CN103268560A - 一种基于脑电信号指标的投放前广告效果评价方法 - Google Patents

一种基于脑电信号指标的投放前广告效果评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于脑电信号特征的投放前视频广告效果评估方法。本发明包括采集原始脑电信号、脑电信号预处理、计算
Figure 2013101390522100004DEST_PATH_IMAGE002
指标和广告效果评估。其中计算
Figure 813909DEST_PATH_IMAGE002
指标包括计算瞬时
Figure 83829DEST_PATH_IMAGE002
指标和整体
Figure 750433DEST_PATH_IMAGE002
指标。本发明可以在视频广告投放前评估投放效果；也可以用于评估视频广告的设计质量，作为视频剪辑的参考；本发明通过直接获取人体生物信号得出评估结果，避免了传统方式中主观因素的干扰。

Description

一种基于脑电信号指标的投放前广告效果评价方法
  
技术领域
本发明属于神经科学与市场营销交叉领域，具体涉及一种基于脑电信号特征提取在投放前评估视频广告效果的方法。 
背景技术
广告是推广公司产品、提升品牌知名度的一个重要途径。由于电视、网络等媒介的普及性，视频广告受众十分广泛，是一种重要的广告形式。现代社会中，商业竞争日益激烈，商家迫切需要知道广告设计质量和投放效果。传统上，视频广告效果需要在投放后，通过统计电视收视率、网络视频点击量等方式评估。此时商家已经付出了相当的制作经济成本、投放经济成本和时间成本，而且这种评估方式不能真实反映受众感兴趣的内容和记忆深度，缺乏对广告设计质量的评估。因此，发明一种可以在投放前评估视频广告设计质量和投放效果的评估方法是非常必要的。 
近年来，神经科学在消费心理研究和品牌推广方面的应用潜力引起了广泛关注，逐渐发展成为一门新学科-神经营销学，它通过测量大脑活动情况，结合临床心理学和神经科学等相关学科的知识分析人们如何对产品、品牌和广告做出反应。神经科学相关研究表明，脑电信号中的alpha成分和theta成分与人的注意力和记忆力存在相关关系：theta成分与事件记忆相关，alpha成分与注意力相关。在观看令人印象深刻的视频场景时，被试的注意力和记忆力指标都会在较高的水平。所以可以通过研究人们在观看不同视频场景时这两个频段脑电波的不同能量分布判断视频是否有吸引力。目前存在的能量计算方法不能准确的衡量印象深度。 
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种基于脑电信号特征的投放前视频广告效果评估方法。 
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种可以有效衡量人对视频印象深度的脑电特征指标，并基于该指标实现了一种投放前视频广告效果评估方法。 
本发明提出的一种投放前视频广告效果评估方法包括以下步骤： 
步骤1：采集原始脑电信号
召集被试人员，安排被试人员观看需要评估的视频广告材料，在整个观看过程中使用多通道脑电信号设备持续采集被试人员的脑电信号；
步骤2：脑电信号预处理
对原始脑电信号进行预处理的目的是提高信噪比，减少眼电等伪迹对脑电信号的干扰，提高特征提取的准确性。预处理措施包括去平均参考、滤波处理、去除眨眼伪迹等；
步骤3：计算 
Figure 2013101390522100002DEST_PATH_IMAGE002
指标（general global field power, 广义总体场能量）
本发明从两个方面计算
Figure 164281DEST_PATH_IMAGE002
指标：瞬时指标和整体
Figure 371589DEST_PATH_IMAGE002
指标。瞬时指标衡量某个时刻
Figure 259910DEST_PATH_IMAGE002
指标的水平，整体
Figure 2013101390522100002DEST_PATH_IMAGE004
指标衡量整段数据的平均
Figure 80099DEST_PATH_IMAGE002
指标水平。所述瞬时
Figure 367336DEST_PATH_IMAGE002
指标的具体计算步骤如下：
步骤3.1：计算个体alpha频率（IAF）
个体alpha频率（IAF）是指在传统alpha频段上功率谱密度为最大值的峰值频率。个体alpha频率（IAF）计算公式如下：
Figure 2013101390522100002DEST_PATH_IMAGE006
其中，f表示在f1到f2范围内的频率值；
