CN105159465A - 用户阅读理解度监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用户阅读理解度监测方法及系统，能够对阅读过程用户对材料的理解程度进行有效地监测。该用户阅读理解度监测方法包括：获取同一时刻的用户眨眼频率、用户脑波注意力值和用户阅读速度；根据用户眨眼频率、用户脑波注意力值和用户阅读速度计算该时刻的用户阅读理解度。

Description

用户阅读理解度监测方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，特别地涉及一种用户阅读理解度监测方法及系统。

背景技术

数字阅读指的是阅读的数字化，主要有两层含义：一是阅读对象的数字化，也就是阅读的内容是以数字化的方式呈现的，如电子书、网络小说、电子地图、数码照片、博客、网页等等；二是阅读方式的数字化，就是阅读的载体、终端不是平面的纸张，而是带屏幕显示的电子仪器，如PC电脑、PDA、MP3、MP4、笔记本电脑、手机、阅读器等等。与传统的纸质出版物相比，数字化电子出版物具有存储量大、检索便捷、便于保存、成本低廉等优点。所以，数字化阅读日益受到各国年轻人的欢迎和追捧。

用户进行数字阅读的过程中有时候会注意力不集中，目前缺乏有效的监测和提醒的手段。传统阅读的过程中也存在同样的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供一种用户阅读理解度监测方法及系统，能够对阅读过程用户对材料的理解程度进行有效地监测。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种用户阅读理解度监测方法。

本发明的用户阅读理解度监测方法，包括：获取同一时刻的用户眨眼频率、用户脑波注意力值和用户阅读速度；根据所述用户眨眼频率、所述用户脑波注意力值和所述用户阅读速度计算该时刻的用户阅读理解度。

可选地，所述根据所述用户眨眼频率、所述用户脑波注意力值和所述用户阅读速度计算该时刻的用户阅读理解度的计算公式为：U＝πXY/V，其中U表示用户阅读理解度，π表示用户特有的阅读效率因子，X表示用户眨眼频率，Y表示用户脑波注意力值，V表示用户阅读速度。

可选地，所述获取用户脑波注意力值的步骤包括：获取所述用户的同一时刻的α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值；根据所述α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值计算该时刻的用户脑波注意力值。

可选地，根据所述α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值计算该时刻的用户脑波注意力值的计算公式为：Y＝A/α+B×β+C×β/θ，其中Y表示用户脑波注意力值，α表示α脑波强度变化值，β表示β脑波强度变化值，θ表示θ脑波强度变化值，A表示第一系数，B表示第二系数，C表示第三系数。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种用户阅读理解度监测系统。

本发明的用户阅读理解度监测系统，包括：智能摄像装置，用于获取用户眨眼频率；注意力测试装置，用于获取用户脑波注意力值；阅读测速装置，用于获取用户阅读速度；计算装置，用于根据同一时刻的所述用户眨眼频率、所述用户脑波注意力值和所述用户阅读速度计算该时刻的用户阅读理解度。

可选地，所述计算装置中，所述用户阅读理解度的计算公式为：U＝πXY/V，其中U表示用户阅读理解度，π表示用户特有的阅读效率因子，X、Y和V分别表示同一时刻的用户眨眼频率、用户脑波注意力值和用户阅读速度。

可选地，注意力测试装置还用于：获取所述用户的同一时刻的α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值；根据所述α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值计算该时刻的用户脑波注意力值。

可选地，所述注意力测试装置中，所述用户脑波注意力值的计算公式为：Y＝A/α+B×β+C×β/θ，其中Y表示用户脑波注意力值，α、β和θ分别表示同一时刻的α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值，A表示第一系数，B表示第二系数，C表示第三系数。

可选地，所述智能摄像装置为具有图像识别功能的摄像头。

可选地，所述注意力测试装置为脑波耳机。

可选地，所述阅读测速装置为电子书阅读装置。

根据本发明的技术方案，可以监测用户阅读过程中的理解程度高低，并可以提供适当的提醒，以引导用户进入高效阅读状态。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据本发明实施例的用户阅读理解度监测方法的主要步骤的示意图；

图2是根据本发明实施例的用户阅读理解度监测系统的主要模块的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是根据本发明实施例的用户阅读理解度监测方法的主要步骤的示意图。如图1所示，该实施例的用户阅读理解度监测方法主要包括如下的步骤S11和步骤S12。

