Summary
メディア コンテンツを見ながら検出、取得と瞬目率の分析を紹介します。
Abstract
この記事は、人間の視覚認知の違いを検出する方法を説明します。使用するメソッドは、瞬目の心理 (または「認知」) の機能に基づいています。参加者の瞬目が検出され、具体的に調査のために作成したビデオを見ながら取得します。検出と瞬目の買収は、20 チャンネル脳波 (EEG) 無線デバイスの助けを借りて行われます。国際 10-20 法の電極配置が続きます。高精細 (HD) ビデオ カメラは、コントラストのため、参加者の表情を記録するために使用されます。既存メディアのコンテンツを使用する代わりに、刺激が目的の正確なパラメーターを管理する研究者を有効にすると、この調査のための興味の特定の条件を次目的のビデオ コンテンツを作成されています。それ以外の場合、結果は自由な変数を汚染できます。脳波ビデオ刺激のプレゼンテーションの同期は、ミリ秒単位で行う必要があります。収集したデータの解析は、大きな行列を操作するための堅牢なソフトウェアで実行されます。メディア専門職化と編集スタイルに関連する瞬目率に統計的有意差は、報告された実験手順で発見します。
Introduction
このメソッドの目的
このメソッドは、瞬目の検出、デュアル ・ プロトコルを提案する.目的は、具体的にこの調査のため脳波と HD ビデオ録画システムを使用して作成された、メディア コンテンツの視聴者の視覚を分析することです。
開発および/またはこのメソッドを使用しての背後にある理論的根拠
各瞬目 150-400 ms1,2の視覚的な流れを非表示にします。生理3,4、5と心理的な6,7機能があります点滅します。注意と瞬目率の間の接続は、勉強し、異なる研究8で証明されています。注目の高いレベルの瞬目率の減少し、以前の研究によると人間は重要な視覚情報9の損失を避けるために最高の瞬間を検索する点滅のタイミングを制御するためのメカニズムを共有します。したがって、メディア コンテンツに与えられた注目のレベルに関する情報を提供できる画面を見ているとき視聴者の瞬目行動を分析します。
自発性瞬目率を検出するための 1 つの方法は、電気的活動を記録する脳波電極を使用してです。瞬目は前頭前野によって容易に検出することができ、眼球電極は、脳波記録システムに接続されています。ほとんどの脳波解析で瞬目は成果物と見なされます。このため、脳波データを分析用に設計された多くのソフトウェア パッケージは瞬目検出器10をあります。瞬目の検出の脳波を使用する利点 (ミリ秒) の順に高い時間分解能と脳に及ぼす異なる物語を登録の可能性とそれらの瞬目と同期の映画でカット - 問題をさらに開く研究。HD カメラで参加者の顔を記録もマッチング/コントラストの目的9便利なできます。
関連する研究への参照で代替の方法上の利点
瞬きをカウントするための複数の方法があります。点滅を検出するためのいくつかの専用装置が磁気コイル、赤外線 (IR) 光ビーム、光運動検出器はアイトラッ キング技術と生体電気信号、例えば、に基づいていくつかのテクニックなどの眼球運動解析ジャイロ (EOG)、筋電図 (EMG) と脳波。別のより正確な時間がかかるオプションは手動でフレームでビデオ録画11から点滅を数えています。技術今日分類できます 2 つのグループに:) お問い合わせ-無料 2 つのモダリティ、コンピュータ ビジョンやアイトラッ キングを用いたオフラインまばたき検出を使用して直接まばたき検出を含む記録と b) 接触・ ベースを使用して録音生体信号を眼球運動、脳波デバイス12,13を介して。
アイトラッ キング システムは、伝統的なイメージ ベースのパッシブ デザインから主に高解像度のカメラで今日使用されるアクティブ近く-赤外線-ベースのアプローチに至るまで、広く使われている技術です。後者は、IR 照明14下にある瞳孔の反射特性を悪用します。現代の目追跡の方法の基礎となる概念である瞳孔中心角膜反射 (PCCR)、光が角膜から反射、瞳孔の中心を追跡カメラを含む。ただし、点滅検出アルゴリズムがアイトラッ キング プロトコルの公開されての欠如があります。また、市場の目追跡の異なるモデルは、まばたき検出と統合ソフトウェアを提供する、ソース コードがない常にメーカーから提供される、困難を変更または12のアルゴリズムの仕組みを知る。また、アイトラッ キング実験中に遅延と大きな頭の追跡など、データの損失を引き起こす、視線の動きイベントがあります。目の周りはビデオをキャプチャ、点滅のデュレーションを計算する問題である、さまざまな種類の成果物15時紹介で非常に小さい。
