|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Исследование индивидуальных особенностей восприятия изображений при помощи фрактального анализа траектории движения глазтезисы доклада
- Авторы: Беляев Р.В., Колесов В.В., Попов А.М., Рябенков В.И., Меньшикова Г.Я.
- Сборник: Пятая международная конференция по когнитивной науке: Тезисы докдадов: В 2 т
- Том: 2
- Тезисы
- Год издания: 2012
- Место издания: Межрегиональная ассоциация когнитивных исследований (МАКИ) Калининград
- Первая страница: 242
- Последняя страница: 243
- Аннотация: В настоящее время проблема создания эффективных информационных технологий, учитывающих особенности когнитивных процессов является особенно актуальной. При анализе графической информации с экранов мониторов в сложных технологических системах огромную роль играют процессы зрительного восприятия, распределения внимания, стратегий зрительного поиска, принятия решения оператора. Указанные когнитивные процессы могут проявляться в особенностях движений глаз. В многочисленных исследованиях было показано, что временные и пространственные характеристики движения глаз позволяют оценить сложность познавательного процесса, динамику его развития, его характерные особенности (Ярбус 1967; Величковский 2003; Барабанщиков 1997). В последнее время было предложено несколько моделей, в которых высказываются гипотезы о том, какие факторы являются определяющими для траектории движения глаз. Некоторые модели (Itti and Koch 2000), которые называются моделями восходящих процессов (bottom-up models), предполагают, что движения глаз определяются простыми зрительными признаками изображения – яркостью, цветом, контрастом, движением. Другие модели, называемые моделями нисходящих процессов (top-down models) предполагают, что движения глаз зависят от того, «что» и «где» наблюдатель ожидает увидеть, решая какую-либо когнитивную задачу (Torralba et al. 2006). Традиционными параметрами, при помощи которых производится оценка успешности выполнения когнитивных задач, являются число, продолжительность и локализация фиксаций, скорость и продолжительность саккад, пространственное распределение ориентаций саккадических скачков, пространственно-временная последовательность фиксаций, наличие и число регрессионных движений. Однако, указанные параметры не всегда эффективны для оценки динамики сложных когнитивных процессов, а также в задачах оценки индивидуальных различий восприятия изображений. В связи с этим возникает необходимость поиска новых методов анализа движения глаз, которые были бы более адекватны для исследования сложных когнитивных задач, а также более чувствительны к индивидуальным особенностям зрительного восприятия. Ранее было высказано предположение, что динамические характеристики живых систем можно эффективно описывать в терминах теории нелинейного динамического хаоса (Mandelbrot 1982). К биологическим системам, которые рассматривались как фрактальные объекты, относили биологические ритмы, динамику нейронных популяций, а также траекторию движения глаз. Одним из основных параметров фрактального анализа (ФА) является фрактальная размерность (ФР), которую можно рассматривать как меру упорядочивания динамических процессов по степени хаотичности. В нашем исследовании была предпринята попытка использовать ФА траектории движения глаз для изучения особенностей восприятия различных по сложности изображений. Задачи исследования. Задачей нашего исследования являлась оценка чувствительности ФА траектории движения глаз в задачах: 1) распознавания при различном соотношении сигнал/шум, 2) оценки индивидуального стиля восприятия сложных изображений, а также 3) оценки профессиональной подготовленности наблюдателя. Предполагалось, что ФА позволит выделить количественные характеристики для оценки эффективности процессов зрительного восприятия во всех указанных типах задач. Испытуемые. В эксперименте принимали участие 18 человек (11 девушек 7 юношей) в возрасте от 17 до 25 лет с нормальным или скорректированным зрением. Стимулы. Использовались 12 различных по сложности стимулов – случайно-точечные паттерны, изображение лица человека в обычной и перевернутой ориентации, пейзажи, изображения предметов искусства. Аппаратура. Движения глаз регистрировались при помощи установки iView X (версия 1.3) немецкой фирмы SMI GmbH. План эксперимента. Эксперимент состоял из 3-х серий. В 1-ой серии регистрировались движения глаз в задаче восприятия изображения (цифры, лицо человека), предъявленного на фоне шума с различным отношением сигнал/шум. Во 2-ой серии – в задаче зрительного восприятия различных по сложности изображений - шум, лицо, инвертированное лицо, пейзаж. В 3-ей серии - в задаче восприятия изображений произведений искусства наблюдателями с различной (высокой, средней, низкой) искусствоведческой подготовкой. Результаты. На основе полученных траекторий движений глаз проводился расчет ФР для каждого наблюдателя и каждого изображений. Для этого многократно просматривалась длина траектории движения глаз с использованием измерительного элемента L, размер которого при каждом следующем проходе по длине записи уменьшается с заданным шагом. Для каждого прохода определялось отношение значения вычисленной длины к реальной длине траектории движения глаз. В результате каждая траектория движения глаза (трек) отображалась в виде некоторой сходящейся функциональной зависимости (ФР vs L), хорошо аппроксимируемой наклонной линией. Выводы. Анализ полученных зависимостей показал, что при увеличении отношения сигнал/шум хаотические движения глаз становятся упорядоченными – они либо повторяют простую форму изображения, либо выделяют его наиболее информативные точки. Следует отметить, что именно такой тип поведения характерен для фрактальных объектов. Полученные кривые показали высокую чувствительность метода ФА к индивидуальным особенностям просмотра изображения. Характеристики функциональной зависимости ФР vs L позволили определить, кто смотрит на изображение, на какое изображение он смотрит, а также насколько он профессионально подготовлен для просмотра сложного изображения (на примере восприятия изображений произведений искусства).
- Добавил в систему: Меньшикова Галина Яковлевна