湯洪濤,蘇丹丹，蘭秀菊，柴文超

(浙江工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，浙江 杭州 310014)

基于眼動(dòng)的多目標(biāo)視覺搜索績(jī)效研究

湯洪濤,蘇丹丹，蘭秀菊，柴文超

(浙江工業(yè)大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，浙江 杭州 310014)

視覺搜索一直是人因工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).為了研究在多目標(biāo)視覺搜索中，目標(biāo)個(gè)數(shù)對(duì)同時(shí)發(fā)現(xiàn)多目標(biāo)現(xiàn)象的影響，設(shè)計(jì)3組視覺搜索實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)過程中使用眼動(dòng)儀進(jìn)行記錄.通過眼動(dòng)視頻的回放和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可知：被試傾向于采用隨機(jī)搜索策略；頻繁改變搜索策略和注視點(diǎn)變換距離過大影響了被試的搜索過程，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的異常長(zhǎng)的搜索時(shí)間值；隨目標(biāo)個(gè)數(shù)的增多，同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩目標(biāo)的概率逐漸增加，且目標(biāo)距離和搜索時(shí)間存在一定的相關(guān)關(guān)系.該研究結(jié)果能夠指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)中標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)作業(yè)或安檢搜索作業(yè)的制訂，減少異常時(shí)間并提高搜索效率.

多目標(biāo)；視覺搜索；眼動(dòng)；同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩目標(biāo)

視覺搜索是人們獲取信息的一種重要方式，這意味著人需要通過對(duì)刺激物的一系列掃視、注視來完成信息處理[1].當(dāng)前，視覺搜索已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)、安全、閱讀和汽車駕駛等領(lǐng)域[2-3].多目標(biāo)視覺搜索意味著在一次視覺搜索任務(wù)中，需要找出不止一個(gè)的目標(biāo).視覺搜索的搜索策略主要有系統(tǒng)搜索和隨機(jī)搜索兩種.在背景數(shù)量遠(yuǎn)大于目標(biāo)數(shù)量的前提下，Chan等[4]進(jìn)行了雙目標(biāo)的視覺搜索實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示當(dāng)搜索時(shí)間小于30 s時(shí)，被試傾向于采用隨機(jī)搜索策略，于瑞峰等[5]也證實(shí)了Chan等的研究；Hong等[6]研究結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，被試傾向于采取系統(tǒng)搜索策略，而后采用隨機(jī)搜索策略；Morawski等[7]認(rèn)為實(shí)際的搜索策略介乎系統(tǒng)搜索和隨機(jī)搜索之間.以上的研究對(duì)于搜索策略的判斷主要基于數(shù)據(jù)分析及其與已有模型的匹配性，并不能直觀地了解被試的搜索過程、搜索路徑.

視覺搜索的搜索績(jī)效通常通過搜索時(shí)間和搜索正確性來衡量.Morawski等[7]發(fā)現(xiàn)搜索者幾乎不可能采用完全的隨機(jī)或者系統(tǒng)搜索策略，搜索績(jī)效也介于隨機(jī)和系統(tǒng)策略之間；Chan等開發(fā)了VILOMS系統(tǒng)繪制被試的視野形狀，發(fā)現(xiàn)實(shí)際的形狀不同于先前研究所提出的圓形或橢圓形，并研究視野形狀對(duì)搜索時(shí)間的影響[8-10]；Courtney等[11-12]的研究證明了視野大小與搜索績(jī)效之間的正相關(guān)性；楊林棟等發(fā)現(xiàn)，高強(qiáng)度、有反饋的視野培訓(xùn)能夠增大視野面積，顯著提高視覺搜索績(jī)效[13]；劉暢等發(fā)現(xiàn)安檢環(huán)境中的噪音會(huì)影響安檢人員的工作效率，語言可懂度對(duì)于不同難易程度任務(wù)的影響表現(xiàn)出明顯的差異[14].以上的績(jī)效研究，主要的分析對(duì)象是在搜索時(shí)間大于0.7 s，即前、后目標(biāo)不是同時(shí)發(fā)現(xiàn)的情況下[15]，各種因素如搜索策略、視野形狀和視野大小等對(duì)搜索績(jī)效的影響.但是，到目前為止，尚未有學(xué)者對(duì)多目標(biāo)視覺搜索過程中，同時(shí)發(fā)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)的現(xiàn)象及其影響因素進(jìn)行研究，使得有一定概率存在于現(xiàn)實(shí)搜索任務(wù)中，如工業(yè)檢測(cè)和安檢作業(yè)等的現(xiàn)象的研究存在不足.湯一平等[16]和丁艷[17]利用視覺傳感器對(duì)視覺搜索過程中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行捕捉.因此，筆者使用眼動(dòng)儀記錄被試在視覺搜索過程中的眼動(dòng)行為，直觀地獲取被試搜索策略；對(duì)同時(shí)發(fā)現(xiàn)多目標(biāo)的時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究其發(fā)生的機(jī)制及影響因素.

