基于多项眼动数据的地图符号用户兴趣分析方法技术

本发明专利技术属于地图用户空间认知能力分析技术领域，特别涉及一种基于多项眼动数据的地图符号用户兴趣分析方法，该方法包括以下步骤：第一步设计眼动实验获取眼动数据，利用眼动仪记录被试的眼动数据。第二步眼动数据预处理，筛选兴趣区内的眼动数据类型，仅保留三类含义单一的眼动数据作为数据基础。第三步建立用户兴趣度公式，分别计算时间、次数和尺寸用户兴趣度，利用熵权法分别计算三类数据的权值，实现用户兴趣度计算公式的构建。第四步用户兴趣度评价，利用用户访谈法统计全体被试对地图符号的评价打分数值，以此为真值进行衡量，通过平均正确率公式计算用户兴趣度计算结果的准确度，最终确定用户兴趣度计算公式的可靠性与精确性。

【技术实现步骤摘要】
基于多项眼动数据的地图符号用户兴趣分析方法
本专利技术属于地图用户空间认知能力分析
，特别是涉及一种基于多项眼动数据的地图符号用户兴趣分析方法。
技术介绍
分析地图符号用户兴趣度是改善地图设计效果，提升地图个性化服务质量的关键环节。为准确获取地图用户的兴趣程度，众多学者展开研究。目前，分析地图用户兴趣的方法主要分为显性获取法和隐性获取法，包含问卷调查法、鼠标轨迹法、Web日志数据、位置信息与操作行为数据上述方法通过记录用户的评价结果或操作行为获取用户兴趣。但在实际应用中，用户利用视觉行为直接获取地图符号的可视化内容，仅根据用户的操作行为无法客观反映用户产生兴趣时的思维过程，降低了用户兴趣分析结果的可信度。眼动实验分析法作为隐形获取法的一种，能够记录用户的视觉行为，比操作行为更直观地反映地图用户兴趣，受到学者的广泛关注，但在地图用户兴趣分析领域应用较少。当前利用眼动数据分析用户兴趣的方法较为简单，主要通过显著性分析和单因素方差分析法筛选多项眼动数据，利用主成分回归、岭回归或最小二乘估计法设计多元线性回归方程，建立用户兴趣分析公式。这些方法能够简单的将眼动数据进行融合，采用用户评分结果作为自变量对用户兴趣度计算公式进行回归分析，建立用户兴趣度计算公式。然而眼动数据存在数据类型较多和多重含义的问题，现有分析方法未能从理论基础上对多重含义的眼动参数进行筛选，必然会选取不具备用户兴趣度分析要求的眼动参数；同时，用户评分结果主观性强，势必影响用户兴趣度计算公式的客观真实性，可能引入并放大实验误差，影响用户兴趣度计算结果的精确度。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是解决地图设计或个性化推荐服务过程中，符号用户兴趣分析结果准确度较低的问题。利用眼动仪采集被试在地图符号素材浏览过程中的眼动数据，分别计算时间、次数和尺寸眼动数据用户兴趣度，通过熵权法将三类数据进行整合，设计出一种基于多项眼动数据的地图符号用户兴趣分析方法，本方法具有准确高效分析地图符号用户兴趣的突出优势，且计算公式稳定可靠。为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：本专利技术提供一种基于多项眼动数据的地图符号用户兴趣分析方法，包含以下步骤：步骤1，眼动数据的获取设计眼动实验获取眼动数据，统一被试空间认知能力、实验底图样式、实验流程、设备与环境，仅保留符号样式作为实验变量，利用眼动仪记录被试的眼动数据；步骤2，眼动数据的预处理筛选兴趣区内的眼动数据，并对具有多重含义的数据进行省略，保留时间数据、次数数据和尺寸数据这三类含义单一的眼动数据作为数据基础；步骤3，分别计算基于时间数据、次数数据和尺寸数据的用户兴趣度；步骤4，计算基于熵权法的多项眼动数据的用户兴趣度将基于时间数据、次数数据和尺寸数据的用户兴趣度作为多项眼动指标数据，由信息熵计算公式分析指标数据间的差异程度，确定三类眼动数据间的权重，据此得出地图符号用户兴趣度计算公式。进一步地，在步骤4之后，还包括：步骤5，基于用户访谈法的地图符号用户兴趣度评价；通过用户访谈法要求用户对地图符号进行评分，作为标准数据与用户兴趣度计算结果进行对比，评价基于多项眼动数据的用户兴趣度计算结果的可靠性和准确性。