基于SVM的眼動(dòng)軌跡解讀思維狀態(tài)的研究.pdf

1、眼動(dòng)軌跡是眼睛注視事物過程中注視點(diǎn)隨時(shí)間變化的序列，它動(dòng)態(tài)反映人在閱讀、駕駛、運(yùn)動(dòng)等過程中的眼部活動(dòng)情況，眼動(dòng)軌跡含有非常豐富的信息。
　　 目前，從人們的眼動(dòng)軌跡來解讀人的思維狀態(tài)已成為應(yīng)用心理學(xué)的研究熱點(diǎn)。然而，在眼動(dòng)研究的眾多領(lǐng)域中，如：閱讀的眼動(dòng)研究；圖畫觀看、視覺搜索和模式識(shí)別的眼動(dòng)研究；眼動(dòng)的交通心理學(xué)研究；眼動(dòng)在航空心理學(xué)研究中的應(yīng)用、眼動(dòng)在體育心理學(xué)研究中的應(yīng)用等。眼動(dòng)研究所采用的實(shí)驗(yàn)方法是：首先對(duì)被試的眼動(dòng)參數(shù)

2、(如注視時(shí)間、眼跳時(shí)間、回視時(shí)間、眼跳潛伏期、追隨運(yùn)動(dòng)時(shí)間等)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，再對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析(如多因素方差分析)，最后對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的結(jié)果進(jìn)行分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這樣的研究方法都是對(duì)眼動(dòng)軌跡的靜態(tài)指標(biāo)的分析，缺少對(duì)眼動(dòng)軌跡整個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo)的分析。
　　 為此，本研究以眼動(dòng)軌跡動(dòng)態(tài)指標(biāo)分析方法為研究重點(diǎn)，結(jié)合先進(jìn)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)眼動(dòng)軌跡進(jìn)行分析。本文以四方趣題為研究材料，通過Tobii眼動(dòng)儀記錄被試解題時(shí)的眼動(dòng)軌跡，然后對(duì)記錄的眼動(dòng)軌跡

3、數(shù)據(jù)采用綜合眼動(dòng)指標(biāo)加權(quán)的方法進(jìn)行預(yù)處理，并采用機(jī)器學(xué)習(xí)中的SVM方法對(duì)預(yù)處理后的眼動(dòng)軌跡進(jìn)行分析，從而通過眼動(dòng)軌跡來解讀人的思維狀態(tài)。
　　 本文的研究方法可被推廣到其他領(lǐng)域，如，分析駕駛員的眼動(dòng)軌跡，合理設(shè)計(jì)交通管理辦法，避免交通事故；分析閱讀時(shí)眼動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)合理人機(jī)界面等。
　　 本文主要做了以下幾方面的工作：
　　 1、為了實(shí)現(xiàn)眼動(dòng)軌跡解讀人的思維狀態(tài)，本文采用了四方趣題做為研究材料，通過Tobii眼動(dòng)儀來

4、記錄被試解答四方趣題過程中的眼動(dòng)軌跡，從而從記錄的眼動(dòng)軌跡中來解讀人們解答四方趣題時(shí)的思維狀態(tài)。
　　 2、數(shù)據(jù)預(yù)處理是數(shù)據(jù)挖掘中最關(guān)鍵的一步，它關(guān)系到挖掘的質(zhì)量。傳統(tǒng)的眼動(dòng)研究對(duì)數(shù)據(jù)按照注視時(shí)間、回視時(shí)間等單個(gè)眼動(dòng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，不能完整反映眼動(dòng)信息。本文采用的預(yù)處理方法是：對(duì)四方趣題中的各個(gè)興趣區(qū)的注視持續(xù)時(shí)間和回視等眼動(dòng)綜合指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求值，從而全面地反映眼動(dòng)軌跡所包含的信息。
　　 3、支持向量機(jī)(Suppor