利用脑电图测量与高质量视频记录分析媒体内容的视觉感知

摘要

我们展示了在观看媒体内容时对眨眼频率的检测、采集与分析。

摘要

本文探讨了一种检测人类视觉感知差异的方法。该方法基于眨眼的心理学（或“认知”）功能。在观看专为此项研究制作的视频时，记录并采集参与者的眨眼信号。眨眼信号的检测与采集借助一个20通道的无线脑电图（EEG）设备完成，并遵循国际10-20电极放置系统。同时使用一台高清（HD）摄像机记录参与者的面部表情，以供对照分析。与使用现成媒体内容不同，本研究根据特定研究需求设计并制作了专用视频内容，其中包含可让研究人员精确控制关键参数的刺激材料，以避免结果受到不可控变量的干扰。视频刺激的呈现与脑电图记录之间的同步需精确至毫秒级。采集的数据通过强大的大型矩阵处理软件进行分析。采用所述实验流程，发现了与媒体专业化程度和剪辑风格相关的眨眼频率的统计学显著差异。

引言

本方法的目的

本方法提出了一种用于检测眨眼的双重方案。其目的是通过脑电图记录和高清视频记录系统，分析受试者对专为此项研究制作的媒体内容的视觉感知。

本方法开发与/或使用背后的原理

每次眨眼会使视觉流中断 150–400 毫秒^1,2。眨眼具有生理学^3,4,5和心理学功能^6,7。注意力与眨眼频率之间的关联已在多项研究中得到探讨和证实⁸。注意力水平越高，眨眼频率越低；根据以往研究，人类具有一种控制眨眼时机的机制，该机制会主动寻找最佳时机以避免丢失重要的视觉信息⁹。因此，分析观众在观看屏幕时的眨眼行为，可能提供有关其对媒体内容注意力水平的信息。

方案

本文所述所有方法均已获得巴塞罗那自治大学动物与人类研究伦理委员会（CEEAH）的批准。

1. 视觉刺激的创建与呈现

1. 根据预期目标创建视频刺激材料。
   1. 确定视频刺激材料中感兴趣的研究变量。
      注意：例如，在本研究中，主要感兴趣的变量是剪辑风格。
      1. 根据实验的研究目的，确定视频的时长、内容和风格。在确定这些变量时，需考虑参与者将观看多少个视频、观看屏幕的总时长，评估视频的叙事内容是否符合研究兴趣，并确定视频的视觉风格。
   2. 撰写脚本，重点关注所选定的变量。
   3. 使用高质量摄像机录制视频，并根据需要进行剪辑。必要时可寻求专业帮助。
2. 设计适合呈现刺激材料的实验环境。
   1. 确定数据采集的地点，并布置一个舒适的刺激呈现空间，确保参与者感到放松自在。
   2. 选择高质量的显示屏用于视频播放。屏幕质量越高越好。
   3. 如果需要呈现多个视频，应选择一种方法对呈现顺序进行随机化。
      注意：在不同被试间随机化刺激呈现顺序，有助于避免因刺激呈现次序导致的结论不明确问题。
   4. 选择合适的软件用于视频呈现。
      注意：目前有多种软件可供选择，支持研究者使用试次间计时器、呈现指导语，甚至实现随机化呈现。在选择软件时....

结果

本研究采用此处所述方法，分析了40名参与者在观看三部不同视频电影时的眼动频率。为进行媒体专业化程度的比较分析，其中一半参与者为媒体从业人员，其筛选标准为至少拥有6年与媒体剪辑及音视频剪辑决策相关的从业经验。为比较不同剪辑风格的影响，三个视频刺激材料采用完全相同的叙事内容，但剪辑风格不同。其中一部为单镜头影片，采用一个开放式镜头，无任何摄像机运动；另一部为好莱坞风格影片，包含33个镜头，平均镜头时长为5.9 s，镜头之间在内容、节奏、空间和时间关系上保持连贯，符合经典好莱坞剪辑风格规则；第三部为MTV风格影片，包含79个镜头，平均镜头时长为2.4 s，镜头之间在内容、节奏、空间和时间上均呈现不连续性。

根据收集到的结果（图1），剪辑风格影响了观众的眼睑眨动率（X²(2) = 7.2, p = 0.027，Friedman .......

讨论

本文介绍了一种通过专门制作视频来分析媒体内容视觉感知的方法。许多其他研究尝试利用现成的电影，在叙事背景下分析媒体内容的感知。本方法则提出，根据所关注的标准构建具有叙事结构的视觉内容，并基于眼睑眨动频率与观众注意力相关这一假设⁹。因此，该研究在参与者观看媒体内容时检测其眨眼行为，并比较不同条件下眨眼频率的变化（即剪辑风格和媒体专业化程度）。

近几十年来，多项研究逐步揭示了眨眼频率与认知任务之间的关联^18,19,20。眨眼也被用作注意力的指标²¹。眨眼频率的降低与注意力的增强相关^9,22,23。在本项研究中，通过使用脑电图.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
脑电图设备	Neurolectrics	Enobio 20 EEG/EMG 系统
Ag/AgCl 电极	Neuroelectrics	[NE022b] GelTrode
脑电图记录软件	Neuroelectrics	NicOffline 软件
高清视频摄像机	Sony Corporation	Sony HDR-GW55VE
注射器	Monoject	Monoject 412，弯头注射器，50/盒
盐水电极 EMG 凝胶	Signa-Gel	X32-204：Signa Gel
视觉刺激呈现软件	Paradigm Stimulus Presentation	Perception Research System Incorporated
脑电图软件分析	法国国家科学研究中心与中国台湾蒙特利尔神经学研究所	Brainstorm3
脑电图软件分析	The MathWorks Inc.	MATLAB 2013b
用于视频呈现的电视	松下公司	PanasonicTH- 42PZ70EA  - 50"
用于呈现刺激的电脑	MacBook Air	2013 年款，运行 Mac OSX Mountain Lion 操作系统
用于记录刺激的电脑	MacBook	2009 年款，运行 Windows 7 操作系统	磁盘上设有 BootCamp 分区以提供 Windows 操作系统支持
统计分析	Systat Software Inc.	Sigmaplot 11.0