基于情绪脑电的交互原型方案评价研究

目的通过脑电EEG测试找出操作事件中影响情绪的界面及产生的原因,为交互原型设计提供科学依据。方法依据Lange二维情绪分类模型,测试被试操作交互原型时情绪的脑电EEG信号,提取前额区α波的脑电功率,经过消除脑电伪迹和快速傅里叶变换处理后得到脑电功率谱和不同频率的脑电功率值作为愉悦度的指标。结论发现激发情绪的原因是任务的可理解性、吸引性以及操作步骤。     

N-back任务诱导梯度脑力负荷状态对失匹配负波振幅的影响

目的观察不同脑力负荷状态下失匹配负波振幅变化情况。方法对28名被试采用5个难度等级的数字N-back任务建立梯度脑力负荷状态模型,并同步采集脑电信号,采用非任务相关听觉刺激oddball范式引出失匹配负波并测量平均振幅。任务结束后使用任务负荷量表NASA-TLX评价被试主观脑力负荷状态,并分析Fz电极处MMN振幅随脑力负荷状态变化情况。结果因采集脑电信号质量不佳剔除4名被试数据,分析24名被试数据,结果显示随着N-back任务难度增加,被试完成任务的正确率逐渐下降、反应时逐渐升高(P0.05),NASA-TLX得分逐渐升高(P0.05)。成功提取各任务中被试MMN波形,测量其振幅随任务难度等级增加而降低(P0.05)。结论使用数字N-back任务成功建立梯度脑力负荷状态模型,在此模型中,脑力负荷水平越高,测得MMN振幅越低。     

基于事件相关电位的手机新闻APP用户情感体验研究

目的 从用户认知角度,研究手机新闻APP的用户情感认知机制。方法 采用事件相关电位(ERPs)技术探索用户对手机新闻APP首页界面的情感加工过程,实验中要求被试者对刺激材料进行效价和唤醒度(情感体验的两个维度)评价,同时记录被试者的点击行为数据和脑电数据。结果 被试者对唤醒度进行评价所需的反应时更短,且对低效价做出评价的反应时比高效价更短;高唤醒度界面和高效价界面诱发了更大的P2波;低效价界面比高效价界面诱发了更大的N2波;在中央区右半球,低唤醒度界面诱发了更大的LPP波,在中央区左半球,高效价界面诱发的LPP波更大。结论 在情感刺激加工的早期阶段,P2波和N2波可以作为衡量用户情感体验差异的显著指标;在情感刺激的持续加工和编码的晚期阶段,LPP波可以衡量用户情感体验的差异。     

基于迁移学习的运动想象脑电信号分类研究

由于单个被试的运动想象脑电训练样本较少,且不同被试的脑电个体差异较大,导致大脑运动想象任务分类正确率不高、训练校准时间过长.本文提出一种欧几里得对齐-正则共空间模式的迁移学习方法,实现在样本和特征上同时进行迁移.通过数据对齐的迁移方法使不同被试间样本分布更相似,采用正则化迁移方法改进共空间模式,提取出更鲁棒的空间特征信息.对BCI competition运动想象脑电数据集进行仿真测试,右手和右脚运动想象任务的平均分类正确率可以达到87.10%;在小训练样本集上,本文的迁移学习方法相比共空间模式方法,其平均分类正确率提高了14.43%;对于跨被试的运动想象脑电,平均分类正确率提高了23.5%.实验结果表明,该方法可以有效提高小样本、跨被试运动想象脑电的分类正确率,减少模型校准训练时间,提高泛化能力.     

老年人购物网站首页界面感知可用性评价及预测北大核心CSSCI

基于主观评价量表和客观眼动测量相结合的方法对老年用户购物网站首页界面感知可用性进行评价和预测。首先,选取初始网站样本,采用聚类分析方法获取在设计要素上有很大不同的六个代表性首页界面,利用访谈和问卷调查法构建老年用户购物网站首页界面主观感知可用性评价量表;然后,进行购物网站首页界面可用性评价眼动实验,对主观感知可用性和眼动指标进行测量及结果的比较和分析;最后,利用偏最小二乘方法建立主观感知可用性与眼动指标的关系模型,并对模型进行检验。结果表明:不同购物网站首页界面的主观感知可用性具有显著差异;不同感知可用性水平首页界面对老年用户眼动指标具有显著影响;所构建的关系模型可以准确和有效地预测老年用户购物网站首页界面感知可用性。     