Figure 2013101390522100002DEST_PATH_IMAGE008
表示频率f处的功率谱密度；
步骤3.2：利用IAF确定theta频段
Figure 2013101390522100002DEST_PATH_IMAGE010
和alpha频段，并提取对应频段的数据成分
步骤3.3：计算权重系数
本发明使用权重系数衡量各通道的重要程度。记通道总数为N，第i个通道在theta频段的权重为
Figure 2013101390522100002DEST_PATH_IMAGE014
，在alpha频段的权重为
Figure 2013101390522100002DEST_PATH_IMAGE016
，i取1到N范围内的整数，根据以下公式计算各通道在theta频段和alpha频段的权重系数。
通道i在theta频段的权重系数计算公式 
Figure 2013101390522100002DEST_PATH_IMAGE018
通道i在alpha频段的权重系数计算公式
Figure 2013101390522100002DEST_PATH_IMAGE020
步骤3.4：利用前述步骤计算结果，根据以下公式计算瞬时
Figure 873666DEST_PATH_IMAGE002
指标
瞬时
Figure 269791DEST_PATH_IMAGE002
指标计算公式
Figure 2013101390522100002DEST_PATH_IMAGE022
其中
Figure 2013101390522100002DEST_PATH_IMAGE024
表示通道i在theta频段的数据成分，
Figure 2013101390522100002DEST_PATH_IMAGE026
表示通道i在alpha频段的数据成分，N表示通道数目。
整体指标即整段数据上所有瞬时指标的平均值。 
步骤4：广告效果评估 
对单个被试根据瞬时
Figure 27160DEST_PATH_IMAGE002
指标和整体
Figure 890074DEST_PATH_IMAGE002
指标提取给被试留下深刻印象的视频片段；统计提取到的视频片段中需要广告宣传的商品元素种类和数目，得到初步分析结果；然后统计分析所有被试的初步分析结果，评估广告设计质量，预测投放效果。
本发明的特点是：本发明可以在视频广告投放前评估投放效果；也可以用于评估视频广告的设计质量，作为视频剪辑的参考；本发明通过直接获取人体生物信号得出评估结果，避免了传统方式中主观因素的干扰。 
附图说明
图 1 视频广告效果评估系统总框图； 
图 2 视频广告播放方法示意图；
图 3 投放前广告效果评估方法流程图；
具体实施方式
本发明的一个实施例系统框图如图1所示，本实施例使用到的硬件有脑电信号采集设备，视频显示设备，脑电信号处理设备，按键。其中脑电信号采集设备使用的是g.tech公司提供的16通道电极帽和放大器，视频显示和脑电信号处理设备均采用普通PC机，按键由被试按要求操作，按下按钮时可以在采集到的脑电数据中留下相应标记。具体实施过程如下： 
步骤1：采集原始脑电信号
被试人员坐在一张舒适的椅子上，观看视频广告材料，视频材料播放方法如图2所示，所播放的视频材料被试都是第一次看到，以避免重复记忆对评估结果的影响，在整个过程中使用多通道脑电信号采集设备采集被试的脑电信号，采样频率256Hz。首先屏幕中心呈现固定十字，被试尽量放松身体，注视固定十字；2分钟后十字消失，被试继续注视空屏幕1分钟，在这1分钟的最后10秒，屏幕呈现倒计时提示，倒计时结束时开始播放视频材料，被试尽快按一下按键。视频材料分为中性视频材料和广告视频两种，每种6段，每段3分钟，两种视频交叉播放，先播放中性视频材料，然后播放广告视频。被试在视频切换时要尽快按一下按键。
步骤2：脑电信号预处理 
具体处理步骤包括：
1)去平均参考：计算16个脑电通道数据的平均值，并从每个脑电通道中减去该值；
2)滤波处理：创建带通滤波器，从去平均参考后的脑电数据中提取2-47Hz频段的脑电成分；本实施例使用2阶巴特沃斯滤波器实现滤波处理；
3)去除眨眼信号：对滤波后的脑电数据进行独立成分分析（ICA），去除分析结果中的眨眼伪迹成分；
步骤3：计算指标
本发明从两个方面计算
Figure 113562DEST_PATH_IMAGE002
指标：瞬时
Figure 335596DEST_PATH_IMAGE002
指标和整体指标。瞬时
Figure 648558DEST_PATH_IMAGE002
指标衡量某个时刻
Figure 767824DEST_PATH_IMAGE002
指标的水平，整体指标衡量整段数据的平均指标水平。