この実験では、脳波と眼球運動の方法を使用します。通常、脳波は瞬目を検出するだけでは使用されません。しかし、瞬目脳波電極で記録を分析はまぶた変位の研究のための標準的な手順です。この手順により、まさに瞬目が起こるしたときの情報を持っている研究者です。点滅を検出するための最も一般的な信号パターンは、垂直運動反応を表すピーク点のことです。いくつかピーク検出アルゴリズム生に適用可能な脳波、時間領域または周波数領域信号します。ピーク同定にかかわるプロセスは、ピーク検出、特徴抽出と分類。瞬目脳波信号の正面チャンネルでかなり効果があります。通常、瞬は、脳波で前もって決定された振幅しきい値16を使用して検出されます。この実験で使用する解析ソフトウェアのアルゴリズムは、信号の標準偏差と事前フィルター処理された脳波信号の二乗 (RMS) に基づいていますオープン ソースと科学界17に利用できます。ただし、瞬目が関与しないいくつかの目の動きは、混乱を招く可能性があります電気的活動を引き起こすことができます。そのため、2 番目のメソッドを - HD ビデオ カメラで視聴者の顔を記録 - できます手動でそれらをカウントすることにより瞬目を一致するように。このような二重方式、捜査官は、統計ツールを使用して分析することができます瞬目の行列を実現します。
したがって、提案手法は検出された瞬目を検証する 2 つの異なるソースでデータの三角形分割を実行します。このメソッドは、中野ら徴候9確認のために基づいています。同時に、さらなる分析のための脳の活動と周波数帯域の情報を収集する研究者も可能。 にします。ここで示した実験では、後頭部と前頭前野の脳の領域の編集スタイル カットの影響の広い将来調査の一部です。
かどうか、メソッドが調査のための適切な判断します。
この実験的プロトコルにより視聴者の瞬目、下 3 つの実験条件を検討するビデオ コンテンツを視聴しながら。まず、瞬目率が 2 つの相補的な技術を使用して検出された: 脳波および録画の HD ビデオ。ここでは、20 チャンネル無線脳波を使用します。第二に、特定の刺激実験に適応が作成されますので、研究者は視覚的なコンテンツのすべての変数を管理できます。ここでは、同じ物語が、異なるビデオ編集スタイルと 3 つの動画が作成されました。物語は、部屋に入った、机に座って、3 つのボールをジャグリングする、ノート パソコンを開いて、いくつかの書籍の情報を見た、ノート パソコンに何かを入力、それを閉じて、カメラを直接見て、リンゴを食べた、部屋を出て男から成っていた。3 つのビデオ刺激最後 198 s 各。初めてのワンショット映画;2 つ目は 33 別ショットと古典的なハリウッド スタイルの規則に従って編集されました。3 番目が 79 ショットで MTV スタイル規則を次に編集されました。第 4 刺激はまた物語は同じですが、発表されたが、形式は、ビデオではなく俳優の本当の表現。この 4 番目の非ビデオ刺激編集スタイルの相違点の初期研究で使用されませんでしたが、別の調査で使用された本当の表現とスクリーン メディア8の瞬目率の違いを比較します。参加者の第三に、別のグループは、ビデオの視覚的分析の前専門知識に応じて選択されます。目的は、同じ視覚刺激を見ている科目群の瞬目率の差を決定することです。この場合、40 人の被験者は、調査に参加をしました。それらの半分がメディアの専門家 (16 男女 4 名; 44.15 ±7.15 年の平均年齢の年齢 30-56 歳、) そして残りの非メディアの専門家 (男性 15 名, 女性 5 例; 年齢 28 56 年、平均年齢は 43.25 ± 8.59 年)。メディアの専門家は、メディアの編集、彼らの日常の仕事に関連する意思決定の経験 6 年以上の基準に選ばれました。
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Protocol
ここで説明したすべてのメソッドは、動物と人間 (CEEAH) Autònoma · デ · バルセロナの研究倫理委員会で承認されています。
1 視覚刺激の作成とプレゼンテーション
- 目標に合ったビデオの刺激を作成します。
- ビデオの刺激のための興味のどの変数を決定します。
注: たとえば、現在の調査の興味の主要な変数編集スタイルです。- 期間中、コンテンツ、および実験の興味に基づいてビデオのスタイルを決定します。すべてのこれらの変数を調べるには、参加者は、時計とどのくらい参加者が見ている画面では、ビデオの物語は、興味を満たしている場合を評価し、ビデオの表示スタイルを決定しようとしてどのように多くのビデオを検討してください。
- 選択した変数に注意を払って、スクリプトを書きます。
