استخدام قياسات المخ وتسجيل الفيديو عالية الجودة لتحليل الإدراك البصري لمحتوى الوسائط
Summary
نقدم الكشف، واقتناء، وتحليل معدلات اييبلينك أثناء مشاهدة المحتوى الإعلامي.
Abstract
ويستكشف هذا المقال طريقة للكشف عن الاختلافات في الإدراك البصري لدى البشر. وتستند الطريقة المستخدمة وظيفة اييبلينكس النفسية (أو “المعرفي”). يتم الكشف عن اييبلينكس المشاركين والمكتسبة أثناء مشاهدة أشرطة الفيديو التي تم إنشاؤها على وجه التحديد للتحقيق. بالكشف عن والحصول على اييبلينكس تنفذ بالمساعدة من الجهاز اللاسلكي (EEG) اليكترونسيفالوجرافيك 20-قناة. الدولي هو اتباع نظام 10-20 لوضع قطب كهربائي. كاميرا فيديو عالية الدقة (HD) يستخدم لتسجيل المشتركين تعابير الوجه، لأغراض التباين. بدلاً من استخدام محتوى الوسائط الموجودة من قبل، تم إنشاء الغرض من صنع محتوى الفيديو بعد معايير محددة ذات أهمية لهذا التحقيق، مع حوافز تمكن الباحثين إلى إدارة المعلمات دقيقة للفائدة. وبخلاف ذلك، يمكن أن تكون ملوثة النتائج مع المتغيرات غير المنضبط. تزامن تقديم المحفزات الفيديو مع تسجيلات التخطيط الدماغي يلزم القيام به في ميلي ثانية. يتم إجراء تحليل للبيانات التي تم جمعها مع البرامج القوية للعمل مع مصفوفات كبيرة. وتوجد فروق معتد بها إحصائيا في معدل اييبلينك المتعلقة بإضفاء الطابع المهني على وسائل الإعلام ونمط التحرير مع الإجراءات التجريبية تم الإبلاغ عنها.
Introduction
والغرض من هذا الأسلوب
ويقترح هذا الأسلوب بروتوكول ثنائي للكشف عن اييبلينكس. ويهدف إلى تحليل المشاهدين الإدراك البصري لمحتوى الوسائط، أنشئت خصيصا لهذا التحقيق، باستخدام تسجيلات التخطيط الدماغي وأنظمة تسجيل الفيديو عالية الدقة.
الأساس المنطقي للتنمية و/أو استخدام هذه الطريقة
يخفي كل اييبلينك تدفق البصرية لمرض التصلب العصبي المتعدد 150-4001،2. وقد تطرف الفسيولوجية3،،من45 و النفسية6،7 وظائف. تم دراسة العلاقة بين معدل الاهتمام واييبلينك وقد ثبت في دراسات مختلفة8. مستوى أعلى من الاهتمام ينخفض معدل اييبلينك ووفقا للدراسات السابقة، حصة البشر إليه للتحكم في توقيت يومض الذي يبحث في الوقت الراهن أفضل لتجنب فقدان المعلومات البصرية الهامة9. وهكذا، تحليل سلوك اييبلينك من المشاهدين عند مشاهدة الشاشات يمكن أن تقدم معلومات بشأن مستوى الاهتمام الذي يولي لمحتويات وسائل الإعلام.
أسلوب واحد للكشف عن معدل اييبلينك تلقائية باستخدام أقطاب EEG لتسجيل النشاط الكهربائي. يمكن بسهولة اكتشاف اييبلينكس بريفرونتال واليكتروكولوجرام كهربائي متصل بنظام تسجيل EEG. وتعتبر اييبلينكس في معظم التحليلات EEG، القطع الأثرية. لهذا السبب، فقد العديد من حزم البرامج المصممة لتحليل بيانات التخطيط الدماغي اييبلينك للكشف عن10. الاستفادة من استخدام التخطيط الدماغي للكشف عن اييبلينكس عالية الدقة الزمنية (حسب ترتيب ميلي ثانية) وإمكانية تسجيل آثار المخ السرود المختلفة وتخفيضات في الأفلام متزامنة مع تلك اييبلينكس-مسألة مفتوحة للمزيد الدراسة. تسجيل وجوه المشتركين مع كاميرا عالية الدقة يمكن أيضا مفيدة ل أغراض التباين مطابقة/9.