首先设定窗口长度winLen和步进长度step，从预处理后的数据起始位置开始，提取长度为winLen的数据，计算瞬时
Figure 174162DEST_PATH_IMAGE002
指标，具体计算步骤如下： 
步骤3.1：计算个体alpha频率（IAF）
个体alpha频率（IAF）是指在传统alpha频段上功率谱密度为最大值的峰值频率。个体alpha频率（IAF）计算公式如下：
Figure 413514DEST_PATH_IMAGE006
其中，f表示在f1到f2范围内的频率值；
Figure 774088DEST_PATH_IMAGE008
表示频率f处的功率谱密度；本实施例中f1取7.5Hz，f2取12.5Hz。
步骤3.2：利用IAF确定theta频段
Figure 95960DEST_PATH_IMAGE010
和alpha频段
Figure 403445DEST_PATH_IMAGE012
，并提取对应频段的数据成分。根据先验知识，本实施例中theta频段取[IAF-6, IAF-4]，alpha频段取[IAF-4, IAF+2]，使用二阶巴特沃斯滤波器提取这两个频段的成分。 
步骤3.3：计算权重系数 
本发明使用权重系数衡量各通道的重要程度。记通道总数为N，第i个通道在theta频段的权重为
Figure 512981DEST_PATH_IMAGE014
，在alpha频段的权重为
Figure 624156DEST_PATH_IMAGE016
，i取1到N范围内的整数，根据以下公式计算各通道在theta频段[IAF-6, IAF-4]和alpha频段[IAF-4, IAF+2]的权重系数。
通道i在theta频段的权重系数计算公式 
通道i在alpha频段的权重系数计算公式
步骤3.4：利用前述步骤计算结果，根据以下公式计算瞬时
Figure 574292DEST_PATH_IMAGE002
指标
瞬时
Figure 220649DEST_PATH_IMAGE002
指标计算公式
Figure 23520DEST_PATH_IMAGE022
其中表示通道i在theta频段的数据成分，
Figure 683488DEST_PATH_IMAGE026
表示通道i在alpha频段的数据成分，N表示通道数目。
本实施例使用数组保存计算出的瞬时
Figure 870887DEST_PATH_IMAGE002
指标，然后把窗口向前推进step行数据，截取下一个窗口的数据，重复瞬时
Figure 793844DEST_PATH_IMAGE002
指标计算步骤并保存结果，直到数据截取完成，得到一个保存所有瞬时
Figure 103603DEST_PATH_IMAGE002
指标的一维数组。 
整体
Figure 112010DEST_PATH_IMAGE002
指标即整段数据上所有瞬时
Figure 103100DEST_PATH_IMAGE002
指标的平均值。 
步骤4：广告效果评估 
对单个被试根据瞬时指标和整体
Figure 361223DEST_PATH_IMAGE002
指标提取给被试留下深刻印象的视频片段；本实施例把瞬时
Figure 588417DEST_PATH_IMAGE002
指标逐个与整体
Figure 383198DEST_PATH_IMAGE002
指标，提取瞬时
Figure 15167DEST_PATH_IMAGE002
指标大于整体
Figure 666729DEST_PATH_IMAGE002
指标的视频片段，统计提取到的视频片段中需要广告宣传的商品元素种类和数目，得到初步分析结果；然后统计分析所有被试的初步分析结果，评估广告设计质量，预测投放效果；
本发明具备以下特点：
1.本发明将脑电信号处理、脑电信号特征提取引入到视频广告的评估体系中。提出的指标既考虑了theta频段和alpha频段信号能量与注意力和记忆力的相关关系，又考虑到了不同通道信号的重要性差异，通过加权计算能够更好地反映大脑的实际情况。
2.本发明提出的广告印象深度评估方法中使用的脑电信号特征不受意识控制，与传统评估方式相比不局限于受众的主观感受，更能客观真实地反映受众看到广告后的心理反应，通过从脑电信号中提取评测参数，甚至可以发掘受众自己没有意识到的心理变化。 
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。本领域的技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行的各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权力要求范围当中。 