- 高品質ビデオ カメラの映像を記録し、必要に応じてビデオを編集します。必要な場合、専門家の助けを求めます。
- ビデオの刺激のための興味のどの変数を決定します。
- 刺激提示に適切なコンテキストを設計します。
- データ集録が場所を取るが、刺激を表示する快適な空間をデザインを決定します。参加者は楽に感じるはずです。
- ビデオのプレゼンテーションのための高品質の画面を選択します。品質を高く画面よりよいの。
- 提示するいくつかのビデオ映画が存在する場合は、彼らのプレゼンテーションのランダム化の方法を選択します。
注意: 参加者が刺激を感知するための決定的な結果を避けるために被験者の間でランダムに刺激提示に便利です。 - ビデオを提示するソフトウェア パッケージを選択します。
注: 間タイマーと指示、または無作為のプレゼンテーションもさまざまな刺激を表示する研究者を許可するさまざまなオプションがあります。ソフトウェアを選択するときは、データ集録デバイスとの同期機能を考慮する重要です。以来、このプロトコルでは、参加者の瞬目率を分析し、視覚刺激の視覚的なプレゼンテーションと脳波デバイス間の同期が重要です。
2. 参加者の選定
- 参加者を選択するための基準を確立します。特定の変数を分析するときは、コントロール グループが必要です。基準を書き留め、研究のデザインを改善するために同僚に相談します。
- 参加者を選択し、関連するガイドラインおよび規則に続く倫理委員会から承認を求めます。
メモ: ほとんどの大学や研究センター倫理委員会があります。認可を申請するのには、調査目的を通知する必要があります。共通の要件は、研究方法を説明するほか、社会、インフォームド コンセントの取得方法、参加者を財政的に報いるだろうかどうか、参加者からのデータの収集方法に調査の利点を管理します。この要求を設計する時間がかかります。科学的なコミュニティで結果を共有する倫理委員会の承認を得るために非常に重要です。この点で役立つことができるいくつかの文書は、ヘルシンキ宣言、ニュルンベルク コード ベルモント レポートを。 - 参加者は、インフォームド コンセントのフォームを設計および倫理委員会の基準に従ってください。
- すべての潜在的な参加者に実験を説明します。参加者を聞かせてすべての重要な情報を知っているが、重要ではない情報を回避または実験の結果に影響を与えることができます。
注: たとえば、瞬目検出プロトコルでは、参加者は語れない自然の瞬目率変更をことができる、瞬目を検出するとしていること。参加承認を求めます。インフォームド コンセントのドキュメントを各参加者に与えるし、テキストを理解するそれを読むのに十分な時間を許可、そして最後に、それに署名します。 - 各参加者に実験を行うと約束をします。参加者に次の指示を与える: 髪を洗って休息したと最近に到着するには脳波に影響を与えることができるため、ヘアスプレーなど等、化学製品を避けてください。すべての必要な連絡先の情報を参加者に与えます。
3. セットアップ準備
- 参加者の到着前に実験的セッションを準備します。同僚とセッションをリハーサルします。何か不正が検出された場合に、実験的セッションに対応する変更を加えます。
- 使用して、同期 (視覚刺激プレゼンテーションとデータの取得) を確認しているすべてのデバイス間の接続を準備します。
注: ハードウェアとソフトウェア間の接続は重要です。同期を確認するテストを実行することをお勧めします。必要な場合に、メーカーやソフトウェア開発者について説明します。
- 使用して、同期 (視覚刺激プレゼンテーションとデータの取得) を確認しているすべてのデバイス間の接続を準備します。
- 実験室で快適に感じる科目を作る: 参加者を歓迎し、自分のもの (袋など) のスペースを準備します。
- 全体のプロトコルを参加者に説明する: 参加者が着席する、どのように多くの視覚刺激は、表示しようとしていると、セッションの長さ。参加者の協力が非常に重要であることを説明します。
- 以来、無線脳波記録システムの説明どのように困難なこれらの録音であり、低アーティファクトと適切な電気生理学的信号を得るためには、使用するつもりですが、参加者が不必要に移動しないでください。
4. データ集録
- 汚れの痕跡やヘアケア製品の残骸を削除する参加者の肌の表面をきれいにします。
- 参加者の頭を測定します。頭骨と、イオンとの間の距離を測定し、頂点として半分の方法ポイントをマークします。
- 10-20 システムを用いた脳波キャップの電極を準備します。
- キャップの原点 (Cz) 頂点の中央に一致するようにマークを次の件名にキャップを置きます。
