描述系統(tǒng)信息、以文本數(shù)據(jù)的方式描述系統(tǒng)信息、以符號形式描述系統(tǒng)信息及以圖形和文本結(jié)合的形式描述系統(tǒng)信息。按照信息顯示方式，分為采用動態(tài)方式顯示系統(tǒng)信息、采用靜態(tài)方式描述系統(tǒng)信息及動靜混合。根據(jù)記憶和搜索任務(wù)，對以上層次結(jié)構(gòu)的信息進(jìn)行分類并歸入不同的任務(wù)信息。
[0045]實(shí)施例中對步驟(2 )的說明:
步驟(2)中所述的眼動信息的信號采集包括以下步驟:
A、安排:如圖3是本發(fā)明中眼動實(shí)驗(yàn)平臺工作場景圖。在復(fù)雜系統(tǒng)綜合顯示界面前放置H1-Speed型高精度眼動儀測試托架，iView PC測試計算處理處理機(jī)與Stimulus PC圖像顯示計算處理處理機(jī)通過TTL triggers進(jìn)行同步通訊。如圖4是本發(fā)明中檢測方法的任務(wù)安排范式圖，任務(wù)依次完成2種任務(wù)安排范式:記憶任務(wù)和搜索任務(wù)。[0046](a)、記憶任務(wù):首先指示被試在記憶界面時努力記住某一范圍內(nèi)信息，在檢測界面中判斷信息是否與記憶中的相同，然后開始呈現(xiàn)記憶界面20000ms，黑屏IOOOms之后出現(xiàn)檢測界面，被試做出相應(yīng)的判斷之后快速按下反應(yīng)鍵。
[0047](b)、搜索任務(wù):首先指示被試需要在界面中快速搜索某一信息并作出相應(yīng)判斷，然后呈現(xiàn)搜索信息1000ms，黑屏IOOOms之后呈現(xiàn)搜索界面，被試快速并準(zhǔn)確地做出判斷并按下相應(yīng)按鍵。
[0048]B、眼動信號采集:
通過眼動追蹤儀獲取用戶的眼動掃描和追蹤數(shù)據(jù)，選取瞳孔直徑、首次注視時間、注視時間、注視次數(shù)、回視時間、眨眼持續(xù)時間、眼跳幅度、眼跳時長。
[0049]實(shí)施例中對步驟(3 )的說明:
A、可識別性的檢測指標(biāo)計算處理處理:
可識別性的檢測指標(biāo)包括平均瞳孔直徑大小、眼跳平均速度和平均眨眼時長，分別為檢測指標(biāo)a、檢測指標(biāo)b和檢測指標(biāo)Co檢測指標(biāo)大小猶取:
根據(jù)步驟(2)中A的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取平均瞳孔直徑大??；
根據(jù)步驟(2)中A的眼跳明細(xì)數(shù)據(jù)獲取眼跳幅度和眼跳持續(xù)時間，計算處理處理眼跳平均速度:
眼跳平均速度=眼跳幅度/眼跳持續(xù)時間；
根據(jù)步驟(2)中A的眨眼明細(xì)數(shù)據(jù)獲取眨眼持續(xù)時間，計算處理處理平均眨眼時長: 平均眨眼時長=累計眨眼持續(xù)時間/眨眼次數(shù)；
B、易理解性的檢測指標(biāo)計算處理處理:
易理解性的檢測指標(biāo)包括平均注視時長、回視時間比率和注視時間比率，分別為檢測指標(biāo)d、檢測指標(biāo)e和檢測指標(biāo)f ο檢測指標(biāo)大小猶取:
根據(jù)步驟(2)中A的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取注視點(diǎn)呈現(xiàn)的時間和注視次數(shù)，計算處理處理平均注視時長:
平均注視時長=累計注視時長/注視次數(shù)；
根據(jù)步驟(2)中A的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取回視時間，計算處理處理回視時間比率:
回視時間比率=累計回視時長/總注視時長；
根據(jù)步驟(2)中A的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取總的注視時間，計算處理處理注視時間比率:注視時間比率=總注視時長/ (總注視時長+累計眼跳時長)；
C、復(fù)雜性的檢測指標(biāo)計算處理處理:
復(fù)雜性的檢測指標(biāo)包括眼跳時間比率、平均眼跳幅度和首次注視時間，分別為檢測指標(biāo)g、檢測指標(biāo)h和檢測指標(biāo)i。檢測指標(biāo)大小獲取:
根據(jù)步驟(2)中B的眼跳明細(xì)數(shù)據(jù)獲取眼跳時間，計算處理處理眼跳時間比率: 眼跳時間比率=累計眼跳時間/ (總注視時間+累計眼跳時間)。
[0050]根據(jù)步驟(2)中B的眼跳明細(xì)數(shù)據(jù)獲取眼跳幅度、眼跳數(shù)目，計算處理處理平均眼跳幅度:
平均眼跳幅度=累計眼跳幅度/眼跳數(shù)目；