步骤S11：获取同一时刻的用户眨眼频率、用户脑波注意力值和用户阅读速度。

需要说明的是，用户眨眼频率是指单位时间内用户眨眼的次数。用户脑波注意力值是根据脑波监测数据评估得到的衡量注意力是否集中的参数，注意力越集中，用户脑波注意力值越高。用户阅读速度是指单位时间内用户的阅读量，单位可以为“字/分钟”。

步骤S12：根据同一时刻的用户眨眼频率、用户脑波注意力值和用户阅读速度计算该时刻的用户阅读理解度。

需要说明的是，用户眨眼频率偏低时，通常意味用户接近入睡状态，此时用户阅读理解度较低。用户脑波注意力值较低时，通常意味着用户正在走神发呆，此时用户阅读理解度较低。用户阅读速度较快时，通常意味着用户正在囫囵吞枣式阅读，此时用户阅读理解度较低。因此，通常情况下，用户阅读理解度与用户眨眼频率呈正相关，与用户脑波注意力值也呈正相关，与用户阅读速度则呈负相关。

由上可知，根据本发明实施例的用户阅读理解度监测方法，综合参考了用户在同一时刻的眼动情况、注意力集中情况以及阅读速度情况，能够有效地监测用户阅读过程中的理解程度高低。

在本发明的实施方式中，用户阅读理解度监测方法还可以包括如下步骤：比较用户阅读理解度和预设阈值的大小，若用户阅读理解度低于预设阈值，发出提醒信息。该提醒信息可以为“请集中注意力”或者“请暂时休息后继续阅读”等等，这样可以引导用户进入高效阅读状态。

在本发明的实施方式中，用户阅读理解度的计算公式可以为：U＝πXY/V。其中U表示用户阅读理解度。π表示用户特有的阅读效率因子。π是一个正数系数，不同的用户对应的π数值不同，π数值越高的用户的阅读效率越高，在其他条件相同时对阅读材料的理解越深。X表示用户眨眼频率，Y表示用户脑波注意力值，V表示用户阅读速度。

在本发明的实施方式中，步骤S11中“获取用户脑波注意力值”的过程可以具体包括：获取用户的同一时刻的α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值；根据用户的同一时刻的α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值计算该时刻的用户脑波注意力值。可选地，用户脑波注意力值的计算公式为：Y＝A/α+B×β+C×β/θ。其中Y表示用户脑波注意力值，α表示α脑波强度变化值，β表示β脑波强度变化值，θ表示θ脑波强度变化值，A表示第一系数，B表示第二系数，C表示第三系数。

需要说明的是，上述的“Y＝A/α+B×β+C×β/θ”中的A、B和C的数值是通过国内外通用的注意力测试方法进行多元线性回归而获得的。这些注意力测试方法主要包括图形辨别测验方法、选四圈测验方法、视觉追踪测验方法、加减法测验和镶嵌图形测验方法。

图形辨别测验方法的测题由两个大小不同、有缺口的圆环组成，由于圆环的缺口方向不同，就组成很多很近似的不同图形，图形总数为15×20＝300个，要求被试找出指定的两种图形并在图形上做标记。

选四圈测验方法的测题由画有不同数目圆圈的小方格组成，方格的总数量为26×25＝650个，要求被试找出画有四个圆圈的方格并在方格上做标记。

视觉追踪测验的测题由起于左侧而止于右侧的多条曲线组成，A图中有10条曲线，B图中有25条曲线，曲线总数为35条，要求被试者用眼睛从左侧开始追踪一条曲线，并将该线起始时的序号用笔写到右侧曲线结束的方格内。

加减法测验方法的测题由1至9自然数组成，要求被试者交替进行“加”、“减”运算，并将结果写在两个数的中间，结果总数为22×12＝264个。

镶嵌图形测验的测题由若干部分组成，每一部分都有十个复杂图形，其中每一个复杂图形都包含有一种简单图形，要求被试找出简单图形，并用笔描出。

实验过程中，选取二百名志愿者分别进行五种测试并记录测试时间T1、T2、T3、T4、T5，然后根据志愿者测试时间越长注意力越分散的原理计算用户脑波注意力值Y＝200/(T1+T2+T3+T4+T5)，志愿者在测试过程中同时佩戴上脑电信号采集电极，记录志愿者在测试过程中α脑波、β脑波和θ脑波的信号强度变化值，然后随机选择125名志愿者的测试数据为建模集，75名志愿者的测试数据为预测集，以α脑波、β脑波和θ脑波的信号强度变化值为自变量，计算用户脑波注意力值Y为因变量，根据多元线性回归的分析方法得到多元线性回归方程：Y＝A/α+B×β+C×β/θ＝27.98/α+13.52β+12.22β/θ。需要说明的是，该实施例中“A＝27.98、B＝13.52、C＝12.22”仅是出于示例的方便，而非本发明的限定。

