多模块高温气冷堆人机界面分析研究

多模块高温气冷堆核电站的班组模式采用一名操纵员同时监控两个核蒸汽供应系统(NSSS)模块,因此主控室人机界面合理设计对核电站的运行安全至关重要。为了探索操纵员在额定功率运行条件下经常关注的参数以及人机界面中大屏幕设计的合理性,提出了一种基于眼动仪测量的人机交互评价方法。在模拟机试验过程中,使用眼动仪获取操纵员监视两个NSSS模块时的眼动数据,并对该眼动数据进行分析,得到操纵员对人机界面中不同运行系统和参数的关注度。试验结果表明:操纵员对于不同的运行参数关注度并不一样,通过所提方法可以得到额定功率运行条件下操纵员关注度最高的参数。该方法可以用于优化人机界面,同时可以判断大屏幕设计的合理性。     

司钻控制房视觉工效评价研究

针对传统视觉工效评价中人工计算和作图误差的问题,在分析人体视野特性的基础上,引入了汽车视野设计原理中的眼椭圆和H点,结合计算机辅助人机工程设计技术,建立了石油钻机司钻控制房视觉工效评价模型。以CATIA作为二次开发平台,采用VB编制了司钻控制房视觉工效评价系统,实现了准确和快速定位不同百分位数人体模型眼位。最后,通过实例说明了系统的实用性,满足了司钻控制房人机界面布局可视化评估的要求。     

不同光照强度下PPT设计的文字-背景颜色匹配研究

研究假设在不同室内照度条件下PPT课件的前景色(文字颜色)和与背景色间亮度差越大,主观清晰度越高,并以40名大学生为被试,自行设计实验材料132张,通过一项以PPT课件的前景色与背景色间的亮度差以及室内不同照度条件为自变量的3*2被试内实验,探讨室内照度和PPT课件的前景色与背景色间的亮度差对PPT课件的主观清晰度的影响。通过对室内照度等级,亮度差等级方差分析,最终发现亮度差等级与室内照度交互作用不显著,各亮度差等级组主观清晰度差异显著。证明在不同室内照度条件下PPT课件前景色背景色间亮度差越大则主观清晰度越高,且较高的室内照度有助于提高观看PPT的主观清晰度。     

较强光照下肤色结合发色检测人脸的方法研究

研究了基于不同颜色空间的人脸检测算法,并在此基础上针对较强光照条件下或肤色与背景色比较接近时检测算法可能会将人脸检测为背景的情况,提出了一种新的基于肤色和发色的人脸检测自适应算法。实验结果表明,即使在较强光照条件下或肤色与背景比较接近时,该算法一样能准确地检测到正面或略有倾斜的人脸。     

适合特殊用户的人机交互系统及其交互工效评价

针对认知能力有一定下降的老年人以及行动障碍的残疾人等特殊用户群体,设计了一种以视觉通道为主、语音和按钮通道为辅的多通道人机交互系统,此系统操作方式自然和谐、交互界面友好易操作.同时,为研究所设计的人机交互通道和交互界面在不同情形下,不同用户使用时的工效,运用模糊评价法对人机界面和人机交互效应通道进行综合评价,结果呈现良好的工效性,验证了本系统多通道协同作业的有效性.     

视线跟踪技术的图像质量主观数据库构建及其可视化

目的 视线跟踪技术是当前最新的无干扰地获得人类视觉注意力的生物测量方法。将视线跟踪方法的原理其应用于图像质量感知研究,建立了首个基于眼动的图像质量感知数据库XJTU_ETSS。方法 应用单刺激图像质量评价法,在Tobii TX300的眼动平台上对900幅原始和失真图像进行了49人的60 Hz眼动主观测试。对含眼动的失真图像进行了可视化分析,即利用注视图、热图和自动聚类感兴趣区域图分析注意力在失真图像上的分布特点。结果 针对XJTU_ETSS眼动数据特点,利用反映群体视觉注意力共性的热图可视化方法具体对数据库中一组原始图像和其对应的6种失真图像上的热图进行了比较和定性分析,直观地显了原始图像和不同种类失真图像上视觉注意力的分布特征。结论 通过实验结果可知,视线跟踪方法能十分直观地揭示人在主观图像感知过程中的特性,这对于今后建立基于人眼注意力模型的图像客观评价算法,以及更加深入地揭示人类视觉系统的感知机制都有着现实而重要的意义。     