1 實(shí)驗(yàn)方案與設(shè)計(jì)

為了直觀獲取被試的搜索策略，結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)和實(shí)際情況中可能存在的情況，設(shè)計(jì)了三個(gè)目標(biāo)個(gè)數(shù)分別為3，4，5個(gè)的視覺搜索實(shí)驗(yàn)，在被試執(zhí)行搜索任務(wù)的過程中使用眼動(dòng)儀記錄眼動(dòng)數(shù)據(jù)；通過實(shí)驗(yàn)軟件本身記錄各個(gè)目標(biāo)的搜索時(shí)間，并著重分析小于0.7 s的時(shí)間數(shù)據(jù)，研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)多目標(biāo)概率及其影響因素.

1.1 被 試

共有30名浙江工業(yè)大學(xué)的學(xué)生參與到本次實(shí)驗(yàn)，其中男生17名，女生13名，占比分別為56.67%和43.33%.年齡22～26歲，平均年齡為23.7歲.

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及布置

實(shí)驗(yàn)的搜索區(qū)域由Visual Basic軟件開發(fā)，能夠模擬實(shí)際搜索場(chǎng)景，并能記錄目標(biāo)出現(xiàn)的形狀和位置，被試的搜索時(shí)間，被試的判斷數(shù)據(jù).實(shí)驗(yàn)中所使用的顯示器為Ben FP222W，參數(shù)為1 680×1 050的顯示器.本實(shí)驗(yàn)利用Tobii glasses 2眼動(dòng)儀記錄被試的眼動(dòng)數(shù)據(jù).

被試坐在眼睛距離屏幕約600 mm的座椅上，眼睛與屏幕的垂直角度約為5°～10°.

1.3 實(shí)驗(yàn)搜索區(qū)域

搜索區(qū)域長(zhǎng)寬為110 mm×74 mm(在1 680×1 050分辨率的屏幕上顯示)，目標(biāo)及背景的尺寸均為2 mm×2 mm.實(shí)驗(yàn)1中，每個(gè)搜索區(qū)域含有3個(gè)目標(biāo)；實(shí)驗(yàn)2中，每個(gè)搜索區(qū)域含有4個(gè)目標(biāo)；實(shí)驗(yàn)3中，每個(gè)搜索區(qū)域含有5個(gè)目標(biāo).目標(biāo)為“>”或“<”，已有實(shí)驗(yàn)證明，這兩種目標(biāo)的搜索難度無顯著差異[5]，目標(biāo)的種類和出現(xiàn)的位置由隨機(jī)數(shù)發(fā)生器控制，隨機(jī)出現(xiàn)在搜索區(qū)域，但不會(huì)處于區(qū)域邊緣，以免出現(xiàn)異常長(zhǎng)的搜索時(shí)間.搜索區(qū)域中央的符號(hào)“+”用來幫助被試判斷目標(biāo)所在的區(qū)域是“左上”、“右上”、“左下”還是“右下”.圖1為本實(shí)驗(yàn)搜索區(qū)域的一個(gè)示例.

圖1 實(shí)驗(yàn)搜索區(qū)域示例Fig.1 Example of search area

1.4 實(shí)驗(yàn)流程

1) 被試填寫個(gè)人信息表，包括姓名、年齡和性別等信息.

2) 主試向被試說明實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，介紹實(shí)驗(yàn)流程，并解答被試疑問.

