TWI783604B - 手眼動作追蹤之閱讀介面設計方法 - Google Patents

Abstract

本發明為有關一種手眼動作追蹤之閱讀介面設計方法，主要於受試者使用閱讀裝置的過程中，利用眼球追蹤裝置紀錄閱讀時的眼動的情形，並利用介面操作紀錄裝置監測該受試者對該閱讀介面之操作動作，操作動作之部分更細分由滑鼠操作監控部、鍵盤操作監控部、及文字比例監控部執行，及於閱讀後利用視覺疲勞檢測裝置判斷受試者的視覺疲勞程度，並對其進行迴歸分析，及利用觀感調查單元紀錄受試者的主觀觀感，最後統整各項監測數據。藉此分析閱讀介面與操作動作的使用次數與時間，並與受試者主觀視覺疲勞程度進行迴歸分析，進而瞭解試驗變項間的關聯性，以輔助使用者設計更適合閱讀之介面。

Description

手眼動作追蹤之閱讀介面設計方法

本發明為提供一種手眼動作追蹤之閱讀介面設計方法，尤指一種可協助研究一般人對不同閱讀介面與操控裝置的使用頻率及習慣，而輔助使用者開發可提升操控便利性、降低視覺疲勞之閱讀介面的手眼動作追蹤之閱讀介面設計方法。

按，網路的普及衍生出來一種新式資訊來源，如電子書、各大網站、電子報等，乃至於時下流行之Facebook、Instagram、LINE、Blog等，讓人們可以快速獲得資訊及提供更多互動，也因此注視螢幕的時間大幅增加，若又沒有獲得適當的休息，容易造成眼睛酸澀、模糊閃爍等視覺負擔所帶來的症狀，加上注視螢幕會有眨眼次數減少、加速淚液的蒸發，而加劇眼睛疲勞的問題。

在長時間的使用下，用來閱讀網路上資訊的閱讀介面與操控裝置(browsing interface & operating device，BIOC)的適用性就顯得相當的重要，所謂BIOC係指人們在使用電腦閱讀資訊時，用來對資訊進行操作、選擇、搜尋或控制等動作之軟硬體工具，例如滑鼠左右鍵、滑鼠滾輪、視窗捲軸、鍵盤方向鍵等，而在不同的閱讀介面下，不同操控裝置設計因子(捲軸與滾輪、跳動幅度、縮放比例等)，對介面使用者執行圖文資訊閱讀及搜尋作業時，視覺績效與疲勞皆有可能造成的影響。

是以，要如何解決上述習用之問題與缺失，即為本發明之發明人與從事此行業之相關廠商所亟欲研究改善之方向所在者。

故，本發明之發明人有鑑於上述缺失，乃蒐集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種可協助研究一般人對不同閱讀介面與操控裝置的使用頻率及習慣，而輔助使用者開發可提升操控便利性、降低視覺疲勞之閱讀介面的手眼動作追蹤之閱讀介面設計方法的發明專利者。

本發明之主要目的在於：監測受試者在閱讀過程中的眼球動作及手部動作，並評估受試者的視覺疲勞程度及主觀觀感，以統計分析一般人閱讀習慣，進而提供可提升操控便利性、降低視覺疲勞之閱讀介面的設計方向。

為達成上述目的，本發明之主要結構包括：一閱讀裝置、一眼球追蹤裝置、一介面操作紀錄裝置、一滑鼠操作監控部、一鍵盤操作監控部、一文字比例監控部、一視覺疲勞檢測裝置、一觀感調查單元、及一迴歸分析模組；藉由上述結構，提供一閱讀裝置，供受試者在閱讀介面中閱讀顯示資訊，於該受試者閱讀過程中，利用眼球追蹤裝置紀錄閱讀時的眼動情形、及利用介面操作紀錄裝置監測該受試者對該閱讀介面之操作動作，而操作動作的監控更細分由滑鼠操作監控部監測該受試者的滑鼠操作動作、由鍵盤操作監控部監測該受試者的鍵盤操作動作、及由文字比例監控部監測該受試者的調整文字佔頁面的比例，並於受試者閱讀結束後，利用視覺疲勞檢測裝置判斷該受試者之視覺疲勞程度，並利用迴歸分析模組分析該視覺疲勞程度，及利用觀感調查單元紀錄該受試者之主觀觀感，最後統整分析各項監測數據，以瞭解各變項之間的關聯性，做為閱讀介面的改良依據，以輔助使用者設計更適合閱讀之介面。