图像增强对低光照场景语义分割影响研究

在低光照环境下获取的图像通常会出现图像亮度低、颜色失真、细节信息丢失以及对比度低等问题。为了满足主观视觉体验的需求,往往会对图像进行增强处理。然而,图像增强对机器视觉应用性能的影响缺乏系统研究。本文以语义分割这一机器视觉应用为例,首先对主流的语义分割方法和低光照图像增强方法进行归纳总结,然后对经图像增强方法处理的低光照图像进行语义分割,从而探究图像增强方法对低光照场景语义分割性能的影响。实验结果表明,增强处理可以改善图像的人眼视觉效果,但是可能会引入噪声等影响,并且图像增强方法和语义分割方法关注的重点和特征不完全一致。图像增强对于低光照场景语义分割性能的促进作用并不明显,甚至会带来负面影响。     

低光照车牌识别综述

车牌识别是计算机视觉中一个重要的任务，随着深度学习的发展，车牌识别已取得显著的成效。然而由于光照以及自然条件的限制，低光照下的车牌识别一直是对车牌识别的挑战。为总结目前低光照车牌识别的研究现状，为研究者提供一个研究参考，本文调研一些低光照下车牌识别文献。首先对车牌检测与识别工作进行回顾，重点讨论近三年来代表性的检测与识别方法。然后对低光照下其它领域的检测及识别工作做了探讨，最后对未来低光照下车牌检测识别开放性挑战和新趋势进行探讨。得出最终结论，即低光照下车牌识别是一个重要的视觉任务。     

基于光线追踪的可视性分析研究与模块开发

人眼是人类获取信息最主要的器官,进行人眼的可视性分析是人机工效分析的重要工作内容。当前主流的可视性分析工具主要集中在可视范围的定性标识,缺少高级的光学特性建模过程,不能逼真反映人眼在不同工况下的视觉情况。提出一种基于光线追踪的可视性分析方法,建立了一种全局光照模型,在此基础上设计并开发了一套渲染引擎,能逐像素地进行可视对象渲染;针对CATIA平台,开发了一个带有反射与阴影特性的可视性分析组件。该工作扩展了CATIA可视性分析的维度和深度,为其人机工程组件新增了一个功能强大的模块。     

基于人类视觉皮层双通道模型的驾驶员眼动行为识别

驾驶员的危险行为会增加交通事故的发生率,目前对驾驶员行为的研究中大多通过面部识别等方法对异常行为如疲劳驾驶、接电话等进行识别.这种方法仅客观地对驾驶员行为进行分类,而忽略了他们在驾驶过程中的主观心理.眼动仪是记录和分析驾驶员眼动数据的有效工具,可以清晰地了解驾驶员的想法并总结其视觉认知模式.因为目前还没有针对驾驶员眼动...     

Effects of ambient illumination conditions and background color on visual performance with TFT-LCD screens

This study investigated the effects of ambient illumination conditions (illumination color and illumination intensity) and background color on visual performance (character identification and reading comprehension) with TFT-LCD screens.Results of Experiment 1 indicated that all the three independent variables had significant effects on mean percentage of character identification. Mean character identification performance was best under white light, 500 lux, and blue background. In general, the backgrounds with primary colors had better mean character identification performance than the middle-point colors and gray. Results of Experiment 2 indicated that the illumination intensity and background color had significant effects on mean text comprehension performance for reading comprehension. Mean text comprehension performance were higher under 500 lux and blue background. The backgrounds with primary colors had better mean correct answers than the gray background. According to the results, white light, normal ambient illumination and a background with primal colors seemed to be the optimal conditions. If the yellow ambient light is necessary, using blue as the TFT-LCD background color of will provide better performance.The Pearson product-moment correlation coefficient indicated that short-term visual task measurement might be suitable to evaluate the visual performance.     