在實(shí)驗(yàn)開始前，被試需注視屏幕中央“+”號(hào).點(diǎn)擊“開始實(shí)驗(yàn)”按鈕后，屏幕上會(huì)出現(xiàn)搜索界面，被試要求以最快的速度找出目標(biāo).當(dāng)找到第一個(gè)目標(biāo)后，立即點(diǎn)擊搜索界面右側(cè)的“找到目標(biāo)”按鈕，在彈出的界面中，判斷找到的目標(biāo)位置和形狀，然后點(diǎn)擊“繼續(xù)搜索”按鈕，則會(huì)返回原來的搜索界面，被試需要繼續(xù)尋找下一個(gè)目標(biāo)，重復(fù)上述過程，直到找到實(shí)驗(yàn)要求的所有目標(biāo)為止.

3) 被試進(jìn)行練習(xí)操作5～10 min，直到習(xí)慣操作流程.

4) 被試帶上眼動(dòng)儀，并進(jìn)行瞳孔校準(zhǔn).

5) 按照次序正式開始實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3.

6) 實(shí)驗(yàn)結(jié)束.

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 視覺搜索策略研究

從眼動(dòng)儀記錄的眼動(dòng)視頻來看，被試采用的視覺搜索策略為隨機(jī)搜索策略和系統(tǒng)搜索策略，隨機(jī)搜索策略和系統(tǒng)搜索策略示例如圖2，3所示.

圖2 隨機(jī)搜索策略Fig.2 Random search strategy

圖3 系統(tǒng)搜索策略Fig.3 System strategy

此外，對(duì)被試進(jìn)行單個(gè)多目標(biāo)搜索任務(wù)的眼動(dòng)視頻進(jìn)行分析可知，視覺搜索策略會(huì)隨著當(dāng)前的任務(wù)進(jìn)度而改變，例如，當(dāng)被試搜索第1個(gè)目標(biāo)時(shí)，傾向于采用系統(tǒng)策略，對(duì)于下1個(gè)目標(biāo)的搜索，會(huì)基于當(dāng)前目標(biāo)所在位置采用隨機(jī)策略繼續(xù)搜索.這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果同Hong和Drury的實(shí)驗(yàn)結(jié)論基本一致[20].

2.2 視覺搜索績(jī)效研究

先對(duì)視覺搜索實(shí)驗(yàn)中的搜索時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析造成搜索時(shí)間異常長(zhǎng)的影響因素后，重點(diǎn)分析同時(shí)發(fā)現(xiàn)多目標(biāo)的概率及其影響因素.

2.2.1 搜索時(shí)間統(tǒng)計(jì)

當(dāng)被試對(duì)同一個(gè)搜索區(qū)域頁(yè)面當(dāng)中所有目標(biāo)(分別為3，4，5個(gè))的類型和位置的判斷都正確的情況下，才認(rèn)為搜索結(jié)果是正確的，否則就是錯(cuò)誤的不計(jì)入統(tǒng)計(jì).在30個(gè)參試者每個(gè)人10個(gè)搜索區(qū)域頁(yè)面，實(shí)驗(yàn)1中有3個(gè)目標(biāo)，一共300組數(shù)據(jù)(每組搜索數(shù)據(jù)3個(gè)搜索時(shí)間)，有279個(gè)是正確的，正確率為93%；實(shí)驗(yàn)2中有4個(gè)目標(biāo)，一共300組數(shù)據(jù)(每組搜索數(shù)據(jù)4個(gè)搜索時(shí)間)，有279個(gè)是正確的，正確率為93%；實(shí)驗(yàn)3中有5個(gè)目標(biāo)，一共300組數(shù)據(jù)(每組搜索數(shù)據(jù)5個(gè)搜索時(shí)間)，有293個(gè)是正確的，正確率為97.7%.各個(gè)實(shí)驗(yàn)搜索時(shí)間的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示.

表1 各個(gè)實(shí)驗(yàn)搜索時(shí)間

從表1中3個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)共同的現(xiàn)象：發(fā)現(xiàn)1，最后1個(gè)目標(biāo)最長(zhǎng)，且顯著大于倒數(shù)第2個(gè)目標(biāo)，即搜索最后1個(gè)目標(biāo)的時(shí)間異常地長(zhǎng)；發(fā)現(xiàn)2，第1個(gè)目標(biāo)的搜索時(shí)間較長(zhǎng)，大于第2個(gè)甚至第3個(gè)目標(biāo)，第2個(gè)目標(biāo)的搜索時(shí)間最短，后續(xù)目標(biāo)的搜索時(shí)間在第2個(gè)目標(biāo)的時(shí)間基礎(chǔ)上遞增.