藉由上述技術，可針對習用閱讀介面所存在之容易加劇眼睛疲勞的問題點加以突破，達到上述優點之實用進步性。

1、1a:閱讀裝置

11:閱讀介面

111、111a:顯示資訊

12a:情境資料庫

13a:任務發布模組

2、2a:眼球追蹤裝置

21a:下顎支撐件

22a:攝影裝置

3、3a:介面操作紀錄裝置

31:滑鼠操作監控部

32:鍵盤操作監控部

33:文字比例監控部

4:視覺疲勞檢測裝置

51:觀感調查單元

52a:事前調查問卷

6:迴歸分析模組

第一圖 係為本發明較佳實施例之步驟流程圖。

第二圖 係為網頁閱讀之視覺處理流程圖。

第三圖 係為本發明較佳實施例之實施示意圖(一)。

第四圖 係為本發明較佳實施例之實施示意圖(二)。

第五圖 係為本發明較佳實施例之迴歸分析示意圖。

第六圖 係為本發明再一較佳實施例之實施示意圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及構造，茲繪圖就本發明較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全了解。

請參閱第一圖至第五圖所示，係為本發明較佳實施例之步驟流程圖至迴歸分析示意圖，由圖中可清楚看出本發明之主要步驟包括：(a)提供一閱讀裝置1，供受試者在一閱讀介面11中閱讀一顯示資訊111，該閱讀裝置1內具有一任務發布模組13，以引導該受試者進行指定的操作行為；(b)於該受試者閱讀過程中，利用一眼球追蹤裝置2紀錄閱讀時的眼動情形；(c)於該受試者閱讀過程中，利用一介面操作紀錄裝置3監測該受試者對該閱讀介面11之操作動作；(d)利用該介面操作紀錄裝置3之滑鼠操作監控部31，監測該受試者的滑鼠操作動作；(e)利用該介面操作紀錄裝置3之鍵盤操作監控部32，監測該受試者的鍵盤操作動作；(f)利用該介面操作紀錄裝置3之文字比例監控部33，監測該受試者的調整文字佔頁面的比例；(g)於該受試者閱讀結束後，利用一視覺疲勞檢測裝置4判斷該受試者之視覺疲勞程度，並以一迴歸分析模組6，分析該視覺疲勞程度；(h)於該受試者閱讀結束後，利用一觀感調查單元51紀錄該受試者之主觀觀感；及(i)統整該眼動情形、該操作動作、該視覺疲勞程度、及該主觀觀感，以作為使用者之設計參考。

藉由上述之說明，已可了解本技術之結構，而依據這個結構之對應配合，更可協助研究一般人對不同閱讀介面11與操控裝置的使用頻率及習慣，而達到輔助使用者開發可提升操控便利性、降低視覺疲勞之閱讀介面11 的優勢，而由圖中可清楚看出，閱讀裝置1係以電腦螢幕作為舉例，閱讀介面11舉例為網頁瀏覽器，顯示資訊111以網頁文字資訊作為舉例，任務發布模組13為可產生文字視窗的軟體，任務發布模組13於圖式中則以電腦內的虛線框框代表，眼球追蹤裝置2以Tobii Eye Tracker 4C作為舉例，介面操作紀錄裝置3係使用SR Research Experiment Builder之軟體，圖示則以電腦內之虛線框框代表，視覺疲勞檢測裝置4為參酌眼球追蹤裝置2測得之視線角度、聚焦狀況等眼動數據，配合檢測頭部動作、眨眼次數等綜合判斷視覺疲勞程度之工具，本實施例則配合電腦上的鏡頭執行，而觀感調查單元51為問卷調查表或可提供問卷調查功能之軟體或設備。

