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    发表日期:2006年6月4日 编辑:cnhyj 有24674位读者读过此文 【字体:
眼动仪

眼动仪是心理学基础研究的重要仪器。眼动仪用于记录人在处理视觉信息时的眼动轨迹特征,广泛用于注意、视知觉、阅读等领域的研究。现有不同厂家生产的多种型号的眼动仪,如EyeLink眼动仪、EVM3200眼动仪、faceLAB4眼动仪、EyeTrace XY 1000 眼动仪。


EyeLink公司使用定制的高速相机和高敏度图像处理技术研制的系统拥有优异的解析度(resolution噪音限度<0.01○=>和数据采集速度(每秒钟500次取样),据称是同类产品中性能最优异的。这种性能使得该系统的速度噪音非常低,是理想的眼跳分析(saccade analysis)和眼动追踪工具。此外,实时的注视位置数据传输的延迟(delay)只有3毫秒,所以很适合注视跟随(gaze-contingent)的显示。

EyeLink II系统包括一个有皮质护垫的头盔,头盔上固定有三个微型摄像机。头盔的重心较低,稳定性好而旋转惯性较小,使得整个系统轻巧便利,令被试在实验中感觉舒适,不易疲劳。系统没有使用镜子,操作简便。两个分开的摄像机保证既可以进行双眼追踪,又能够任意选择被试的优势眼而不用像大多数头盔式眼动仪那样进行机械调整。每个摄像机都有嵌入式照明装置,经过数字校正可以满足全视野的照明需求,同时,还可以对周围环境的照明条件进行数字校正。这些保证了系统捕捉瞳孔的优越能力。头盔上还整合了一个微型的光学头部追踪摄像机,这保证了被试在实验中即使有自然的小范围头部移动和说话也仍能保持对注视点的准确追踪。这种光学镜头有极低的噪音水平,使得计算出的注视位置数据和真正的眼睛位置数据间只有微小误差,从而保证这些数据可用来进行眼跳分析。相反,其他采用磁镜头头部追踪设备的头盔式眼动仪的角度噪音太大,限制了其注视位置数据的应用。

EyeLink追踪眼动的原理是首先利用头镜校正,保证面部与屏幕平行,从而视线与屏幕中央垂直。这时,屏幕四角的发射器成为视平面的原点。进一步经过眼镜校正,将视线和屏幕坐标一一对应起来——即所看的坐标点就是记录的坐标点。

EyeLink II 的主要特点:

高速记录双眼位置,数据采集率高达500Hz。

优越的空间解析度(<0.005°),低噪音(<0.01° RMS)。

准确度,平均注视位置误差 <0.5°。

头部自由—没有扣合带、颚托或其他固定装置。

两种工作方式—瞳孔或瞳孔-角膜记录。

头盔装置案工效学原理设计,轻便耐用。

和大多数眼睛或隐形眼镜兼容。

易于设置、校正和确认。

实时操作反馈。

在线数据分析,可分辨眼跳、注视、回扫等眼动模式。

强劲的应用程序界面(API)。

与EyeLink其他应用软件兼容。

EVM3200眼动仪

美国应用科学实验室生产,其工作原理是:通过加工来自瞳孔摄像机的眼睛视频信息,来识别和确定瞳孔中心和角膜反射之间的距离变化。通过测量这些点横向和纵向的向量距离,得到各注视点的坐标,进而获得眼动的精确测量值。该系统的数据记录单元或打印机、绘图仪可记录眼动过程的详细数据和描绘出眼动的连续轨迹。

主要技术指标

自动测量注视点的位置和瞳孔直径

允许轻微的头动(16cm3)

注视点测量与计算误差≤1。

自动记录和加工资料

faceLAB4眼动仪

faceLAB眼动仪不仅是眼动示踪,其独特的适应性和动态追踪方法能进行完全自然行为的分析,包括头部姿态,眼睑运动和注视方向。

特性:

*实时眼动、头部运动记录及眨眼分析

*高速高精度

*自动可重复校准的快速受试者记录

*阳光、暗室、戴眼镜都可工作,无须头盔,粘贴粉和导线

*网络实时数据采集记录

*台式机或笔记本系统

在汽车驾驶员和飞行员工作状态研究时,无论室内模拟或室外实际环境中,faceLAB都提供了高精度和宽泛的工作条件。新的faceLAB4采用LEADING-EDGE活动照明技术,提高了注视分析的精度和可靠性;双图独立示踪,如果受试者距离足够近,就可以得到瞳孔的尺寸和眼球转动。如果条件不够好,faceLAB仍可作为普通眼动仪使用。faceLAB的眨眼分析和PERCLOS疲劳评估,可以实时分析疲劳和睡意状况,包括眼睑运动的细节数据,测量是基于眼睑的位置而不是瞳孔或角膜的开闭。

faceLAB不采用传统眼动仪的射频,超声或电磁方法,消除了接触干扰,其独一无二的视频追踪系统提供了单一的数据流,无须综合多个文件以获得结果。

faceLAB无须独立的头部示踪系统,复杂的校准;可以允许受试者在一定范围内运动和变换姿势。faceLAB采用特殊技术使儿童和不配合受试者的校准更加容易。

faceLAB自动产生注视方向、头部位置和眨眼信号输出,实验室中我们有数字模拟平台和分析工具软件,进行眼动实验时不受屏幕限制,faceLAB使受试者处于真实三维环境中,受试者离开观察区域后或系统突然移动及受阻挡后faceLAB可立即恢复工作。

可适用于各种脸型,眼睛和多数眼镜,并可以在阳光下或暗房中工作,受试者可以距离摄象机几十公分到几米远。

faceLAB采用的不是传统的角膜反射技术,而是用一对立体摄象机测量数据记入硬盘或经过网络传输。

在宽敞的测试环境中,受试者可以充分展示人的自然行为,受试者自动校准一次后,数据以后可以继续使用。

EyeTrace XY 1000 眼动仪
用于双目水平和垂直眼睛移动测量

概述

这是可以测量、记录和显示双目水平和垂直眼动的新型改进系统。采样速率高达每秒1000 个采样集(一个采样集包括 4个坐标),配合台式或手提电脑使用,连接到计算机的声卡系统上。它采用红外发光二极管,固态光电检测器和集成电路,它们要装在轻便眼镜内。

特点
·使用4-光电检测器测量每个眼睛的水平和垂直运动
·采用了伺服控制照明系统以提高稳定性
·能够达到1000Hz记录速率(水平和垂直坐标每秒1000个采样集)
·外部连接容易,插到台式计算机的声卡或手提电脑的声学系统上
·使用先进的数字滤波和解调,CPU占用率小于10%(PII 266MHz)
·外部电子电路由2个AA电池供电。配套的可充电Ni-MH电池可工作4小时,包括电池充电器,碱电池可工作10小时。
·使用舒适的眼睛和细圆电缆
·包括眼镜,外部电路盒,必须的电缆、软件和指导书
软件
        EyeTrace XY 1000在我们的通用平台Orbit EyeTrace软件下工作,包括Windows98,NT。系统会将测量结果记录到文件中同时显示测量结果。本眼动仪包括一些简单的分析程序和一个阅读测试分析程序,还包括刺激物产生程序和显示程序。

测量和记录原理

·使用红外线发光二极管(LED),用调制光(2450Hz)照明眼睛。一个光电检测器用来稳定LED的光输出幅度。
·从眼睛反射的光由4个水平和垂直放置的光电检测器接收。两个光电流相减的结果就是眼位置信号。
·左右光电流相减为水平眼动,上下光电流相减为垂直眼动。
·垂直信号移相90o,与水平信号混合。
·系统借助计算机声卡的输入和输出。声卡输出提供LED调制信号,声卡输入使计算机处理测量得到的红外光电流。
·软件数字信号处理:带通滤波器2450±500Hz,同步解调器的输出频率固定为1000Hz,可选第二采样滤波器(输出频率 500/250/100Hz ),可选标定特性减少了翻转和倾斜误差。

技术数据

输出测量频率:1000/500/250/100Hz
测量范围:水平±15o,垂直±10o
眼镜孔径:水平±30o,垂直±20o
线性度:10%
分辨率:0.01o

 


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