- 電極に導電性ゲル注射器の助けを借りてを適用します。キャップに被験者の頭部によく適合していることを確認します。
- 被験者の頭の上、参照電極と EOG 電極を配置します。
- 参加者が快適に取り付けられ、セッションのために準備していることを確認します。
- HD ビデオカメラをクローズ アップで参加者の顔に焦点します。これは参加者の瞬目を手動で検出されます。
- すべてのデバイスが同期されていることを確認してください。
- 脳波コントロール ボックスはデータを登録するコンピューターに正しく接続されていることを確認します。
- 各電極のための信号が正しいことを確認してください。ない場合は、問題のある電極を確認してください。
注: 電極からの悪い信号をいくつかの一般的な理由は、悪い頭に電極または電極ケーブル、コントロール ボックスとの接続が悪い、電極上の導電性ゲルの欠如です。 - すべての準備が、起動実験の記録 (と再生)。
5. 後実験的セッション
- 参加者の頭のキャップを外し、可能であれば、参加者アンケートの興味のトピックに関連を与えます。
- すべてのデータを外付けのハード ドライブに保存します。
注: それはデータのバックアップをお奨めします。良いオプション 2 つの外付けハード ディスクにデータを保存し、別の場所に保管すること。最高の手順の設計、データ ストレージの倫理委員会の承認のためのプロトコルを検討することが重要です。 - きれいな電極とキャップ。ほとんどの電極は、使用後すぐに洗浄する必要があります。
- 電極をきれいにし、冷水蛇口の下、化学製品なしでキャップ (記載がない限りデバイスの製造元によってそれ以外の場合)。腐食を防ぐために電極を慎重に乾燥させます。それすることができます通常洗濯機で洗浄する場合、このプロトコルはキャップをきれいにする十分な (製造元の指示を参照してください)。
6. データの分析
- 瞬目検出データを整理します。
- 脳波ファイルをデータ解析のための適切なソフトウェア パッケージにインポートします。
- 視覚刺激のプレゼンテーション ソフトウェアを用いて同期トリガーに基づいて関心の脳波領域を選択します。データをフィルター処理し、して、瞬目フィルターを適用するどのように多く、瞬目が生成されます。
注: 最も商業および無料のソフトウェア パッケージは、脳波で瞬目を検出するフィルターを持っています。 - 参加者の顔の HD ビデオを選択し、手動で瞬目を脳波データで見つかったものと一致します。
- 各参加者の瞬目の最終的なリストとスプレッドシート マトリックスを作成し、件名は刺激を見ていた 1 分あたり率を計算します。
- 統計分析を実行します。
- 行列を対応する統計解析ソフトウェアにインポートします。
- 統計ソフトウェア プログラムでデザインのコントラストの初期の仮説と、それらを完了する目的の解析を実行します。
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Representative Results
手順を使用して、ここで解析された 3 つの異なるビデオ映画を見て 40 参加者の瞬目率提示。メディア専門職化の比較分析のため、参加者の半分はメディアの専門家だった。メディアの編集に関連する意思決定の仕事の経験の 6 年以上の基準に基づいて選択された、映像をカットします。編集スタイルの比較分析、3 つのビデオの刺激がまったく同じ物語が別の編集スタイルで作成されます。1 つは、1 つのオープン ショットとカメラの動きはないワンショット映画だった。もう一つは 33 枚とハリウッド スタイルの映画と平均撮影内容、リズム、空間と時間の関係で、ショット中の継続と同様、5.9 の s の長さに従って古典的なハリウッド編集スタイル ルール。最後に、3 番目のビデオは 79 ショットと 2.4 の長さを撃った平均 MTV スタイル映画 s。後者の場合、コンテンツ、リズム、スペース、および、ショット間の時間の不連続性があった。
収集した結果 (図 1) によると、編集スタイルの影響を受けた視聴者の瞬目率 (2(2) X = 7.2, p = 0.027、フリードマン検定)。ショットとより予期しないカットの短い長さは、視聴者の自発性瞬目率の低下があった。