图2是根据本发明实施例的用户阅读理解度监测系统的主要模块的示意图。如图2所示，该阅读理解度测试系统20主要包括智能摄像装置100、注意力测试装置200、阅读测速装置300和计算装置400。其中，智能摄像装置100用于获取用户眨眼频率。注意力测试装置200用于获取用户脑波注意力值。阅读测速装置300用于获取用户阅读速度。计算装置400用于根据同一时刻的用户眨眼频率、用户脑波注意力值和用户阅读速度计算该时刻的用户阅读理解度。

由上可知，根据本发明实施例的用户阅读理解度监测系统，综合参考了用户在同一时刻的眼动情况、注意力集中情况以及阅读速度情况，能够有效地监测用户阅读过程中的理解程度高低。

在本发明的实施方式中，用户阅读理解度监测系统20还可以包括提醒装置(图2中未示出)。提醒装置用于在用户阅读理解度低于预设阈值的情况下发出提醒信息。该提醒信息可以为“请集中注意力”或者“请暂时休息后继续阅读”等等，这样可以引导用户进入高效阅读状态。需要说明的是，将用户阅读理解度与预设阈值比较大小的逻辑判断动作，可以由计算装置400或提醒装置二者中任一者来执行。

在本发明的实施例中，智能摄像装置100可以为具有图像识别功能的摄像头。该智能摄像装置100通过内部预置的图像识别技术，可以识别到用户眼睛的位置并且可以识别得到用户眨眼的动作，通过识别用户一段时间内的眨眼次数，估算得出用户眨眼频率。

在本发明的实施方式中，注意力测试装置200还用于：获取用户的同一时刻的α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值；根据用户的α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值计算该时刻的用户脑波注意力值。可选地，用户脑波注意力值的计算公式为：Y＝13.52β+27.98/α+12.22β/θ。其中Y表示用户脑波注意力值，α、β和θ分别表示同一时刻的α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值。

在本发明的实施方式中，注意力测试装置200可以为脑波耳机，例如MindSet脑波耳机。MindSet脑波耳机是美国NeuroSky公司推出的基于其先进的BCI(Brain-ComputerInterface，脑机接口)技术的一款“意念耳机”。MindSet脑波耳机可以对脑电波数据进行实时采集和分析。例如，通过让用户佩戴MindSet脑波耳机，可以获取到用户的α脑波、β脑波和θ脑波信号强度的变化值。需要说明的是，脑波耳机与计算装置400可以通过蓝牙方式相连。蓝牙方式连接可以免去实物线缆，具有连接距离可以灵活调整、整齐美观等优点。

在本发明的实施例中，当阅读情景是传统纸质阅读时，阅读测速装置300可以是经过特殊设计的能够感知用户翻页动作的传感设备。当阅读情景是数字阅读时，阅读测速装置300可以为电子书阅读装置，例如，可以是kindle、汉王电纸书等等电子书专用阅读器，还可以为具有电子书阅读软件的手机、平板电脑、MP3/MP4/MP5播放器等等电子仪器。

在本发明的实施方式中，在计算装置400中，用户阅读理解度的计算公式可以为：U＝πXY/V，其中U表示用户阅读理解度，π表示用户特有的阅读效率因子，X、Y和V分别表示同一时刻的用户眨眼频率、用户脑波注意力值和用户阅读速度。

需要说明的是，本发明的实施方式中，阅读理解度监测系统中的多个部件在硬件形式上可以对应于一个集成化的硬件设备。例如，该集成化硬件设备可以是既具有摄像头、又安装有电子书阅读软件、还带有运算处理功能处理器芯片的手机、平板电脑、笔记本电脑或者PC电脑等等，它们同时充当了智能摄像装置100、阅读测速装置300和计算装置400这三者。还需要说明的是，该集成化硬件设备还可以同时充当提醒装置。因此，该实施方式的阅读理解度监测系统的设备集成度高，占据空间小，具有便携的优点。