老年人购物网站首页界面感知可用性评价及预测

基于主观评价量表和客观眼动测量相结合的方法对老年用户购物网站首页界面感知可用性进行评价和预测。首先,选取初始网站样本,采用聚类分析方法获取在设计要素上有很大不同的六个代表性首页界面,利用访谈和问卷调查法构建老年用户购物网站首页界面主观感知可用性评价量表;然后,进行购物网站首页界面可用性评价眼动实验,对主观感知可用性和眼动指标进行测量及结果的比较和分析;最后,利用偏最小二乘方法建立主观感知可用性与眼动指标的关系模型,并对模型进行检验。结果表明:不同购物网站首页界面的主观感知可用性具有显著差异;不同感知可用性水平首页界面对老年用户眼动指标具有显著影响;所构建的关系模型可以准确和有效地预测老年用户购物网站首页界面感知可用性。     

复杂系统数字界面中认知负荷的脑机制研究

人机交互数字界面是复杂系统人机交互的主要载体,界面信息认知产生的认知负荷在任务执行中显得十分重要,该过程中脑机制研究成为揭秘人类内源性认知的重要途径.首先回顾了复杂系统人机交互数字界面中认知负荷和相关脑机制研究国内外进展,随后分析对比了认知负荷的各种测量方法及其优劣,对运用脑电技术开展认知负荷研究,以及对人机交互数字界面认知负荷脑机制过程作了介绍,最后对人机交互数字界面认知负荷ERP实验范式进行了探讨,指出开展脑机制研究对数字界面交互设计可取得的预期成果,可为该领域带来的新突破和进展.     

数字印刷品非均匀性的综合评价

目的对数字印刷品大面积填充区域非均匀性感知质量的综合评价方法及其评价模型进行了研究。方法结合噪声功率谱和人眼视觉传递函数计算数字印刷品非均匀性质量指标,利用心理物理学实验获得人眼视觉对数字印刷品大面积填充区域非均匀性的主观感知评价得分,通过对200个印刷色块的主客观质量评价实验创建了非均匀性感知质量评价模型。结果非均匀性质量指标能较好地反映大面积填充区域在人眼视觉中的感知质量,非均匀性质量评价模型可有效提供定量的非均匀性感知质量综合评价。结论采用定量方式描述数字印刷品非均匀性的综合评价是完全可行的,具有很好的实用性和现实意义。     

性格特性对复杂图形界面认知能力的影响

为了阐明不同性格特性对不同复杂程度图形界面的认知行为能力,本文通过"A型行为模式"测试把受试者分为Type A型被试群体和Type B型被试群体两组,同时通过(STAI,State Trait Anxiety Inventory)特质焦虑测试把受试者分为STAI普通群、STAI高群和STAI非常高的三个群体。对两组"A型行为模式"群和三组STAI人群给予简单、中度、难三种复杂程度的界面操作任务,对任务完成准确率、反应时间、脑波和主观评价进行了测试。结果为在复杂程度简单和中度的图形界面任务操作中,"A型行为模式"的Type A受试者的任务完成程度明显增高、反应时间减少、脑波的β波明显增高。在复杂程度难的界面任务操作中,STAI三种人群中的STAI非常高人群的准确率比STAI普通群和STAI高群明显下降。结论为图形界面的认知能力受"A型行为模式"的影响,STAI状态不安特性对复杂难易不同的图形界面的认知能力具有显著的影响。     

自动化影响下的复杂系统数字界面设计研究

目的通过探讨数字界面信息设计解决自动化对人-复杂系统交互带来的认知问题。方法以自动化、认知负荷和态势感知的关联性为基础,通过对人-复杂系统数字界面交互任务属性的分析,总结出它的态势感知信息处理链模型。结论一是复杂系统数字界面视觉信息结构化设计,有利于信息层次、信息关系的整合和展现,实现意义构建和信息传达的清晰化、快捷化、高效化;二是视觉信息知识化设计,源于人-复杂系统数字界面交互的脑力活动任务属性,能为交互活动提供一个包括人、设备和环境的认知知识系统;三是视觉信息符号化设计是信息编码的需要,具象图形符号和抽象图形符号在不同信息属性编码上各具特色和优势。     