調査はまた瞬目率に影響を与えるそのメディア専門職化を示した。2 つのグループ間の有意差がわかった (マン ・ ホイットニーの U = 86、n = 20 p = 0.002, マン-ホイットニー順位和検定) 一緒にすべての刺激を比較するとき。非メディアの専門家があるメディアの専門家より瞬目率が高い。分析毎の編集スタイルのこの違いを見て: 映画のワンショット (マン-ホイットニーの U = 86.5、n = 20 p = 0.002, マン-ホイットニー順位和検定);ハリウッド スタイルの映画 (マン ・ ホイットニーの U = 90、n = 20 p = 0.003、マン-ホイットニー順位和検定);MTV の編集スタイルの映画の (マン ・ ホイットニーの U = 94.5、n = 20 p = 0.004, マン-ホイットニー順位和検定)。メディアの専門家は、瞬目率の標準偏差ははるかに低い分析編集スタイルに関係なく、非メディア専門家よりも瞬目率の均質性を示します。
図 1.さまざまなグループのさまざまな編集スタイルでの瞬目率。毎分 (min-1) さまざまな編集スタイルを見ながら視聴者の自発性瞬目率 (SBR)。25thとth百分位 75、10回と 90th百分位数; を定義する中央値や誤差の範囲で行ボックスの両端を定義します。塗りのない円は、データ ポイントを表します。視聴者の瞬目率は、メディアのコンテンツを編集よりカオスになるほどに低下します。MTV の編集スタイルは、ハリウッド編集スタイルやワンショットの映画よりも低い瞬目率を誘発します。メディアの専門家は、非メディアの専門家よりも低い瞬目率を持ってください。これは、編集のすべてのスタイルのため発生します。これらのデータが撮影、参照3から変更されました。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
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Discussion
ビデオの作成を目的に作られたメディア コンテンツの視覚的知覚の解析手法を紹介します。他の多くの研究は、既存の映画と物語のコンテキスト内のメディア コンテンツの認識を分析しようとします。本法は関心の条件に続く物語の建設と視覚的なコンテンツを作成することを提案、提案に基づいてその瞬目率は視聴者の注意9に接続されています。そのため、研究は、メディア コンテンツを見ながら参加者の瞬目を検出し、(編集スタイルとメディア専門職) 別の条件の下で彼らの率を比較します。
認知への接続タスクと瞬目率の考えは最近十年間18,19,20の中にいくつかの研究開発されてきました。瞬目も注意マーカー21として便利です。瞬目率の減少は注意9,22,23の増加にリンクされています。この調査で脳波測定と高品質のビデオ録画メディア コンテンツの視覚認知の分析を使用して分かった視聴者の注意3を処理するクリエイターによる編集のスタイルが使えます。これは、疑い瞬目が理解と句読点マーカー機能を持っている映画の中の映画の編集中、音響に関連したウォルター ・ マーチ カット24映画エディターによって既に提案されていた。これは視聴覚生産のコンテキストで興味のある必要があります。編集スタイルが視聴者の瞬目率に影響を与える要素であるという事実は、メディア コンテンツの物語に視聴者の瞬目率9が影響を受けることを検出された前作を補完します。高い必要があります注意、MTV 編集スタイル、カットがより頻繁に発生するによって作成されます編集、他の 2 つのスタイルと瞬目率の低下を誘発します。これは瞬目抑制と運用メモリ25勉強以前の作品、アコードと点滅するの阻害が需要7の増加レベルでタスクによって情報が失われないようにするためのメカニズムとして提案されています。紙などの他の非オーディオ ビジュアル プラットフォームでプレゼンテーション形式が与えないこと頻度と点滅26の配置状態に価値があります。
前の調査は見つけたその専門は知覚の違いを生じさせる変数も、脳、またはの変更、例えば、選手27、建築家28、ミュージシャン29、バレエ ダンサー30.ここでは、我々 は編集スタイル8にかかわらず、ビデオ コンテンツを見た中の瞬目率の減少でそのメディアに専門職化結果を見つけた。瞬目も濡れ目の生理機能を持っている、ので、ハザードのコントロールとこの専門家グループでの予防のための興味のメディアの専門家の瞬目率の低下があります。
プロトコルの中で重要なステップ