根據(jù)步驟(2)中B的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取首次注視時間；
實(shí)施例中對步驟(4)的說明:如圖5所示，步驟(3)中檢測指標(biāo)進(jìn)入步驟(4)中的可用性子特征的質(zhì)量檢測包括以下步驟:
A、可識別性質(zhì)量檢測:
(a)、提取檢測指標(biāo)值
平均瞳孔直徑大小在2.6-2.8mm范圍內(nèi)，指標(biāo)值為I。
[0051 ] 眼跳平均速度在200~450 deg/s范圍內(nèi)，指標(biāo)值為I。
[0052]平均眨眼時長大于0.35s范圍，指標(biāo)值為2。
[0053](b)、提取可識別性質(zhì)量
可識別性質(zhì)量為4 ;可識別性質(zhì)量在2~3范圍內(nèi)，即可識別性質(zhì)量中等。
[0054]B、易理解性質(zhì)量檢測:
(a)、提取檢測指標(biāo)值
平均注視時長在(T300ms范圍內(nèi)，指標(biāo)值為O。
[0055]回視時間比率在10%~20%范圍內(nèi)，指標(biāo)值為I。
[0056]注視時間比率在90%~100%范圍內(nèi)，指標(biāo)值為2。
[0057](b)、提取易理解性`質(zhì)量
易理解性質(zhì)量為3 ;易理解性質(zhì)量在2~3范圍內(nèi)，即易理解性質(zhì)量中等。
[0058]C、復(fù)雜性質(zhì)量檢測:
(a)、提取檢測指標(biāo)值
眼跳時間比率大于15%，指標(biāo)值為2。
[0059]平均眼跳幅度在6°~11°范圍內(nèi)，指標(biāo)值為I。
[0060]首次注視時間在0-300 ms范圍內(nèi)，指標(biāo)值為2。
[0061](b)、提取復(fù)雜性質(zhì)量
復(fù)雜性質(zhì)量為5 ;復(fù)雜性質(zhì)量在4飛范圍內(nèi)，即復(fù)雜性質(zhì)量差。
[0062]實(shí)施例中對步驟(5)的說明:
如圖6所示，步驟(5)中的可用性質(zhì)量檢測包括以下步驟:
可用性質(zhì)量={可識別性特征質(zhì)量，易理解性特征質(zhì)量，復(fù)雜性特征質(zhì)量};
由于可用性質(zhì)量在7、范圍內(nèi)，因此判斷基于此復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的可用性質(zhì)量較差。
如圖7所示，一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測系統(tǒng)，包括以下模塊:
O復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的任務(wù)信息提取模塊；
2)將提取信息放入心理學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件，采集用戶眼動信息的眼動信號采集模塊；
3)與眼動信號采集模塊相連，從眼動信息中分析和提取檢測指標(biāo)的眼動信號處理模
塊；
4)與眼動信號處理模塊相連，分析融合檢測指標(biāo)的可用性子特征:可識別性、易理解性和復(fù)雜性檢測模塊；
5)與可用性子特征檢測模塊相連，分析和融合可用性子特征的可用性檢測模塊。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)任務(wù)信息提取，將界面信息按照信息操控、信息表現(xiàn)和信息顯示進(jìn)行提取，并進(jìn)行不同任務(wù)特征的信息分類， (2)眼動信息的信號采集，將提取的任務(wù)信息輸入心理學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件中，按照不同分類進(jìn)行記憶任務(wù)和搜索任務(wù)安排范式設(shè)計，通過計算處理處理機(jī)向用戶依次呈現(xiàn)不同任務(wù)的安排，通過眼動追蹤儀獲取用戶的眼動掃描和追蹤數(shù)據(jù)，選取瞳孔直徑、首次注視時間、注視時間、注視次數(shù)、回視時間、眨眼持續(xù)時間、眼跳幅度、眼跳時長， (3)檢測指標(biāo)計算處理處理，根據(jù)眼動信號采集的眼動指標(biāo)，計算處理處理可用性子特征的檢測指標(biāo)， (4)可用性子特征的質(zhì)量檢測，根據(jù)(2)中可用性子特征檢測指標(biāo)的檢測值，分析和計算處理處理可識別性、易理解性和復(fù)雜性的質(zhì)量值， (5)可用性質(zhì)量檢測，通過疊加融合可用性子特征的質(zhì)量值，檢測復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的優(yōu)劣。