固視微動の工学的解析に基づく視覚的注意の客観的測定

基于注视微动工程分析的视觉注意力客观测量

• 批准号: 10780241
• 负责人: 小濱 剛
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Aichi Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10780241/
• 关键词: 視覚的注意; 固視微動; マイクロサッカード; 定量的測定; 動特性; 主系列; 発生頻度; 周波数解析

近年増加の一途にある自動車運転中の電話利用時の交通事故は,運転者が会話に注意を奪われたことが原因とされる場合が多い.これまでにも,視覚課題への反応時間の測定などによって注意の客観的に測定する試みがなされているが,応用価値の高い生体信号解析に基づいた測定手法の確立には至っていない.このような背景のもとで,本研究では,ある視覚対象を凝視する際に生じる不随意の微小眼球運動(固視微動)を解析することにより,注意の集中度合いの定量的測定を試みた.本研究では,被験者の注意を,1)注視位置に集中させた場合,2)注視位置の周辺に分散させた場合,3)周辺視野の特定の位置に注視を集中させた場合,の3つの状態にコントロールする実験課題を提案し,各実験課題のもとで得られた固視微動から,発生したすべてのマイクロサッカードを抽出し,その発生頻度,振幅,ピーク速度について実験課題間での比較を行なった.また,固視微動からマイクロサッカードを取り除いて連結したslow cumulative eye position curveを求め,FFTによる周波数解析を行うことにより,ドリフト成分の周波数解析を行った.解析の結果,マイクロサッカードの発生頻度は,実験課題1)と実験課題3)ではほぼ等しく,実験課題2)ではこれらよりも有意に高くなることが示された.また,マイクロサッカードの振幅は,実験課題2)と実験課題3)でほぼ等しく,これらに比較して実験課題1)では有意に小さくなることが示された.すなわち,視野内の特定の位置に注意を集中することによりマイクロサッカードの発生が抑制され,このとき注視位置に注視を集中させることによりマイクロサッカードによる固視のブレも押さえられることが明らかとなった.さらに,一般に主系列と呼ばれているマイクロサッカードの速度・振幅特性を比較した結果,実験課題1)におけるマイクロサッカードのピーク速度は,他の2条件に比較して有意に大きいことが示された.一方,ドリフトと呼ばれる注視点が緩やかに揺れる眼球運動に対しては,FFTによる周波数解析では条件間の差を見いだすことができなかった.したがって,視覚的注意は,サッカードシステムにのみ選択的に影響を与えていることが示唆される.これらの結果は,注視システムがマイクロサッカードのトリガーをコントロールしていることや,マイクロサッカードの大きさや速度といったダイナミクスを修飾していることを示しており,また,ドリフト成分のように緩やかな固視の揺れには直接的に関与していないことを示唆している.これらの結果より,注視時に生じるマイクロサッカードを解析することにより,注意の状態をある程度予測することが可能であると思われる.

近年来，开车时使用手机引起的交通事故数量不断增加，尽管人们已经尝试通过测量等客观地衡量注意力，但通常会归因于驾驶员的注意力从谈话中转移。然而，基于生物信号分析的具有高应用价值的测量方法尚未建立，在本研究中，我们通过分析视觉微运动来研究凝视视觉物体时发生的无意识微眼运动（注视）。 ，可以判断注意力的集中程度。我们尝试进行定量测量。在这项研究中，我们发现：1）当受试者的注意力集中在注视位置时，2）当它分散在注视位置周围时，以及3）当受试者的注意力集中在特定位置时我们提出了一个实验任务，其中控制在三种状态下进行：我们提取了实验任务下获得的注视微运动中发生的所有微扫视，并通过去除微扫视来比较它们在实验任务之间的发生频率、幅度和峰值速度。累积眼位通过计算曲线并使用FFT进行频率分析来进行漂移成分的频率分析。分析的结果是，在实验任务1)和实验任务3)中，微眼跳的发生频率几乎相同，并且实验任务1)和实验任务3)的微眼跳发生频率几乎相同。任务 2) 明显高于这些。此外，实验任务 2) 和 3) 中的微扫视幅度几乎相同，并且与这些相比，实验任务 1) 中的微扫视幅度明显更高。换句话说，通过将注意力集中在视野内的特定位置，可以抑制微扫视的产生，并且通过将注意力集中在注视位置，可以抑制由微扫视引起的注视，视觉模糊也得到抑制。此外，通过比较微跳动（通常称为主序列）的速度和幅度特征，我们发现：丢失眼跳的峰值速度明显大于其他两种条件。 另一方面，对于注视点轻轻晃动的眼球运动（称为漂移），使用 FFT 进行频率分析表明，条件之间的差异为，表明视觉注意选择性地仅影响眼跳系统。这些结果表明凝视系统影响微眼跳。这表明它控制场的触发并改变微扫视的大小和速度等动力学，并且还直接影响注视的逐渐波动，例如漂移分量。这些结果表明可以预测注视。通过分析凝视期间发生的微扫视，在一定程度上观察注意力状态。

项目成果

Takeshi KOHAMA,Shiro USUI: "Does attention affect the fixation stability?"Neural Mechanisms of Visual Perception and Cognition. 88 (2000)

Takeshi KOHAMA、Shiro USUI：“注意力会影响注视稳定性吗？”视觉感知和认知的神经机制。

小濱剛,新開 憲,臼井支朗: "マイクロサッカードの解析に基づく視覚的注意の定量的測定の試み" 映像情報メディア学会誌. 52・4. 571-576 (1998)

Tsuyoshi Kohama、Ken Shinkai、Shiro Usui：“尝试基于微扫视分析来定量测量视觉注意力”图像信息和电视工程师学会杂志 52・4（1998 年）。

T.Kohama,K.Shinkai and S.Usui: "Quantitative measurement of visual attention by analysing microsaccades" Perception Supplement. 27. 63-64 (1998)

T.Kohama、K.Shinkai 和 S.Usui：“通过分析微眼跳来定量测量视觉注意力”感知补充。