基于EFA–熵权法的虚拟现实运动设计机制的眼动模型研究

目的 针对虚拟运动机制所带来的晕动症状,提出基于眼动的评估方法。方法 选用视线追踪回溯式有声思维的方式,在受试者体验常见虚拟运动时,实时采集眼动数据并在实验前、后完成两次量表评价,采集的11项参数指标用于数据分析。采用熵权法改进EFA进行综合评价,首先提取因子以简化变量数目,再在熵值赋权法下校正成分因子权重。结果 提取后再赋权的成分变量具有现实意义,得到的虚拟现实晕动症因子评估模型,其预测值与实际值配对t检验结果大于0.05,具有有效性。结论 模型优势在于基于眼动追踪技术,以客观可采集的眼动数据描述主观晕动,提出眼动技术结合VR,采集数据作为反馈信息,实时改进虚拟现实运动机制的思路,以缓解受试者的晕动症状。     

Speech Quality Evaluation: A New Application of Digital Watermarking

Speech quality evaluation is an important research topic. The traditional way for speech quality evaluation is using subjective tests. They are reliable, but very expensive, time consuming, and cannot be used in certain applications such as online monitoring. Objective models, based on human perception, were developed to predict the results of subjective tests. The existing objective methods require either the original speech or complicated computation model, which makes some applications of quality evaluation impossible. In this paper, we propose a novel speech quality evaluation method using digital watermarking. Our algorithm evaluates the speech quality without the need of reference speech or any computational model. The watermark is embedded in the discrete wavelet domain or temporal domain of a speech signal by using quantization technique. This algorithm can evaluate perceptual quality of speech that is distorted by Gaussian noise, MP3 compression, low-pass filtering, and packet loss. The experimental results show that the method yields accurate quality scores which are very close to the results of the perceptual evaluation of speech quality     

基于BP神经网络的个性化多功能茶几设计研究

目的 通过分析消费者感性需求和多功能茶几产品形态设计要素,建立二者之间回归的联系模型,完成多功能茶几产品的个性化设计,解决茶几产品无法按照用户消费需求设计制造的难题。方法 首先运用语义差异法获取消费者对茶几产品的感性意象评价值,并利用因子分析法对评价值进行归纳整理,其次按照茶几产品设计要素对其进行模块解构,并对各部分模块进行数值化编码,再次根据整理的感性意象评价值和模块数值训练茶几产品BP神经网络,建立二者间映射关系,最后实施二次语义差异法问卷实验,验证BP神经网络的准确性。结果 根据训练的茶几产品BP神经网络可预测出感性评价值最大的茶几产品造型,实验结果验证了茶几产品BP神经网络模型的准确性,为茶几产品的个性化设计提供了有利的支撑。结论 此方法提高了茶几产品的设计效率,提升了茶几产品设计的合理性,解决了家具设计者无法精准按照用户主观需求完成客观产品设计的难题,为以消费者需求市场为导向的产品设计制造提供了有益的参考和指导。     

飞机座舱低光照度对飞行员视觉工效的影响

目的研究飞机座舱低光照度对飞行员视觉工效的影响,确定飞行员视觉工效最佳的低光照环境。方法采用客观实验与主观量表相结合的方法对12名被试进行试验。结果被试在视觉实验过程中,实验结果受光照环境的影响。反应准确率最高、平均注视时间最短、主观评价得分最高的均为50Lux的光照环境,反应时间最短的是10Lux的光照环境,眼跳速度最快的是30Lux的光照环境。视觉工效综合评价的结果表明50Lux时视觉工效最佳。结论飞机座舱不同的光照度对飞行员视觉作业的结果存在一定的差异性,相对而言,50Lux的光照环境对飞行员的视觉工效最佳。     