2.2.2 異常時(shí)間分析

對(duì)于發(fā)現(xiàn)1，存在某些異常長(zhǎng)的搜索時(shí)間，特別是每個(gè)實(shí)驗(yàn)中，最后一個(gè)目標(biāo)的搜索時(shí)間.這些異常時(shí)間，影響了整個(gè)視覺搜索任務(wù)的效率.對(duì)3個(gè)實(shí)驗(yàn)中，最后一個(gè)目標(biāo)的搜索時(shí)間超過30 s的情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表2所示.

表2 異常長(zhǎng)搜索時(shí)間匯總表

通過查看產(chǎn)生上述搜索時(shí)間所在實(shí)驗(yàn)的眼動(dòng)視頻，發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)共同的現(xiàn)象：

1) 被試傾向于以上一個(gè)目標(biāo)所在位置為起點(diǎn)，繼續(xù)搜索下一個(gè)目標(biāo).

2) 被試已被告知目標(biāo)可能出現(xiàn)在搜索區(qū)域的任何位置，其還是傾向于在沒有出現(xiàn)過目標(biāo)的區(qū)域進(jìn)行搜索.

3) 被試搜索過程中注視點(diǎn)跳躍性大，時(shí)常出現(xiàn)注視點(diǎn)在對(duì)角的象限來回跳躍的情況.

4) 搜索策略的改變較為頻繁，時(shí)而系統(tǒng)策略搜索，時(shí)而隨機(jī)策略搜索.

5) 在搜索無果的情況下，不是對(duì)整個(gè)搜索區(qū)域進(jìn)行排查，而是反復(fù)查看邊緣位置是否存在目標(biāo).

對(duì)上述5種現(xiàn)象進(jìn)行分析，結(jié)合Chan等對(duì)造成異常長(zhǎng)搜索時(shí)間的原因分析，如被試視野的不規(guī)則邊緣，不適當(dāng)?shù)囊曇皡^(qū)域重疊，不適當(dāng)?shù)难厶嚯x[4]；認(rèn)為能對(duì)搜索時(shí)間產(chǎn)生較大影響的因素是，搜索策略的頻繁改變和注視點(diǎn)變換距離過大.

上述影響因素的分析，可以作為其他視覺搜索實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施過程的參考，減少實(shí)驗(yàn)中異常值的存在，以獲得更多的有效數(shù)據(jù).

2.2.3 同時(shí)發(fā)現(xiàn)多目標(biāo)

由前人的實(shí)驗(yàn)可知：一次眼動(dòng)的凝視時(shí)間約為0.3 s[20]，反應(yīng)時(shí)間為0.4 s，若目標(biāo)的搜索時(shí)間小于0.7 s(凝視時(shí)間加上反應(yīng)時(shí)間)，有理由認(rèn)為被試在搜索第1個(gè)目標(biāo)的時(shí)候，已經(jīng)看到了第2個(gè)目標(biāo)，或眼睛已經(jīng)停留在第2個(gè)目標(biāo)上或其所在位置的附近.

如果在同一個(gè)搜索界面中，有1個(gè)目標(biāo)的搜索時(shí)間小于0.7 s，則可認(rèn)為被試“同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩目標(biāo)”，若有連續(xù)的兩個(gè)目標(biāo)搜索時(shí)間小于0.7 s，則可認(rèn)為被試“同時(shí)發(fā)現(xiàn)多目標(biāo)”.

對(duì)于發(fā)現(xiàn)2中，第1個(gè)目標(biāo)搜索時(shí)間較長(zhǎng)的情況，類似于文獻(xiàn)[20，4]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，原因可能是無論從哪個(gè)位置開始，其尋找范圍為整個(gè)搜索區(qū)域.

對(duì)同時(shí)發(fā)現(xiàn)2目標(biāo)和同時(shí)發(fā)現(xiàn)多目標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析數(shù)據(jù)規(guī)律并對(duì)造成該規(guī)律的原因進(jìn)行研究.