进一步地，所述步骤1的具体实现过程如下：步骤101，确定实验被试被试通过MCT测试，且被试裸眼或矫正视力均正常，无眼疾；步骤102，设计实验素材首先，挑选多类点状符号作为实验素材，并且统一点状符号的尺寸与亮度变量；然后对应不同类的实验素材分别绘制多幅实验素材图作为实验底图；步骤103，实验过程(a)为被试介绍实验目的、流程和环境，并调配眼动仪；(b)实验开始前，要求被试阅读实验目标点若干秒；(c)实验开始，被试分别在多幅实验素材图中寻找实验目标点；(d)实验结束后，对被试进行用户访谈，根据个人兴趣依次对不同类点状符号实验素材进行评分；(e)切换下一组实验素材，所有被试依次展开实验。进一步地，所述步骤2的具体实现过程如下：步骤201，确定眼动数据类型将眼动数据划分为三类：时间数据、次数数据和尺寸数据；步骤202，筛选时间眼动数据时间类型数据包括兴趣区注视时间、首次注视时间和首次注视点持续时间，因为首次注视时间存在多重含义，舍弃该数据，保留兴趣区注视时间和首次注视点持续时间；步骤203，筛选次数眼动数据次数类型数据包括兴趣区注视次数和回视次数，省略回视次数，保留兴趣区注视次数；步骤204，筛选尺寸眼动数据尺寸眼动数据指瞳孔变化的尺寸数据。进一步地，所述步骤3的具体实现过程如下：步骤301，基于时间数据的用户兴趣度计算定义被试i在第j幅实验素材图中的兴趣区注视时间为timesumij，首次注视点持续时间为timefirstij，则被试i在第j幅实验素材图中基于时间数据的用户兴趣度Interesttime可描述为式(1)：其中，n和m为自然数；步骤302，基于次数数据的用户兴趣度计算定义兴趣区注视次数为countaoiij，总注视次数为countsumij，则被试i在第j幅实验素材图中基于次数数据的用户兴趣度Interestcount可描述为式(2)：其中，n和m为自然数；步骤303，基于尺寸数据的用户兴趣度计算定义兴趣区最大瞳孔直径为sizeaoiij，实验过程中平均瞳孔直径为sizeaveij，实验过程中最大瞳孔直径为sizemaxij，则被试i在第j幅实验素材图中基于尺寸数据的用户兴趣度Interestsize可描述为式(3)：其中，n和m为自然数。进一步地，所述步骤4的具体实现过程如下：步骤401，标准化处理收集三类眼动数据用户兴趣度，利用正向标准化公式进行处理，获取指标数据的标准化值，如式(4)所示：定义为第i个被试在第j幅实验素材图中的第q类眼动数据用户兴趣度，为的标准化值，max(bij)与min(bij)分别代表第i个被试在第j幅实验素材图中三类眼动数据用户兴趣度的最大值与最小值；步骤402，信息熵计算因为三类标准化的指标数据蕴含不同的信息量，需要通过信息熵公式计算三者各自包含的信息量，如式(5)所示：其中N＝1/lnk，k＝3，假定当时，步骤403，确定指标权重基于三类指标数据的信息量计算指标数据间的差异程度，通过权重wq进行量化表达，如式(6)所示：其中步骤404，计算网络地图点状符号用户兴趣度确定三类指标数据的权值后，求三类指标数据与权值数据乘积的和，即为网络地图点状符号用户兴趣度Interest，如式(7)所示：Interestij＝Interesttimeijw1+Interestcountijw2+Interestsizeijw3(7)。进一步地，所述步骤5的具体实现过程如下：步骤501，统计用户兴趣度计算结果；步骤502，统计用户访谈打分结果；步骤503，用户兴趣度计算结果评估利用式(8)计算用户兴趣度u′ij与被试评分uij间的平均正确率r：与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术对眼动数据进行筛选，挑选具有单一含义的多类型眼动数据计算用户兴趣度，即排除眼动数据多重含义的干扰，又综合了多项眼动参数，使计算结果更贴近人的真实意图，有效的提高了用户兴趣度计算精度。