室內(nèi)被動觀看圖片時性別眼動差異的眼動追蹤研究Gender-basedeyemovementdifferencesinpassiveindoorpictureviewing:Aneye-trackingstudy男性和女性因為賀爾蒙和大腦活動區(qū)域的不同，導(dǎo)致他們對相同物體會表現(xiàn)出不一樣的態(tài)度和感受，從而導(dǎo)致不同的注視模式。(J.E.Vanston,L.Strother,2017;S.C.Mueller,etal.,2008)Introduction研究指出人類的行為和認知過程會因為性別而有所差異。(E.Zagni,L.Simoni,D.Colombo,2016)在人機交互和心理學(xué)研究中，注視定義為眼睛移動的相對穩(wěn)定狀態(tài)，掃視定義為兩個注視點之間的快速移動，掃視的動作為人腦在不知不覺中所進行的決策(P.W.Glimcher,2003)Introduction進行掃視動作中，人的性別是掃視決策過程中的關(guān)鍵因素。（F.J.M.Moss,R.Baddeley,N.Canagarajah,2012）Sammaknejad等人以及Moss等人，研究男女在觀察臉部和自然圖像時的眼動模式，都發(fā)現(xiàn)男性和女性的眼動模式有顯著差異(F.J.M.Mossetal.,2012;N.Sammaknejadetal.,2017)每個任務(wù)的認知過程，以及處理場景所需的注視持續(xù)時間，因任務(wù)而異，因此觀察者至少需要150ms才能意識到刺激因素(K.Rayner

etal.,2015)Introduction在眼動研究中使用情感圖片作為刺激因素比中間性質(zhì)圖片，更能刺激大腦的活躍性，其可吸引注意力，也可增加更多的注視點和更大的掃瞄范圍（J.Mour?o-Mirandaetal.,2003

;R.C.A.Bendall,A.Mohamed,C.Thompson,2018;M.M.Bradley,2011）為了理解復(fù)雜的視覺認知，例如場景的感知、視覺搜索，眼動追蹤技術(shù)近年來被廣泛的使用，它提供了個人如何看待周圍環(huán)境以及如何與現(xiàn)實世界進行交流的訊息(K.Rayner,2009)研究目的：當(dāng)男性和女性觀看室內(nèi)照片時，他們的眼球移動模式之間是否存在差異。Methods參與者：45位(男：25，女：20)25-34歲(age?=?27.56)31位參與者的視力正常，其他人則戴著眼鏡(矯正后視力也正常)具有同一文化背景刺激因素：從ChangeBlindness數(shù)據(jù)庫中選擇了60張家庭室內(nèi)圖像包括客廳，臥室，浴室，衣柜，更衣室，兒童房MethodsApparatus桌上型眼動儀Eyelink1000plus(SRresearch,Canada)液晶熒幕：24英寸、1920×1080像素告知參與者：自由觀看計算機熒幕上顯示的圖片Step

1Step

2Step

3眼動儀9點校準(參與者坐在距離熒幕60cm的位置)參與者開始觀看，畫面顯示4secMethodsProcedures每個測試開始前，都會顯示一個灰色畫面，其中心有一個固定點參與者眼睛必須注視固定點，并按下空白鍵，才可開始測試Step

4去除初始注視點的注視持續(xù)時間，平均剩下的注視持續(xù)時間偏差測試：檢測每個實驗中注視持續(xù)時間和注視點的異常值，并將之去除Methods眼動數(shù)據(jù)處理在2700項數(shù)據(jù)中，剩下2666項，并開始針對所有參與者的眼動數(shù)據(jù)進行分析Methods利用統(tǒng)計學(xué)比較并分析男性和女性的眼球移動參數(shù)計算每張圖像掃描路徑長度空間密度掃視次數(shù)總掃視期間中的總注視持續(xù)時間比率（ratiooftotalfixationdurationtototalsaccadeduration

,

RFDSD）注視持續(xù)時間掃視范圍Methods分別計算男性和女性在各參數(shù)中的中位數(shù)和標準差MethodsKolmogorov-Smirnov檢驗：檢驗眼動參數(shù)是否符合正態(tài)分布T檢驗：檢驗性別之間是否存在顯著差異Methods利用支持矢量機(SupportVectorMachines,SVM)對男性和女性進行分類五分之四的參與者中接受模型訓(xùn)練，五分之一的參與者進行測試根據(jù)統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論提出的一種新的機器學(xué)習(xí)方法。解決小樣本、非線性及高維模式識別問題Methods為了進行性別分類，從參與者眼動資料中，提取10個特征值Methods利用SVM的線性kernel方程式，在眼睛移動的特征值上，分類性別X

訓(xùn)練特征值

σ

訓(xùn)練特征的標準偏差標準化的訓(xùn)練特征值使用K-fold（k=5）交叉驗證來計算模型5分之4的參與者數(shù)據(jù)訓(xùn)練5分之1的參與者測試Methods為了評估模型的準確度，繪制接收器操作特性圖(ROC)，測量了四種類型的評估標準：準確性，靈敏性，特異性及ROC曲線下的面積（AUROC）準確性(Accuracy)：衡量分類器正確分類樣本的能力靈敏性(recall)、特異性(specificity)：分類器正確分類男性、女性樣本的能力AUROC：計算ROC曲面下兩面向(男性、女性)區(qū)域的機率，分類器根據(jù)男性正確判斷率(靈敏性)和男性被判斷為女性機率(1-特異性)，所表現(xiàn)的結(jié)果男性受試者的RFDSD（平均值=6.43±0.17）明顯高于女性（平均值=5.61±0.26）RFDSD顯著差異（T檢驗：T（43）?=2.64，ρ?=0.01）Result男性的掃視幅度（中位數(shù)=3.5±0.12）明顯小于女性（中位數(shù)=3.9±0.14）掃視幅度顯著差異（T檢驗：T（43）?=-2.03，ρ?<0.05）Result女性的掃描路徑長度（中位數(shù)=63.38±3.25

）長于男性（中位數(shù)=55±2.3）掃描路徑長度顯著差異（T檢驗：T（43）?=-2.15，ρ?<0.05）Result男性產(chǎn)生的注視持續(xù)時間（中位數(shù)=228±4.29毫秒）長于女性（中位數(shù)=225.27

±4.95毫秒）注視持續(xù)時間沒有顯著差異（T檢驗：T（43）?=0.47，ρ?>0.05）Result男性的空間密度（中位數(shù)=4.5±0.13％）比女性（中位數(shù)=4.8±0.26％）小0.3%空間密度沒有顯著差異（T檢驗：T（43）?=?1.02，ρ?>0.05）熒幕分為均勻的30×16網(wǎng)格，每個網(wǎng)格覆蓋64×48像素全部注視點的網(wǎng)格數(shù)量÷全部的網(wǎng)格數(shù)量(256)Result男性產(chǎn)生的掃視次數(shù)（中位數(shù)=14.3±0.32）少于女性（中位數(shù)=15.1±0.85）掃視次數(shù)沒有顯著差異（T檢驗：T（43）?=-0.94，ρ?>0.05）ResultResult用SVM分類器將參與者分為男性和女性，準確率為84.4％ConclusionRFDSD、掃視幅度和掃描路徑長度，在性別上都有顯著差異女性進行了更廣泛的搜索女性的掃描路徑長度和觀看室內(nèi)圖片時的掃視幅度都比男性大Conclusion男性處理室內(nèi)圖像的速度比女性慢男性花更多的時間在處理項