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的眼動綜合質(zhì)量檢測方法，其特征在于，所述步驟(3)中的檢測指標(biāo)計算處理處理包括以下步驟: A、可識別性的檢測指標(biāo)計算處理處理: 可識別性的檢測指標(biāo)包括平均瞳孔直徑大小、眼跳平均速度和平均眨眼時長，分別為檢測指標(biāo)a、檢測指標(biāo)b和檢測指標(biāo)c,檢測指標(biāo)大小猶取: 根據(jù)步驟(2)中A的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取平均瞳孔直徑大小； 根據(jù)步驟(2)中A的眼跳明細(xì)數(shù)據(jù)獲取眼跳幅度和眼跳持續(xù)時間，計算處理處理眼跳平均速度: 眼跳平均速度=眼跳幅度/眼跳持續(xù)時間； 根據(jù)步驟(2)中A的眨眼明細(xì)數(shù)據(jù)獲取眨眼持續(xù)時間，計算處理處理平均眨眼時長: 平均眨眼時長=累計眨眼持續(xù)時間/眨眼次數(shù)； B、易理解性的檢測指標(biāo)計算處理處理: 易理解性的檢測指標(biāo)包括平均注視時長、回視時間比率和注視時間比率，分別為檢測指標(biāo)d、檢測指標(biāo)e和檢測指標(biāo)f，檢測指標(biāo)大小猶取: 根據(jù)步驟(2)中A的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取注視點(diǎn)呈現(xiàn)的時間和注視次數(shù)，計算處理處理平均注視時長: 平均注視時長=累計注視時長/注視次數(shù)； 根據(jù)步驟(2)中A的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取回視時間，計算處理處理回視時間比率: 回視時間比率=累計回視時長/總注視時長； 根據(jù)步驟(2)中A的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取總的注視時間，計算處理處理注視時間比率:注視時間比率=總注視時長/ (總注視時長+累計眼跳時長)； C、復(fù)雜性的檢測指標(biāo)計算處理處理: 復(fù)雜性的檢測指標(biāo)包括眼跳時間比率、平均眼跳幅度和首次注視時間，分別為檢測指標(biāo)g、檢測指標(biāo)h和檢測指標(biāo)i，檢測指標(biāo)大小獲取: 根據(jù)步驟(2)中B的眼跳明細(xì)數(shù)據(jù)獲取眼跳時間，計算處理處理眼跳時間比率: 眼跳時間比率=累計眼跳時間/ (總注視時間+累計眼跳時間)，根據(jù)步驟(2)中B的眼跳明細(xì)數(shù)據(jù)獲取眼跳幅度、眼跳數(shù)目，計算處理處理平均眼跳幅度: 平均眼跳幅度=累計眼跳幅度/眼跳數(shù)目； 根據(jù)步驟(2)中B的注視點(diǎn)信息數(shù)據(jù)獲取首次注視時間。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的眼動綜合質(zhì)量檢測方法，其特征在于，所述步驟(4)中的可用性子特征的質(zhì)量檢測包括以下步驟: A、可識別性質(zhì)量檢測: (a)、提取 檢測指標(biāo)值 平均瞳孔直徑大小在2.0-2.6mm范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為O ;平均瞳孔直徑大小在2.6-2.8mm范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為I ;平均瞳孔直徑大小在2.8-3.5mm范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為2，眼跳平均速度在0-200 deg/s范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為O ;眼跳平均速度在20(T450 deg/s范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為I ;眼跳平均大于450 deg/s范圍時，指標(biāo)值為2， 平均眨眼時長在(T0.15s范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為O ;平均眨眼時長在0.15^0.35s范圍內(nèi)時，指標(biāo)值為I ;平均眨眼時長大于0.35s范圍時，指標(biāo)值為2， (b)、提取可識別性質(zhì)量 可識別性質(zhì)量={檢測指標(biāo)(a)值，檢測指標(biāo)(b)值，檢測指標(biāo)(c)值}； 