مزايا على أساليب بديلة مع إشارات إلى الدراسات ذات الصلة
وهناك أساليب متعددة لعد يومض العين. بعض أدوات مخصصة لكشف يومض بلفائف المغناطيسي، الأشعة تحت الحمراء (IR) أشعة الضوء، كشف الحركة الإلكترونية البصرية مع تحليل حركة العين مثل تقنيات تتبع العين، والعديد من التقنيات التي تستند إلى إشارات bioelectrical، مثلاً، اليكتروكولوجرافي (EOG)، الكتروميوجرافي (EMG)، والتخطيط الدماغي. يتم عد خيار آخر أكثر دقة، ولكنها تستغرق وقتاً طويلاً يدوياً يومض تسجيل فيديو الإطار حسب الإطار11. التكنولوجيات اليوم يمكن تصنيفها عموما إلى مجموعتين: أ) الاتصال خالية من التسجيل الذي يشمل طرائق اثنين، الكشف عن وميض مباشرة استخدام رؤية الكمبيوتر وكشف طرفه دون اتصال باستخدام تتبع العين، وب) الاتصال المستندة إلى التسجيل باستخدام الإشارات البيولوجية من خلال EOG والتخطيط الدماغي الأجهزة12،13.
نظام تتبع العين تكنولوجيا مستخدمة على نطاق واسع، تتراوح بين التصاميم السلبية التقليدية المستندة إلى الصور نشط قرب الأشعة تحت الحمراء-النهج المستندة إلى تستخدم أساسا اليوم مع كاميرا عالية الدقة. هذا الأخير يستغل الخصائص الانعكاسية للتلميذ تحت الأشعة تحت الحمراء إضاءة14. المفهوم الذي يرتكز عليه الأساليب الحديثة في العين تتبع التلميذ مركز القرنية انعكاس (بتشر)، الذي ينطوي على كاميرا تتبع مركز التلميذ، حيث يعكس الضوء من القرنية. ومع ذلك، هناك نقص خوارزميات الكشف عن وميض نشرت للعين تتبع البروتوكولات. وعلاوة على ذلك، على الرغم من أن تقديم نماذج مختلفة من العين تتبع في السوق البرامج المتكاملة مع الكشف عن وميض، التعليمات البرمجية المصدر هو لا دائماً المقدمة من الشركات المصنعة، مما يجعل من الصعب على تعديل أو معرفة كيفية عمل الخوارزميات12. أيضا، هناك خلال التجارب مع العين تتبع الأحداث التي تسبب فقدان البيانات، مثل تعقب حالات التأخير ورأسه كبير أو نظرات الحركات. منطقة العين صغيرة جداً في التقاط الفيديو، وهي مشكلة بالنسبة لحساب المدة الطرفة، والذي يقدم في بعض الأحيان أنواع مختلفة من التحف15.
وفي هذه التجربة، تستخدم أساليب التخطيط الدماغي و EOG. لا يتم عادة استخدام التخطيط الدماغي وحدها للكشف عن اييبلينكس. تحليل اييبلينكس المسجلة مع أقطاب EEG غير إجراء موحد لدراسة حالات التشريد جفن. يمكن هذا الإجراء الباحثين الحصول على المعلومات بالضبط عندما اييبلينكس تأخذ مكان. نمط الإشارات الأكثر شيوعاً لكشف يومض نقطة الذروة، تمثل استجابات الحركة الرأسية. وهناك عدة ذروة الكشف عن الخوارزميات المطبقة على الخام EEG، وقت-المجال، أو إشارات تردد المجال. هي العمليات التي ينطوي عليها تحديد ذروة الكشف عن ذروة واستخراج ميزة التصنيف. اييبلينكس أثرا كبيرا على القنوات أمامي إشارة EEG. عادة، يتم الكشف عن اييبلينكس في EEG باستخدام عتبة محددة سلفا سعة16. الخوارزميات في تحليل البرمجيات المستخدمة في هذه التجربة تقوم على الانحراف المعياري للإشارات وجذر متوسط مربع (RMS) إشارة EEG التي تمت تصفيتها من قبل؛ فهي مفتوحة المصدر ومتاحة ل الأوساط العلمية17. ومع ذلك، يمكن أن تثير بعض حركات العين التي لا تنطوي على اييبلينكس النشاط الكهربائي الذي قد يكون مربكاً. ولهذا السبب، تسمح طريقة ثانية-تسجيل وجوه المشاهدين مع كاميرا فيديو عالية الدقة–الباحثين لمطابقة اييبلينكس بحسابها يدوياً. مع هذا أسلوب مزدوج، يحقق المحقق مصفوفة اييبلينكس التي يمكن تحليلها بسهولة مع الأدوات الإحصائية.
ولذلك، ينفذ الطريقة المقترحة تثليث بيانات مع مصدرين مختلفين للتحقق من صحة اييبلينكس تم الكشف عنها. يستند هذا الأسلوب إلى ناكانو et al. دلائل9 لتأكيد. في الوقت نفسه، كما أنها تمكن الباحثين بجمع المعلومات نشاط الدماغ ونطاق التردد لمزيد من التحليل. التجربة الموصوفة هنا جزء من تحقيقات المستقبل أوسع في الآثار التخفيضات نمط التحرير في مناطق الدماغ والقفويه وبريفرونتال.