为使本领域技术人员更好地理解，下面详细描述如何利用本发明的阅读理解度监测系统来对用户阅读行为的理解程度进行监测。在下面实施例中，阅读理解度监测系统包括智能手机和MindSet脑波耳机。

在正式使用该阅读理解度监测系统前，需要初始化用户特征信息，也就是说需要事先获取该用户特有的阅读效率因子。可以通过让用户阅读一段文字后，期间获取用户眨眼频率X_初、用户的脑波注意力值Y_初以及用户阅读速度V_初。通过向用户询问该文字的相关问题，根据用户的答案的准确程度可获取用户的相关理解度U_初。然后根据的π＝(U_初×V_初)/(X_初×Y_初)。可以通过多次的测试确定该阅读效率因子π的平均值。

开始使用阅读理解度监测系统时，MindSet脑波耳机采集到用户α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值，并且算出注意力评估值Y，然后通过蓝牙方式将Y的数值传递给智能手机。同时，智能手机上的摄像头获取用户眨眼频率X，智能手机中的电子书阅读软件测试用户阅读速度V。由于之前已经通过评估得到了π，因此此时智能手机中的CPU可以计算用户当前的阅读理解度U＝πXY/V。若U低于预设阈值，可以通过智能手机以声光电形式、弹窗形式或者短信形式等等方式提醒用户集中注意力或者暂时休息后继续阅读。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.一种用户阅读理解度监测方法，其特征在于，包括：

获取同一时刻的用户眨眼频率、用户脑波注意力值和用户阅读速度；

根据所述用户眨眼频率、所述用户脑波注意力值和所述用户阅读速度计算该时刻的用户阅读理解度。

2.根据权利要求1所述的用户阅读理解度监测方法，其特征在于，所述根据所述用户眨眼频率、所述用户脑波注意力值和所述用户阅读速度计算该时刻的用户阅读理解度的计算公式为：

U＝πXY/V，

其中U表示用户阅读理解度，π表示用户特有的阅读效率因子，X表示用户眨眼频率，Y表示用户脑波注意力值，V表示用户阅读速度。

3.根据权利要求1或2所述的用户阅读理解度监测方法，其特征在于，所述获取用户脑波注意力值的步骤包括：

获取所述用户的同一时刻的α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值；

根据所述α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值计算该时刻的用户脑波注意力值。

4.根据权利要求3所述的用户阅读理解度监测方法，其特征在于，根据所述α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值计算该时刻的用户脑波注意力值的计算公式为：

Y＝A/α+B×β+C×β/θ，

其中Y表示用户脑波注意力值，α表示α脑波强度变化值，β表示β脑波强度变化值，θ表示θ脑波强度变化值，A表示第一系数，B表示第二系数，C表示第三系数。

5.一种用户阅读理解度监测系统，其特征在于，包括：

智能摄像装置，用于获取用户眨眼频率；

注意力测试装置，用于获取用户脑波注意力值；

阅读测速装置，用于获取用户阅读速度；

计算装置，用于根据同一时刻的所述用户眨眼频率、所述用户脑波注意力值和所述用户阅读速度计算该时刻的用户阅读理解度。

6.根据权利要求5所述的用户阅读理解度监测系统，其特征在于，所述计算装置中，所述用户阅读理解度的计算公式为：

U＝πXY/V，

其中U表示用户阅读理解度，π表示用户特有的阅读效率因子，X、Y和V分别表示同一时刻的用户眨眼频率、用户脑波注意力值和用户阅读速度。

7.根据权利要求5或6所述的用户阅读理解度监测系统，其特征在于，注意力测试装置还用于：

获取所述用户的同一时刻的α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值；

根据所述α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值计算该时刻的用户脑波注意力值。

8.根据权利要求7所述的用户阅读理解度监测系统，其特征在于，所述注意力测试装置中，所述用户脑波注意力值的计算公式为：

Y＝A/α+B×β+C×β/θ，

其中Y表示用户脑波注意力值，α、β和θ分别表示同一时刻的α脑波强度变化值、β脑波强度变化值和θ脑波强度变化值，A表示第一系数，B表示第二系数，C表示第三系数。

9.根据权利要求5或6所述的用户阅读理解度监测系统，其特征在于，所述智能摄像装置为具有图像识别功能的摄像头。

10.根据权利要求5或6所述的用户阅读理解度监测系统，其特征在于，所述注意力测试装置为脑波耳机。

11.根据权利要求5或6所述的用户阅读理解度监测系统，其特征在于，所述阅读测速装置为电子书阅读装置。