可識別性質(zhì)量在(Tl范圍內(nèi)時，可識別性質(zhì)量優(yōu)；可識別性質(zhì)量在2~3范圍內(nèi)時，可識別性質(zhì)量中等；可識別性質(zhì)量在4飛范圍內(nèi)時，可識別性質(zhì)量差， B、易理解性質(zhì)量檢測: (a)、提取檢測指標(biāo)值 平均注視時長在(T300ms范圍內(nèi)時，特征值為O ;平均注視時長在30(T500ms范圍內(nèi)時，特征值為I ;平均注視時長大于500ms時，特征值為2， 回視時間比率在0%~?0%范圍內(nèi)時，特征值為O ;回視時間比率在10%~20%范圍內(nèi)時，特征值為I ;回視時間比率在20%~?00%范圍內(nèi)時，特征值為2， 注視時間比率在0%~80%范圍內(nèi)時，特征值為O ;注視時間比率在80%~90%范圍內(nèi)時，特征值為I ;注視時間比率在90%~?00%范圍內(nèi)時，特征值為2， (b)、提取易理解性質(zhì)量 易理解性質(zhì)量={檢測指標(biāo)(d)值，檢測指標(biāo)(e)值，檢測指標(biāo)(f)值}； 易理解性質(zhì)量在(Tl范圍內(nèi)時,易理解性質(zhì)量優(yōu)；易理解性質(zhì)量在2~3范圍內(nèi)時,易理解性質(zhì)量中等；易理解性質(zhì)量在4飛范圍內(nèi)時，易理解性質(zhì)量差， C、復(fù)雜性質(zhì)量檢測: (a)、提取檢測指標(biāo)值 眼跳時間比率在0%~8%范圍內(nèi)時，特征值為O ;眼跳時間比率在8%~?5%范圍內(nèi)時，特征值為I ;眼跳時間比率大于15%時，特征值為2， 平均眼跳幅度大于11°時，特征值為O;平均眼跳幅度在6° ^ll0范圍內(nèi)時，特征值為I;平均眼跳幅度在0°~6°范圍內(nèi)時，特征值為2; 首次注視時間大于600 ms時，特征值為O ;首次注視時間在30(T600 ms范圍內(nèi)時，特征值為I ;首次注視時間在0-300 ms范圍內(nèi)時，特征值為2， (b)、提取復(fù)雜性質(zhì)量復(fù)雜性質(zhì)量={檢測指標(biāo)(g)值，檢測指標(biāo)(h)值，檢測指標(biāo)(i)值}; 復(fù)雜性質(zhì)量在(Tl范圍內(nèi)時，復(fù)雜性質(zhì)量優(yōu)；復(fù)雜性質(zhì)量在2~3范圍內(nèi)時，復(fù)雜性質(zhì)量中等；復(fù)雜性質(zhì)量在4-6范圍內(nèi)時，復(fù)雜性質(zhì)量差。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的眼動綜合質(zhì)量檢測方法，其特征在于，所述步驟(5)中的可用性質(zhì)量檢測包括以下步驟: 可用性質(zhì)量={可識別性特征質(zhì)量，易理解性特征質(zhì)量，復(fù)雜性特征質(zhì)量}; 可用性質(zhì)量值在1~3范圍內(nèi)時，復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的可用性較優(yōu)；可用性質(zhì)量值在4~6范圍內(nèi)時，復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的可用性適中；可用性質(zhì)量值在7、范圍內(nèi)時，復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的可用性較差。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測方法的一種復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面可用性的檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括以下模塊: O復(fù)雜系統(tǒng)人機(jī)界面的任務(wù)信息提取模塊； 2)將提取信息放入心理學(xué)實(shí)驗(yàn)軟件，采集用戶眼動信息的眼動信號采集模塊； 3)與眼動信號采集模塊相連，從眼動信息中分析和提取檢測指標(biāo)的眼動信號處理模塊； 4)與眼動信號處理模塊相連，分析融合檢測指標(biāo)的可用性子特征:可識別性、易理解性和復(fù)雜性檢測模塊； 5)與可用性子特征檢測模塊相連，分析和融合可用性子特征的可用性檢測模塊。
【文檔編號】G06F9/06GK103713728SQ201410016744
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】薛澄岐, 李晶, 王海燕, 牛亞峰, 邵將 申請人:東南大學(xué)