Claims (1)

1.一种基于脑电信号指标的投放前广告效果评价方法，其特征在于：通过多通道头皮电极获取脑电信号，经过预处理和特征提取计算不同频段和不同时段的广义总体场能量 ，通过对该指标的计算结果和视频内容中商品元素的数量统计分析，在投放前评估广告效果；该方法包括数据采集模块、数据处理模块和效果评估模块；数据采集模块实现被试的信息录入和被试观看广告视频时脑电信号的采集；数据处理模块完成脑电信号的预处理，降低眼电等伪迹的干扰；完成特征指标的提取；效果评估模块根据数据处理模块提取的指标数据评估广告效果；具体包括以下步骤：
步骤1：采集原始脑电信号
召集被试人员，安排被试人员观看需要评价的视频广告材料，在整个观看过程中使用多通道脑电信号设备持续采集被试人员的脑电信号；
步骤2：脑电信号预处理
对原始脑电信号进行预处理的目的是提高信噪比，减少眼电伪迹对脑电信号的干扰，提高特征提取的准确性；预处理措施包括去平均参考、滤波处理、去除眨眼伪迹；
步骤3：计算
Figure 483957DEST_PATH_IMAGE002
指标
从两个方面计算
Figure 813919DEST_PATH_IMAGE002
指标：瞬时
Figure 362712DEST_PATH_IMAGE002
指标和整体
Figure 388437DEST_PATH_IMAGE002
指标；瞬时
Figure 593154DEST_PATH_IMAGE002
指标衡量某个时刻
Figure 792054DEST_PATH_IMAGE002
指标的水平，整体
Figure 2013101390522100001DEST_PATH_IMAGE004
指标衡量整段数据的平均
Figure 70719DEST_PATH_IMAGE002
指标水平；瞬时
Figure 267346DEST_PATH_IMAGE002
指标的具体计算步骤如下：
步骤3.1：计算个体alpha频率IAF
个体alpha频率IAF是指在传统alpha频段上功率谱密度为最大值的峰值频率；个体alpha频率IAF计算公式如下：
Figure 2013101390522100001DEST_PATH_IMAGE006
其中，f表示在f1到f2范围内的频率值；
Figure 2013101390522100001DEST_PATH_IMAGE008
表示频率f处的功率谱密度；
步骤3.2：利用IAF确定theta频段和alpha频段
Figure 2013101390522100001DEST_PATH_IMAGE012
，并提取对应频段的数据成分；
步骤3.3：计算权重系数
使用权重系数衡量各通道的重要程度；记通道总数为N，第i个通道在theta频段的权重为
Figure 2013101390522100001DEST_PATH_IMAGE014
，在alpha频段的权重为
Figure 2013101390522100001DEST_PATH_IMAGE016
，i取1到N范围内的整数，根据以下公式计算各通道在theta频段和alpha频段的权重系数；
通道i在theta频段的权重系数计算公式
Figure 2013101390522100001DEST_PATH_IMAGE018
通道i在alpha频段的权重系数计算公式
步骤3.4：利用前述步骤计算结果，根据以下公式计算瞬时
Figure 582527DEST_PATH_IMAGE002
指标
瞬时
Figure 319539DEST_PATH_IMAGE002
指标计算公式
Figure 2013101390522100001DEST_PATH_IMAGE022
其中
Figure 2013101390522100001DEST_PATH_IMAGE024
表示通道i在theta频段的数据成分，
Figure 2013101390522100001DEST_PATH_IMAGE026
表示通道i在alpha频段的数据成分，N表示通道数目；
整体
Figure 590727DEST_PATH_IMAGE002
指标即整段数据上所有瞬时
Figure 958254DEST_PATH_IMAGE002
指标的平均值；
步骤4：广告效果评估
对单个被试根据瞬时
Figure 934300DEST_PATH_IMAGE002
指标和整体
Figure 412686DEST_PATH_IMAGE002
指标提取给被试留下深刻印象的视频片段；统计提取到的视频片段中需要广告宣传的商品元素种类和数目，得到初步分析结果；然后统计分析所有被试的初步分析结果，评估广告设计质量，预测投放效果。
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Application publication date: 20130828

Assignee: Hangzhou Youfu Technology Co.,Ltd.

Assignor: HANGZHOU DIANZI University

Contract record no.: X2021330000026

Denomination of invention: An evaluation method of pre advertising effect based on EEG

Granted publication date: 20170208

License type: Common License

Record date: 20210319