如第二圖所示，首先先對一般人在網頁閱讀的過程中，眼睛對文字會產生的四種主要視覺處理方式進行說明：(1)注視(fixations or gazes)：即閱讀文章時發生視覺停留以知覺(perceptual)文章字詞的期間；(2)跳視(saccades)：即目光在不同的凝視點間簡短、快速的跳動行為；(3)迴掃(return sweep)：即在讀到每一行末端時，目光移回下一行的起始點的動作；(4)迴歸(regression)：為了釐清不完全的資訊，有時讀者必須將目光移回前面，而這種將目光往先前已讀過的字詞移動的跳視動作即為回歸。而在網頁閱讀的過程中，上述四個動作皆與手動反應相關，且由於閱讀的區域較書面資料來得大，因此勢必需要增加迴歸與眼球中央小窩移動的次數，而在此當中，以同樣的閱讀內容來說，因為網頁捲動的次數要比文本資訊來得頻繁，故又必須增加手指捲動頁面或操作滾輪的動作，從而增加視覺疲勞與心智負荷。

如第三圖所示，實際操作時，本發明為了減少非必要的變異因素，首先將閱讀裝置1設置於固定位置，使每位受試者觀看螢幕時的距離、角度儘可能完全相同，讓每位受試者閱讀時環境條件差異極小化，差異極小化的部分也包括閱讀介面11及顯示資訊111，顯示資訊111的部分乃透過任務發布模組13提供不同任務的測試方式，讓各受試者為了相同的目的閱讀顯示資訊111，以蒐集更多參數供使用者參考。舉例而言，每位受試者可多次的隨機進行不同任務，如選取到購物網站之任務即告知受試者必須閱讀購物網站並搜尋指定之商品，並要求受試者在指定時間內完成所選取之任務。接著於實驗中利用眼球追蹤裝置2記錄閱讀內容與受試者閱讀的眼球移動過程，透過眼球追蹤裝置2可以完整紀錄眼球閱讀的移動情形。

如第四圖及第五圖所示，為進一步瞭解受試者在使用閱讀裝置1閱讀顯示資訊111時，確實使用各種操控裝置的頻率與時間，以及在閱讀過程所遭遇到的不便及問題，因此，本發明係以介面操作紀錄裝置3監測該受試者對該閱讀介面11之操作動作，其中包括利用滑鼠操作監控部31監測該受試者的滑鼠操作動作、及利用鍵盤操作監控部32監測該受試者的鍵盤操作動作，此二者可在受試者閱讀顯示資訊111時，監控其所使用的閱讀介面11與操控裝置類型、次數與時間，閱讀介面11與操控裝置包括：滑鼠滾輪、滑鼠左右鍵、視窗捲軸、鍵盤方向鍵、鍵盤換頁鍵等，而由於在不同類型的顯示資訊111中，文字佔頁面的比例皆有所不同，如網頁新聞的文字比例大於購物網站的文字比例，亦即在網路新聞的頁面中有較多的文字版面，購物網站則否，故本發明利用文字比例監控部33則監測該受試者的調整文字佔頁面的比例，而該文字比例監控部33係使用「資訊墨水比(data-ink ratio)」之方式，來估計文字訊息中的文字佔頁面的比例。

實驗結束後，利用視覺疲勞檢測裝置4客觀的判斷該受試者之視覺疲勞程度，並利用迴歸分析模組6對視覺疲勞程度進行線性迴歸分析，以產如李克特量表(Likert scale)之視覺疲勞分析結果，另再提供觀感調查單元51予受試者，以針對剛剛的閱讀過程對受試者實施問卷調查，藉以挖掘確認在每個閱讀階段的操控情形，及瞭解閱讀過程中操控裝置、螢幕跳動及網頁呈現情形等，對視覺所造成的主觀影響。最後統整分析各項監測數據，本發明係使用IBM SPSS軟體及SFI Minitab軟體作為分析工具，在研究資料的敘述統計方面，利用次數分配分析，統計受試者的人口背景變項，其次，針對不同的文字訊息類型、閱讀介面11與操控裝置的使用次數與時間進行單因子獨立變異數分析(Analysis of Variance，ANOVA)分析，最後再將閱讀介面11與操控裝置的使用次數及時間，與受試者主觀視覺疲勞程度進行迴歸分析，進以瞭解試驗變項間的關連性，藉此將相關數據提供給閱讀介面11的開發者，輔助其開發可提升操控便利性、降低視覺疲勞之閱讀介面11。