تحديد “ما إذا كان الأسلوب في” المناسبة للتحقيق
ويتيح هذا البروتوكول التجريبي اييبلينكس المشاهدين حين مشاهدة محتوى الفيديو لتكون دراسة الظروف التجريبية تحت ثلاثة. أولاً، يتم الكشف عن معدل اييبلينك باستخدام تقنيات تكميلية هما: التخطيط الدماغي ومسجل أشرطة الفيديو عالية الدقة. هنا، نحن نستخدم التخطيط الدماغي لاسلكية مع القنوات 20. يتم إنشاء حوافز محددة، والثانية تتكيف مع التجربة، حتى أن الباحث يمكن إدارة كافة المتغيرات من المحتوى المرئي. هنا، تم إنشاء ثلاثة أشرطة فيديو بنفس السرد ولكنها مختلفة تحرير الفيديو النمط. وتألفت السرد رجل دخلت غرفة، جلس إلى طاولة، جوجليد مع ثلاث كرات، فتح جهاز كمبيوتر محمول، والبحث عن المعلومات في بعض الكتب، كتابة شيء ما على الكمبيوتر المحمول، أغلقت، أكل تفاحة، ينظر مباشرة إلى الكاميرا، وغادر الغرفة. آخر المحفزات الفيديو ثلاثة 198 ق كل. وكان الأول فيلم طلقة واحدة؛ تم تحريره والثاني وفقا لقواعد تشبه أفلام هوليوود الكلاسيكية مع لقطات مختلفة 33؛ والثالثة تم تحريرها بعد قواعد طراز تي مع لقطات 79. كما تم تقديم حافز الرابعة الذي كان السرد متطابقة، ولكن كان التنسيق تمثيل حقيقي مع فاعل بدلاً من شريط فيديو. هذا الحافز غير الفيديو الرابع لم تستخدم في دراسة أولية للتحرير على غرار الاختلافات، بل كان يستخدم في إجراء تحقيقات مختلفة لمقارنة معدل اييبلينك الفروق بين التمثيل الحقيقي ووسائل الإعلام الذين تم فرزهم8. يتم تحديد مجموعات مختلفة، والثالثة من المشاركين اعتماداً على خبرتها السابقة في تحليل أشرطة الفيديو المرئي. والغرض لتحديد الاختلافات في معدلات اييبلينك الجماعات موضوع مشاهدة نفس المحفزات البصرية. وفي هذه الحالة، شارك 40 مواضيع في التحقيق. نصف هؤلاء من العاملين في وسائط الإعلام (16 من الذكور والإناث 4؛ سن 30-56 سنة، مع متوسط سن 44.15 ±7.15 سنة) وكان الباقون من غير الإعلاميين (15 من الذكور والإناث 5؛ سن 28-56 سنة، بمتوسط سن 43.25 ± 8.59 سنة). وقد اختيرت الإعلاميين مع معيار أكثر من 6 سنوات من الخبرة في صنع القرارات المتعلقة بتحرير وسائل الإعلام في عملهم اليومي.
Protocol
Representative Results
Discussion
يتم وصف أسلوب لتحليل الإدراك البصري لمحتوى الوسائط مع الغرض من صنع الخلق فيديو هنا. العديد من الدراسات الأخرى محاولة لتحليل مفهوم المحتوى الإعلامي في سياقات السرد مع الأفلام الموجودة من قبل. الأسلوب الحالي يقترح إنشاء المحتوى المرئي مع بناء سردي بعد وضع معايير للفائدة، ويستند إلى الاقتر?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
دعمت هذه الدراسة وزارة الاقتصاد الإسبانية والمنح التنافسية (BFU2014-56692-R و BFU2017-82375-R).
Materials
| 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 |
References
- Shapiro, K. L., Raymond, J. E. The attentional blink: temporal constraints on consciousness. Attention and Time. , 35-48 (2008).
- VanderWerf, F., Brassinga, P., Reits, D., Aramideh, M., Ongerboer de Visser, B. Eyelid movements: behavioral studies of blinking in humans under different stimulus conditions. Journal of Neurophysiology. 89 (5), 2784-2796 (2003).
- Andreu-Sánchez, C., Martín-Pascual, M. &. #. 1. 9. 3. ;., Gruart, A., Delgado-García, J. M. Eyeblink rate watching classical Hollywood and post-classical MTV editing styles, in media and non-media professionals. Scientific Reports. 7, 43267 (2017).
- Bour, L. J., Aramideh, M., de Visser, B. W. Neurophysiological aspects of eye and eyelid movements during blinking in humans. Journal of Neurophysiology. 83 (1), 166-176 (2000).
- Delgado-García, J. M., Gruart, A., Múnera, A. Neural organization of eyelid responses. Movement disorders: official journal of the Movement Disorder Society. 17 Suppl 2, S33-S36 (2002).