一种新的非线性失真评价方法

提出了一种新的非线性失真客观评价方法。评价信号选用多频声,原始信号和失真后的信号通过听觉模型处理,得到感知倒谱距离,在此基础上将感知倒谱距离计权后得到所需要的客观评价参量。主观验证实验表明,当选取合适的评价节目源时,主客观评价结果的相关度均可达到0.84以上。     

基于感性意象的概念汽车车身造型评价研究

目的 为了减小汽车造型设计过程中对抽象感性意象的主观描述误差,提出一种主客观相结合的科学造型评价方法。方法 以层次分析法(Analytic Hierarchy Process)和熵权法(Entropy Weight Method)相结合的汽车造型评价方法,通过感性语义空间的建立,将抽象的语义描述定量化,建立汽车造型意象评价体系,对所建立的判断矩阵进行一致性检验,获得各层次评价指标的主观权重,利用熵权法计算各评价指标的信息熵,进而求得各评价指标的客观权重,通过拉格朗日乘子法优化得到组合权重,将其运用到车身造型设计评价中以确定最终设计方案。结论 该方法以4种概念轿车车身初步造型方案为评价对象,筛选出最优设计方案,评价结果同时反映汽车造型主观评价与客观评价,提升了权重的准确性与科学性,为后续汽车造型设计方向提供可靠参考。     

基于结构相似性的图像质量评价方法

分析现有图像质量评价方法特点,针对基于失真敏感度的质量评价方法的局限性,提出了一种新的基于结构相似度的图像质量评价方法,从亮度、对比度、结构三个子方面得到一个总的相似性度量作为质量客观评价标准.该方法充分考虑了图像的结构信息和人类视觉的特性,从图像内容的理解功能出发,通过数学建模估算出人眼对图像质量的主观视觉感受,使结构相似性计算模型符合图像处理应用的本质.通过理论推导和算法验证,该方法可以为选择图像压缩算法和评价图像质量提供依据.将采用压缩算法SPIHT编解码后的图像与传统的峰值信噪比方法评价图像相比,实验表明,本文提出的算法是一种更为有效的图像质量评价方法.     

多频声感知倒谱距离与音质评价的研究

文中以多频声作为测试信号,研究电声系统中感知倒谱距离与音质评价的关系。主观评价实验表明,采用多频声信号和听觉感知模型得出的感知倒谱距离能很好地反映频响曲线对音质的影响。当选取合适的评价节目源时,主客观评价结果的相关度均可达到0.84以上,最高可达到0.96。     

基于眼动追踪的智能电视界面可用性评估研究

目的 分析智能电视界面交互设计的合理性,以及眼动追踪在电视界面可用性评估中的可行性。方法 采用主客观结合的可用性评估研究方法,对智能电视界面设计进行评估与优化。以TCL-V7300智能电视为实验对象,使用Tobii X120眼动仪对45名被试进行眼动测试,分为自由浏览界面和用户任务测试两个测试阶段。客观可用性评估采用基于眼动追踪得到的眼动指标(热点图、AOI首次注视时间、AOI注视率、注视轨迹)和行为指标(任务完成时间、任务成功率)进行客观结果分析;主观可用性评估通过用户访谈,获取被试对测试点的理解和使用感受。最终针对智能电视界面的可用性问题,进行了界面优化设计及效果评估。结论 主客观可用性评估测试符合眼动追踪实验设计原理,是具有普适性的智能电视界面可用性评估方法。     

基于色彩聚类的老年病房色彩设计研究

目的 基于感性工学理论,以K-Means色彩聚类为基础获取老年病房患者的色彩感性意象评价。方法 首先搜集并筛选现代医院老年病房设计案例,通过K-Means聚类方法进行色彩提取以建立老年病房色彩样本库;其次运用语义差异法量化老年病房色彩的感性意象认知,再将所得评价结果运用SPSS软件进行因子分析;最后,提取影响色彩意象评价的主因子,并探讨各感性意象与色彩样本之间的对应关系。结果 通过量化老年病房患者的色彩感性意象认知,可知老年患者更倾向于选择中高明度、暖色调的色彩作为病房空间的主要色彩。结论 该流程能获取科学、客观的色彩搭配方案,并有助于缓解老年患者的疾病压力,促进康复过程,同时也为医疗环境设计领域提供了新的思路和方法。