基于腦電技術的數(shù)字界面可用性評價方法研究.pdf

1、隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，作為信息化裝備等復雜信息系統(tǒng)的重要組成部分，數(shù)字界面早已取代傳統(tǒng)硬件界面，成為現(xiàn)代技術的重要特征之一。數(shù)字界面在軍事、信息安全、地理交通等諸多重要領域發(fā)揮著不可替代和非常重要的作用，同時是操作人員進行信息分析和處理的載體，是系統(tǒng)功能實現(xiàn)的重要組成部分。在相同的硬件水平下，數(shù)字界面的可用性直接影響著人的工作績效、正確率以及快速反應，在很大程度上影響系統(tǒng)性能水平。為了更好地掌握整個系統(tǒng)，并使得系統(tǒng)性能能夠高效可靠地發(fā)揮

2、，研究數(shù)字界面可用性評估方法和用戶對數(shù)字界面信息認知的規(guī)律，對數(shù)字界面評估和優(yōu)化顯得尤為重要。
　　本文分析了國內(nèi)外數(shù)字界面可用性評估理論及研究現(xiàn)狀，在總結了最新的設計科學、神經(jīng)科學、認知心理學、認知神經(jīng)科學的研究成果的基礎上，運用界面認知理論分析、界面腦電實驗研究和實例驗證的方法，圍繞數(shù)字界面信息的用戶認知機制，對數(shù)字界面可用性的腦電生理定量評價方法展開研究，主要研究工作有:
　　(1)從事件相關電位的技術基礎、特點和離線

3、分析角度出發(fā)，提出了事件相關電位技術在數(shù)字界面設計及評價中的應用，總結了與數(shù)字界面評估相關的ERP腦電成分和實驗范式。
　　(2)針對數(shù)字界面視覺元素，分析了數(shù)字界面元素的可用性與用戶認知，研究了數(shù)字界面視覺元素用戶認知與腦電成分的關系，并對圖標、控件、色彩、布局和方式等界面元素進行了用戶認知分析。
　　(3)針對數(shù)字界面元素認知的ERP腦電實驗，提出了數(shù)字界面可用性評估的ERP實驗研究過程，分析了數(shù)字界面元素的解構、處理和

4、搜集過程，在界面元素認知理論基礎上，分別運用工作記憶實驗范式、串行失匹配實驗范式和Go-Nogo實驗范式，對圖標、導航欄和界面配色開展ERP實驗研究，并歸納了實驗結論對界面設計的指導意義。
　　(4)在腦電實驗基礎上，提出了數(shù)字界面元素的腦電評價指標，并分別對數(shù)字界面元素及腦電信號進行了閾值分析，基于腦電閾值分析了界面設計推薦形式，首次提出了數(shù)字界面整體和局部的ERP腦電評估方法。
　　(5)為證實腦電評估方法的有效性和可靠

5、性，分別運用專家主觀知識評價法、層次-灰度-集對分析數(shù)學方法和眼動追蹤方法等數(shù)字界面可用性傳統(tǒng)評價方法，對腦電評估方法進行了實例對比分析。
　　(6)分析了事件相關電位在腦機交互中的作用，以及數(shù)字界面可用性腦電評估方法對腦機交互的參考作用和意義，在融入信號特征提取和分類技術后，開發(fā)了基于圖標控制的數(shù)字界面腦機交互方法，最后討論了界面其他元素腦機交互方法的實現(xiàn)。
　　論文提出的腦電實驗評價方法為數(shù)字界面可用性評估提供了新思路和