Research on the effect of contrast enhancement and illumination condition on 3D visual fatigue

3D visual comfort can be influenced by such common factors as binocular parallax, 3D image contrast, viewing distance, and illumination condition. This paper investigates the effect of contrast enhancement and illumination condition on 3D visual fatigue by performing a visual fatigue measurement experiment, of which subjects need to watch 3D images under two illumination conditions and finish a comfort judgment task. The proportion of discomfort images, the subjective evaluation of visual fatigue under 100 lux and 500 lux illumination conditions, the effect of image contrast enhancement on 3D visual fatigue, and the relationship between visual fatigue and proportion of discomfort images were analyzed, respectively. The experimental results showed that both the contrast enhanced by Laplacian algorithm and low illumination condition have positive influence on 3D visual perception of eyes; the 3D visual fatigue of contrast enhanced by Laplacian algorithm under low illumination condition was less than other situations in the experiment. Moreover, it was examined that the proportion of discomfort images can be potential prediction indicator of the 3D visual fatigue.     

基于顶帽底帽变换的仿生图像增强算法

针对低照度图像对比度低、细节模糊、色彩饱和度低的问题,通过分析人眼的主观亮度感受和光照强度的非线性关系以及人眼的视网膜神经节细胞中感受野的传输特性,提出一种顶帽变换和底帽变换相结合的仿生图像增强算法。首先,将低照度图像的RGB色彩空间转换为HSV空间,对亮度分量进行全局亮度对数变换;其次,采用视网膜神经元感受野三高斯模型对图像局部边缘的对比度进行调整;最后,用顶帽变换和底帽变换辅助对较亮背景的提取。实验结果表明,所提算法增强的低照度图像不仅细节清楚、对比度高,同时还没有设备采集图像存在的光照不均匀和图像景深的问题,而且增强后的图像色彩饱和度高,具有很强的视觉感受效果。     

眼动跟踪研究进展与展望

眼动跟踪是指自动检测瞳孔中心位置或者识别三维视线方向及注视点的过程, 被广泛应用于人机交互、智能驾驶、人因工程等. 由于不同场景下的光照变化、个体眼球生理构造差异、遮挡、头部姿态多样等原因, 眼动跟踪的研究目前仍然是一个具有挑战性的热点问题. 针对眼动跟踪领域,首先概述眼动跟踪研究内容, 然后分别论述近年来瞳孔中心检测及视线估计领域的国内外研究进展, 综述目前眼动跟踪主要数据集、评价指标及研究成果, 接着介绍眼动跟踪在人机交互、智能驾驶等领域的应用, 最后对眼动跟踪领域的未来发展趋势进行展望.     

多约束下的载人潜器舱内计算机辅助工效设计系统研究

为了能使载人潜器舱内工效设计人员加深对多约束条件下舱内人员的生理、心理 和环境约束条件的理解,有效地辅助设计方案的智能生成与优化。提出了基于虚拟人体模型参 数作为布局设计解空间的参数获取方法、基于遗传算法的舱内人-机界面布局设计方案计算智能 求解方法、基于知识推理的舱内色彩工效设计方案获取方法和基于粒子群算法的载人舱工效设 计方案智能优化方法,以此为基础,应用UG 二次开发和数据库技术,开发了载人潜器舱内人 机工效设计计算机辅助系统。通过设计实例的人机工效布局和色彩设计与方案优化验证了该系 统的可行性。     