1) 概率統(tǒng)計(jì)

由表1可知，第2個(gè)目標(biāo)的平均搜索時(shí)間最短，最小值分別為0.18，0.18，0.19.對(duì)不同個(gè)數(shù)下各目標(biāo)搜索時(shí)間內(nèi)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩目標(biāo)和同時(shí)發(fā)現(xiàn)多目標(biāo)的時(shí)間個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出結(jié)果如表3，4所示.

表3 同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩目標(biāo)的時(shí)間個(gè)數(shù)

由表3可知：隨著目標(biāo)個(gè)數(shù)的增多，同時(shí)發(fā)現(xiàn)2個(gè)目標(biāo)的概率增大.就單個(gè)目標(biāo)而言，搜索第1個(gè)目標(biāo)時(shí)同時(shí)發(fā)現(xiàn)第2個(gè)目標(biāo)的概率從14.34%和25.09%增加到32.42%，搜索第2個(gè)目標(biāo)時(shí)同時(shí)發(fā)現(xiàn)第3個(gè)目標(biāo)的概率從12.19%和13.26%增加到18.77%.

就前3個(gè)目標(biāo)的整體搜索過程而言，目標(biāo)個(gè)數(shù)分別為3，4，5時(shí)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩目標(biāo)概率從26.53%，28.35%增加到51.19%，如圖4所示.對(duì)于4，5個(gè)目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)2目標(biāo)的概率，在搜索第2個(gè)目標(biāo)時(shí)達(dá)到最大，搜索后續(xù)目標(biāo)時(shí)驟減到某一個(gè)值，并穩(wěn)定或呈緩慢上升的趨勢(shì)，如圖5，6所示.

圖4 不同目標(biāo)個(gè)數(shù)下同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩目標(biāo)的概率Fig.4 The probability of find two targets simultaneously in different number of targets

圖5 4目標(biāo)條件下同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩目標(biāo)比例Fig.5 The probability of find two targets simultaneously in four targets

圖6 5目標(biāo)條件下同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩目標(biāo)比例Fig.6 The probability of find two targets simultaneously in five targets

對(duì)于第2個(gè)目標(biāo)的搜索時(shí)間小于第1個(gè)目標(biāo)的原因，工作記憶的角色可以解釋[18].Chan和Courtney認(rèn)為，被試在搜索第1個(gè)目標(biāo)時(shí)，同時(shí)看到了第2個(gè)目標(biāo)，即第2個(gè)目標(biāo)落在視野范圍內(nèi)，或者目光停留在第2個(gè)目標(biāo)上或附近[4].

對(duì)于搜索第2個(gè)目標(biāo)時(shí)同時(shí)發(fā)現(xiàn)第3個(gè)目標(biāo)的概率下降的現(xiàn)象，有以下2個(gè)原因：搜索策略的轉(zhuǎn)變和目標(biāo)間距離的變化.

2) 搜索策略轉(zhuǎn)變

從眼動(dòng)視頻來看，被試在使用幾次隨機(jī)搜索策略后，會(huì)轉(zhuǎn)變成系統(tǒng)策略，按照從上到下，從左到右的方向繼續(xù)搜索，直到找到目標(biāo)為止.

當(dāng)目標(biāo)個(gè)數(shù)從3個(gè)逐步增加到5個(gè)時(shí)，被試搜索最后1個(gè)目標(biāo)的平均時(shí)間逐漸增大，推測(cè)可能是因?yàn)楸辉囋谒阉鬟^程進(jìn)行一段時(shí)間后，不能直接判斷當(dāng)前所看到的目標(biāo)是否已經(jīng)搜索過，需要花費(fèi)時(shí)間進(jìn)行回憶和思考，導(dǎo)致所謂有效搜索面積減少的優(yōu)勢(shì)也不復(fù)存在.因此，搜索策略的轉(zhuǎn)變?cè)斐闪送瑫r(shí)發(fā)現(xiàn)多目標(biāo)概率的下降.

3) 目標(biāo)間距離的變化

目標(biāo)個(gè)數(shù)越多，對(duì)應(yīng)的目標(biāo)間的平均距離下降，同時(shí)發(fā)現(xiàn)2個(gè)目標(biāo)及多個(gè)目標(biāo)的概率越大，故對(duì)3個(gè)實(shí)驗(yàn)中的目標(biāo)間距離與搜索時(shí)間進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果分別如表5，6所示.