提案の方法には、次の重要な手順が含まれています: (i) 使用条件の不十分な説明することができます実験の可能なレプリケーションの誤解につながるので参加者の選択。このような問題を避けるためには、基準は、実験で使用される詳細で明示的に記述することをお勧めします。(ii) デザインと映像の刺激の作成。伝統的に、メディア コンテンツの分析は、既存の物語 (映画、広告、またはテレビ番組) で行われています。ただし、提案手法は、分析対象とするメディア コンテンツの準備に基づいています。プロのビデオを作成することは容易ではない、ので研究者はプロの映像プロデューサーの助けを必要があります。したがって、これは研究者が実験室の外の専門家と働く必要があります、プロトコルの中で重要なステップです。メディア コンテンツのデザインに興味の変数を含めることが重要です。(iii) 刺激提示およびデータ集録の同期。ハードウェア (提示刺激と脳波を記録するために使用するためのソフトウェア) などの研究者によって使用されるソフトウェアによってそれらの間の同期は混乱する可能性があります。各メーカーは入力を管理するための独自のプロトコルには、接続のための出力します。に関しましては、研究者は、彼らと話す必要があります。
メソッドによって既存の/代替技術の意義
瞬目を分析提案のダブル アプローチを使用して結果を比較する研究者に役立ちます。脳波信号は、瞬目などの眼球運動を分類することが、参加者の顔の記録された HD ビデオと結果を対比することによってそれは結果でエラーを回避することが可能。このアプローチはまた、脳の電気的活動データをさらに分析を収集します。
技術の限界
被験者の異なるグループの瞬目率の有意差が生じる。この技法の制限は、参加者は、重要な情報が見逃されることがからの詳細なアンケートの取得にもかかわらずです。そのため、慎重に専門的または社会的状況に彼らの瞬目率の影響についての科目を選択するための基準を確立する必要が。この制限は、瞬目パターンを対象グループにリンクの誤解などの誤った結論を発生でした。
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Disclosures
著者が明らかに何もありません。
Acknowledgments
本研究は、スペイン経済省と競争力 (BFU2014 56692 R と BFU2017-82375-R) 補助金によってサポートされています。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| EEG Device | Neurolectrics | Enobio 20 EEG/EMG system | |
| Ag/AgCl Electrodes | Neuroelectrics | [NE022b] GelTrode | |
| Recording EEG software | Neuroelectrics | NicOffline software | |
| HD-video camera | Sony Corporation | Sony HDR-GW55VE | |
| Syringe | Monoject | Monoject 412, curved tip syringe, 50/box | |
| Saline electrode EMG gel | Signa-Gel | X32-204: Signa Gel | |
| Visual Stimuli Presentation Software | Paradigm Stimulus Presentation | Perception Research System Incorporated | |
| EEG software analysis | Centre National de la Recherche Scientifique and Montreal Neurological Institute | Brainstorm3 | |
| EEG software analysis | The MathWorks Inc. | MATLAB 2013b | |
| TV for video presentation | Panasonic Corporation | PanasonicTH- 42PZ70EA - 50" | |
| PC for presenting stimuli | MacBook Air | Year 2013, running Mac OSX Mountain Lion | |
| PC for recording stimuli | MacBook | Year 2009 running Windows 7 | With a bootcamp partition of the disk for providing Windows OS |
| Statistical Analysis | Systat Software Inc. | Sigmaplot 11.0 |
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