基于眼动技术的 TMA 界面评估及优化

利用眼动追踪技术对胶原纤维热形变分析仪 TMA 用户界面进行可用性评估,提出一种优化设计方案。以现有的胶原纤维热形变分析仪 TMA 界面为原型,通过专家指导,选定 4 个设计要素,重新设计了 2 款风格不同的用户界面,进行眼动实验,采集眼动数据,利用 SPSS 进行数据分析,结合问卷调查,对用户界面的背景颜色和布局类型进行可用性评估。胶原纤维热形变分析仪的用户界面背景颜色和布局类型均会影响受试的用户体验,T 型布局在各方面均优于上下框架型布局。该方案提出了实验仪器用户界面的设计原则,优化了设计师依靠经验主观设计原版界面的不足,可为实验类仪器界面设计提供参考思路,进一步提升设计方案的科学性、合理性。     

基于 PCCS 色彩体系的 ASD 儿童干预 APP 配色研究

为提升自闭症谱系障碍(ASD)儿童干预 APP 的康复效果,为设计师提供合理有效的参考,提出 一种基于 PCCS 色彩体系的 ASD 儿童干预 APP 界面配色评价方法。首先通过文献分析和焦点小组法,构建基 于 PCCS 色彩体系的 ASD 儿童干预 APP 界面配色评价体系;其次运用 AHP 法获取各项评价指标的权重;再 次筛选得到 8 个基于 PCCS 色彩体系的界面配色设计方案,邀请专家对其打分,得到初始评判矩阵;然后通过 TOPSIS 法获得各方案的排序结果;最后对结果进行解析。研究表明,ASD 儿童对绿色、蓝色等冷色调及明度、 纯度较高的色彩具有较高的认可度;在 PCCS 色调图中,ASD 儿童更喜爱轻柔色调、浅色调、邻近色与互补色 的搭配;在界面配色设计中应更趋于明快、清晰、和谐、稳重的色彩搭配。将该评价方法应用于干预 APP 界 面配色实验方案评价中,可以提高设计评价过程中的客观性、科学性,为设计师进行决策提供参考,更好地促 进 ASD 儿童干预 APP 的发展。     

基于眼动分析的触屏手机界面设计研究

触屏手机最主要的操作平台是用户界面。文蠢通过眼动实验,对视线跟踪技术参数进行分析,测试用户对于手机界面主题元素、图标、文本、导航工具的使用习惯和喜好。使触屏手机界面操作更便捷、更人性化。观察用户感兴趣的界面所具备的特征,结果表明,主题明确的界面、个性化的图标设计以及符合人机工学和满足人机交互功能的界面更受到用户的青睐。     

Effects of smartphone icon background shapes and figure/background area ratios on visual search performance and user preferences

Smartphones are becoming increasingly popular, users are provided with various interface styles with different designed icons. Icon, as an important competent of user interface, is regarded to be more efficient and pleasurable. However, compared with desktop computers, fewer design principles on smartphone icon were proposed. This paper investigated the effects of icon background shape and the figure/background area ratio on visual search performance and user preference. Icon figures combined with six different geometric background shapes and five different figure/background area ratios were studied on three different screens in experiments with 40 subjects. The results of an analysis of variance (ANOVA) showed that these two independent variables (background shape and figure/background area ratio) significantly affected the visual search performance and user preference. On 3.5-in (1 in=0.025 4 m) and 4.0-in displays, unified backgroundwould be optimal, shapes such as square, circle and transitions between them (e.g., rounded square, squircle, etc.) are recommended because backgrounds in these shapes yield a better search time performance and subjective satisfaction for ease of use, search and visual preference. A 60% figure/background area ratio is the most appropriate for smartphone icon design on the 3.5-in screen, while a 50% area ratio could be a suggestion for both relatively optimized search performance and user preference on 4.0-in. In terms of the 4.7-in, icon figure is used directly for its better performance and preference compared with icons with background.