- Wiseman, R., Nakano, T. Blink and you’ll miss it: the role of blinking in the perception of magic tricks. PeerJ. (4), e1873 (2016).
- Fogarty, C., Stern, J. A. Eye movements and blinks: their relationship to higher cognitive processes. International Journal of Psychophysiology official journal of the International Organization of Psychophysiology. 8, 35-42 (1989).
- Andreu-Sánchez, C., Martín-Pascual, M. &. #. 1. 9. 3. ;., Gruart, A., Delgado-García, J. M. Looking at reality versus watching screens: Media professionalization effects on the spontaneous eyeblink rate. PLoS ONE. 12 (5), (2017).
- Nakano, T., Yamamoto, Y., Kitajo, K., Takahashi, T., Kitazawa, S. Synchronization of spontaneous eyeblinks while viewing video stories. Proceedings. Biological sciences / The Royal Society. 276, 3635-3644 (2009).
- Tadel, F., Bock, E., Mosher, J. C., Baillet, S. . Detect and remove artifacts. , (2015).
- Jiang, X., Tien, G., Huang, D., Zheng, B., Atkins, M. S. Capturing and evaluating blinks from video-based eyetrackers. Behavior Research Methods. 45 (3), 656-663 (2013).
- Pedrotti, M., Lei, S., Dzaack, J., Rotting, M. A data-driven algorithm for offline pupil signal preprocessing and eyeblink detection in low-speed eye-tracking protocols. Behavior Research Methods. 43 (2), 372-383 (2011).
- Adam, A., Ibrahim, Z., Mokhtar, N., Shapiai, M. I., Mubin, M. Evaluation of different peak models of eye blink EEG for signal peak detection using artificial neural network. Neural Network World. 26 (1), 67-89 (2016).
- Zhu, Z., Ji, Q. Robust real-time eye detection and tracking under variable lighting conditions and various face orientations. Computer Vision and Image Understanding. 98, 124-154 (2005).
- Lalonde, M., Byrns, D., Gagnon, L., Teasdale, N., Laurendeau, D. Real-time eye blink detection with GPU-based SIFT tracking. Proceedings – Fourth Canadian Conference on Computer and Robot Vision, CRV 2007. , 481-487 (2007).
- Chang, W., Cha, H., Kim, K., Im, C. Detection of eye blink artifacts from single prefrontal channel electroencephalogram. Computer Methods and Programs in Biomedicine. 124, 19-30 (2016).
- Tadel, F., Bock, E., Mosher, J. C., Baillet, S. . Brainstorm3: Function process_evt_detect.m. , (2018).
- Hall, A. The origin and purposes of blinking. The British Journal of Ophthalmology. 29 (9), 445-467 (1945).
- Nakano, T., Kitazawa, S. Eyeblink entrainment at breakpoints of speech. Experimental Brain Research. 250, 577-581 (2010).
- Siegle, G. J., Ichikawa, N., Steinhauer, S. Blink before and after you think: Blinks occur prior to and following cognitive load indexed by pupillary responses. Psychophysiology. 45, 679-687 (2008).
- Shultz, S., Klin, A., Jones, W. Inhibition of eye blinking reveals subjective perceptions of stimulus salience. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (52), 21270-21275 (2011).
- Wong, K. K. W., Wan, W. Y., Kaye, S. B. Blinking and operating cognition versus vision. BritishJournal of Ophthalmology. 86, 479 (2002).
- Leal, S., Vrij, A. Blinking during and after lying. Journal of Nonverbal Behavior. 32 (2008), 187-194 (2008).
- Murch, W. . In the blink of an eye: A perspective on film editing. , (1995).
- Holland, M. K., Tarlow, G. Blinking and thinking. Perceptual and Motor Skills. 41 (2), 503-506 (1975).
- Orchard, L. N., Stern, J. A. Blinks as an index of cognitive activity during reading. Integrative Physiological and Behavioral Science. 2, 108-116 (1991).
- Faubert, J. Professional athletes have extraordinary skills for rapidly learning complex and neutral dynamic visual scenes. Scientific Reports. 3 (1154), 1-3 (2013).
- Kirk, U., Skov, M., Schram Christensen, M., Nygaard, N. Brain correlates of aesthetic expertise: A parametric fMRI study. Brain and Cognition. 69, 306-315 (2008).
- Lotze, M., Scheler, G., Tan, H. R., Braun, C., Birbaumer, N. The musician’s brain: functional imaging of amateurs and professionals during performance and imagery. Neuroimage. 20 (3), 1817-1829 (2003).
- Calvo-Merino, B., Glaser, D. E., Grèzes, J., Passingham, R. E., Haggard, P. Action observation and acquired motor skills: an FMRI study with expert dancers. Cerebral cortex. 15 (8), 1243-1249 (2005).