表5 目標(biāo)距離和搜索時(shí)間的相關(guān)分析1

Table 5 Relationship analyze of targets’distance and search time

參數(shù)目標(biāo)個(gè)數(shù)3個(gè)4個(gè)5個(gè)合計(jì)R0．2690．2590．1340．184P0．0300．0020．0280．000

P表示因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果無影響的顯著概率.由表5可知：P值均小于0.05，說明同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩目標(biāo)的情況下，目標(biāo)距離和搜索時(shí)間的關(guān)系具有統(tǒng)計(jì)意義上的顯著性，相關(guān)系數(shù)R值分別為0.269，0.259和0.134，均小于0.3，說明目標(biāo)距離和搜索時(shí)間存在弱相關(guān)關(guān)系.

表6 目標(biāo)距離和搜索時(shí)間的相關(guān)分析2

Table 6 Relationship analyze of targets’distance and search time

參數(shù)目標(biāo)個(gè)數(shù)3個(gè)4個(gè)合計(jì)R0．2690．5070．315P0．0140．0070．001

由表6可知：P值均小于0.05，說明同時(shí)發(fā)現(xiàn)3目標(biāo)的情況下，目標(biāo)距離和搜索時(shí)間的關(guān)系具有統(tǒng)計(jì)意義上的顯著性；相關(guān)系數(shù)R值分別為0.269和0.507，目標(biāo)距離和搜索時(shí)間存在弱相關(guān)關(guān)系；同時(shí)發(fā)現(xiàn)4目標(biāo)時(shí)，目標(biāo)距離和搜索時(shí)間存在中等強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系.

綜上可知：在同時(shí)發(fā)現(xiàn)2目標(biāo)和同時(shí)發(fā)現(xiàn)多個(gè)目標(biāo)，距離和搜索時(shí)間的關(guān)系均具有統(tǒng)計(jì)意義上的顯著性,且同時(shí)發(fā)現(xiàn)多目標(biāo)比同時(shí)發(fā)現(xiàn)2目標(biāo)受距離的相關(guān)性更強(qiáng).

3 結(jié) 論

本研究結(jié)合眼動(dòng)設(shè)備記錄了被試在視覺搜索過程中的眼動(dòng)特征，直觀獲得了被試的視覺搜索策略；對(duì)搜集到時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，著重分析了同時(shí)發(fā)現(xiàn)多目標(biāo)的概率和原因，結(jié)果表明：在多目標(biāo)視覺搜索過程中，被試采取的搜索策略為隨機(jī)搜索策略，與前人通過數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出的搜索策略相一致；在多目標(biāo)視覺搜索過程中，造成異常長(zhǎng)的搜索時(shí)間的原因主要有頻繁改變搜索策略和注視點(diǎn)變換距離過大；在多目標(biāo)視覺搜索過程中，同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩目標(biāo)的概率隨著目標(biāo)個(gè)數(shù)的增多而增大，同時(shí)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)以上目標(biāo)的概率與目標(biāo)個(gè)數(shù)無顯著關(guān)系；目標(biāo)距離和搜索時(shí)間存在統(tǒng)計(jì)意義上的顯著關(guān)系，即目標(biāo)間距離越近，目標(biāo)被同時(shí)發(fā)現(xiàn)的概率越大.

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(責(zé)任編輯：劉 巖)

Study on performance of multi-targets visual search based on eye movement

TANG Hongtao, SU Dandan, LAN Xiuju, CHAI Wenchao

(College of Mechanical Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)

Visual search is always hot research field of human factors. In order to discuss target number’s influence on find target simultaneously(FTS), three experiments were designed, and eye track system is used for recording in the meantime. Through analysis of the playback of video data of eye movement and experiment data, the participant tends to adopt random search strategy; frequently changing search strategies and non-optimum overlap distance of fixation point impact the search process, are reasons for the extremely long search time; the probability of FTS is increasing with increasing number of targets, the relationship of target distance and search time is also found.

multi-targets; visual search; eye movement; find two targets simultaneously

2016-03-08

湯洪濤(1976—)，男，湖北十堰人，副教授，研究方向?yàn)橄到y(tǒng)建模與仿真及人因工程等，E-mail:tanght@zjut.edu.cn.

TB18

A

1006-4303(2017)01-0108-06