再請同時配合參閱第六圖所示，係為本發明再一較佳實施例之實施示意圖，由圖中可清楚看出，本實施例與上述實施例為大同小異，僅將該眼球追蹤裝置2a搭配使用一下顎支撐件21a，及於該眼球追蹤裝置2a一側設有一攝影裝置22a。讓受試者在閱讀過程中的眼球三維位置固定不動，僅 可利用移動眼珠進行閱讀，以提升加強眼球追蹤裝置2a的眼球軌跡辨識效果，進而提升辨識結果的參考價值，而攝影裝置22a則可配合眼球追蹤裝置2a或介面操作紀錄裝置3a，讓使用者可確實掌握受試者的閱讀動作(包括操作動作)，並於該閱讀裝置1a內具有一提供複數資訊閱讀情境之情境資料庫12a，本實施例中該情境資料庫12a係為雲端資料庫或電腦硬碟其中之一者，而情境資料庫12a於圖式中則以電腦內的虛線框框代表，該閱讀情境係為網路新聞、購物網站、個人部落格、Word文件、或PDF文件其中之一者，藉此利用不同情境，搭配任務發布模組13a之不同任務，讓各受試者為了相同的目的閱讀顯示資訊111a，以蒐集更多參數供使用者參考。舉例而言，每位受試者可多次的隨機進行不同任務，如選取到購物網站之任務即告知受試者必須閱讀購物網站並搜尋指定之商品，並要求受試者在指定時間內完成所選取之任務。再者，該觀感調查單元係可產生一事前調查問卷52a，以供使用者透過觀察法及問卷發放，大量收集研究樣本，藉由受試者所填寫的問卷資料，初步探索出顯示資訊111a閱讀者的操作模式與視覺舒適性之影響因子，進一步提供最終分析更多的參考要素。

惟，以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本發明之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本發明之手眼動作追蹤之閱讀介面設計方法於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本發明，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。

1:閱讀裝置

11:閱讀介面

111:顯示資訊

2:眼球追蹤裝置

3:介面操作紀錄裝置

31:滑鼠操作監控部

32:鍵盤操作監控部

33:文字比例監控部

4:視覺疲勞檢測裝置

51:觀感調查單元

6:迴歸分析模組

Claims (6)

1. 一種手眼動作追蹤之閱讀介面設計方法，其主要步驟包括：(a)提供一閱讀裝置，供受試者在一閱讀介面中閱讀一顯示資訊，該閱讀裝置內具有一任務發布模組，以引導該受試者進行指定的操作行為；(b)於該受試者閱讀過程中，利用一眼球追蹤裝置紀錄閱讀時的眼動情形；(c)於該受試者閱讀過程中，利用一介面操作紀錄裝置監測該受試者對該閱讀介面之操作動作；(d)利用該介面操作紀錄裝置之滑鼠操作監控部，監測該受試者的滑鼠操作動作；(e)利用該介面操作紀錄裝置之鍵盤操作監控部，監測該受試者的鍵盤操作動作；(f)利用該介面操作紀錄裝置之文字比例監控部，監測該受試者的調整文字佔頁面的比例；(g)於該受試者閱讀結束後，利用一視覺疲勞檢測裝置判斷該受試者之視覺疲勞程度，並以一迴歸分析模組，分析該視覺疲勞程度；(h)於該受試者閱讀結束後，利用一觀感調查單元紀錄該受試者之主觀觀感；及(i)統整該眼動情形、該操作動作、該視覺疲勞程度、及該主觀觀感，以作為使用者之設計參考。
2. 如申請專利範圍第1項所述之手眼動作追蹤之閱讀介面設計方法，其中該閱讀裝置內具有一情境資料庫，以提供複數資訊閱讀情境。
3. 如申請專利範圍第2項所述之手眼動作追蹤之閱讀介面設計方法，其中該閱讀情境係為網路新聞、購物網站、個人部落格、Word文件、或PDF文件其中之一者。
4. 如申請專利範圍第1項所述之手眼動作追蹤之閱讀介面設計方法，其中該眼球追蹤裝置係搭配使用一下顎支撐件，以提升眼球軌跡之辨識效果。
5. 如申請專利範圍第1項所述之手眼動作追蹤之閱讀介面設計方法，其 中該眼球追蹤裝置一側設有一攝影裝置。
6. 如申請專利範圍第1項所述之手眼動作追蹤之閱讀介面設計方法，其中該觀感調查單元係供產生一事前調查問卷。

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