2、本专利技术利用熵权法对多项眼动数据进行融合，对多项眼动数据进行客观赋权，不再以用户评分结果作为自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多项眼动数据的地图符号用户兴趣分析方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1，眼动数据的获取设计眼动实验获取眼动数据，统一被试空间认知能力、实验底图样式、实验流程、设备与环境，仅保留符号样式作为实验变量，利用眼动仪记录被试的眼动数据；步骤2，眼动数据的预处理筛选兴趣区内的眼动数据，并对具有多重含义的数据进行省略，保留时间数据、次数数据和尺寸数据这三类含义单一的眼动数据作为数据基础；步骤3，分别计算基于时间数据、次数数据和尺寸数据的用户兴趣度；步骤4，计算基于熵权法的多项眼动数据的用户兴趣度将基于时间数据、次数数据和尺寸数据的用户兴趣度作为多项眼动指标数据，由信息熵计算公式分析指标数据间的差异程度，确定三类眼动数据间的权重，据此得出地图符号用户兴趣度计算公式。

【技术特征摘要】
1.一种基于多项眼动数据的地图符号用户兴趣分析方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1，眼动数据的获取设计眼动实验获取眼动数据，统一被试空间认知能力、实验底图样式、实验流程、设备与环境，仅保留符号样式作为实验变量，利用眼动仪记录被试的眼动数据；步骤2，眼动数据的预处理筛选兴趣区内的眼动数据，并对具有多重含义的数据进行省略，保留时间数据、次数数据和尺寸数据这三类含义单一的眼动数据作为数据基础；步骤3，分别计算基于时间数据、次数数据和尺寸数据的用户兴趣度；步骤4，计算基于熵权法的多项眼动数据的用户兴趣度将基于时间数据、次数数据和尺寸数据的用户兴趣度作为多项眼动指标数据，由信息熵计算公式分析指标数据间的差异程度，确定三类眼动数据间的权重，据此得出地图符号用户兴趣度计算公式。2.根据权利要求1所述的基于多项眼动数据的地图符号用户兴趣分析方法，其特征在于，在步骤4之后，还包括：步骤5，基于用户访谈法的地图符号用户兴趣度评价；通过用户访谈法要求用户对地图符号进行评分，作为标准数据与用户兴趣度计算结果进行对比，评价基于多项眼动数据的用户兴趣度计算结果的可靠性和准确性。3.根据权利要求1所述的基于多项眼动数据的地图符号用户兴趣分析方法，其特征在于，所述步骤1的具体实现过程如下：步骤101，确定实验被试被试通过MCT测试，且被试裸眼或矫正视力均正常，无眼疾；步骤102，设计实验素材首先，挑选多类点状符号作为实验素材，并且统一点状符号的尺寸与亮度变量；然后对应不同类的实验素材分别绘制多幅实验素材图作为实验底图；步骤103，实验过程(a)为被试介绍实验目的、流程和环境，并调配眼动仪；(b)实验开始前，要求被试阅读实验目标点若干秒；(c)实验开始，被试分别在多幅实验素材图中寻找实验目标点；(d)实验结束后，对被试进行用户访谈，根据个人兴趣依次对不同类点状符号实验素材进行评分；(e)切换下一组实验素材，所有被试依次展开实验。4.根据权利要求1所述的基于多项眼动数据的地图符号用户兴趣分析方法，其特征在于，所述步骤2的具体实现过程如下：步骤201，确定眼动数据类型将眼动数据划分为三类：时间数据、次数数据和尺寸数据；步骤202，筛选时间眼动数据时间类型数据包括兴趣区注视时间、首次注视时间和首次注视点持续时间，因为首次注视时间存在多重含义，舍弃该数据，保留兴趣区注视时间和首次注视点持续时间；步骤203，筛选次数眼动数据次数类型数据包括兴趣区注视次数和回视次数，省略回视次数，保留兴趣区注视次数；步骤204，筛选尺寸眼动数据尺寸眼动数据指瞳孔变化的尺寸数据。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成舜，陈毓芬，郑束蕾，李伟，王双，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南,41