基于眼動(dòng)數(shù)據(jù)測量認(rèn)知負(fù)荷水平.pdf

1、認(rèn)知負(fù)荷是人在處理信息過程中所消耗的認(rèn)知資源。由于認(rèn)知負(fù)荷水平會(huì)顯著影響人類執(zhí)行任務(wù)的效率，所以在教育方法改進(jìn)、交互產(chǎn)品設(shè)計(jì)、高壓力工作監(jiān)測等領(lǐng)域，都需要對認(rèn)知負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)的測量。
　　目前測量認(rèn)知負(fù)荷的方法可分為三類，分別是主觀評定測量、任務(wù)績效測量和生理測量。主觀評定測量通過人的主觀感受和體驗(yàn)評估認(rèn)知負(fù)荷，需要依托于評價(jià)量表，容易受到主觀影響。任務(wù)績效測量根據(jù)任務(wù)中的績效成績間接評估認(rèn)知負(fù)荷，其績效成績?nèi)菀琢炕徒y(tǒng)計(jì)，但其指標(biāo)

2、必須根據(jù)任務(wù)而設(shè)定。生理測量是一種客觀、可量化的測量方法，其中眼動(dòng)數(shù)據(jù)可以以非接觸的方式采集，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。所以本文基于認(rèn)知負(fù)荷理論設(shè)計(jì)了認(rèn)知負(fù)荷眼動(dòng)數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)，對能夠體現(xiàn)認(rèn)知負(fù)荷的眼動(dòng)特征進(jìn)行了分析，提出了一種剔除用戶個(gè)體差異的特征分析方法，并結(jié)合模式識(shí)別的理論方法完成了對認(rèn)知負(fù)荷水平的測量。
　　本研究分為兩個(gè)階段，其主要研究內(nèi)容如下：
　　第一階段實(shí)現(xiàn)對兩種認(rèn)知負(fù)荷狀態(tài)的識(shí)別。采用判斷任務(wù)的實(shí)驗(yàn)范式誘發(fā)認(rèn)知

3、負(fù)荷；借助統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)確定了12個(gè)能夠體現(xiàn)認(rèn)知負(fù)荷狀態(tài)的特征；提出一種去除眼動(dòng)特征中被試間差異的方法；利用支持向量機(jī)(SVM)完成對認(rèn)知負(fù)荷狀態(tài)的識(shí)別，其識(shí)別準(zhǔn)確度為90.2%；根據(jù)識(shí)別結(jié)果確定認(rèn)知負(fù)荷狀態(tài)的最優(yōu)特征。
　　第二階段實(shí)現(xiàn)對認(rèn)知負(fù)荷水平的量化。采用心算任務(wù)的實(shí)驗(yàn)范式，通過控制計(jì)算難度操縱認(rèn)知負(fù)荷水平；提取55個(gè)眼動(dòng)特征，并詳細(xì)分析興趣區(qū)駐留時(shí)間占比、計(jì)算過程中瞳孔大小改變量與認(rèn)知負(fù)荷水平的關(guān)系；利用序列后向選擇算法(SB