Kasvokäyttöliittymän katseenseurantasignaalin suodatus Kalman-suotimella

Abstract

Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, millä tavoin Kalman-suodin vaikuttaa osoitus- ja valintatapahtumien nopeuteen ja tarkkuuteen verrattuna pupillintunnistusalgoritmiin liitettyyn yksinkertaiseen signaalinsuodatusmenetelmään. Osoitus- ja valintalaitteena tutkimustehtävissä oli uudenlainen kasvokäyttöliittymän prototyyppilaite, jolla kohteita osoitetaan katseella ja kohteet valitaan aktivoimalla kasvolihaksia tahdonalaisesti. Katseenseurantasignaalia suodatettiin tehtävien tekemisen aikana joko pupillintunnistusalgoritmiin liitetyllä yksinkertaisella signaalinsuodatusmenetelmällä tai Kalman-suotimella. Tutkimukset suoritettiin osittain kontrolloiduissa toimisto-oloissa ja kontrolloiduissa laboratorio-oloissa. Osallistujat suorittivat yksinkertaisia tehtäviä osoittamalla ja valitsemalla erikokoisia ja eri etäisyyksillä sijaitsevia kohteita. Tehtävien tekemisen lisäksi osallistujat vastasivat haastattelukysymyksiin, joissa he arvioivat suoritusten nopeutta, tarkkuutta ja helppoutta. Varsinaisen tutkimuksen tulokset osoittivat, että Kalman-suotimen kanssa keskimääräiset osoitusajat olivat 9,4 % nopeammat kuin ilman suodinta, suorituksen tehokkuus oli 27,1 % parempi suotimen kanssa kuin ilman suodinta ja uudelleenfokusointitapahtumia oli 10,8 % vähemmän suotimen kanssa kuin ilman suodinta. Suoritus parani Kalman-suotimen kanssa työskennellessä kolmella suurimmalla osoitusetäisyydellä (260, 450 ja 520 millimetriä). Virheitä tehtiin 2,0 % enemmän suotimen kanssa kuin ilman suodinta. Osallistujat arvioivat suorituksen olleen nopeampi, tarkempi ja helpompi Kalman-suotimen ollessa käytössä. Kalman-suotimen käytöstä kasvokäyttöliittymän katseenseurantasignaalin suodatukseen voi siis olla hyötyä ainakin kolmella suurimmalla osoitusetäisyydellä.

Asiasanat:katseenseuranta, kasvolihasaktivaatio, multimodaalinen vuorovaikutus, kasvokäyttöliittymä, Kalman-suodin