CN110517773B - 一种测试装置、方法、存储介质和系统 - Google Patents

一种测试装置、方法、存储介质和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种测试装置、方法、存储介质和系统，该装置包括：一标签模块，包括至少一标签，该每一标签内设置一传感单元，该每一传感单元内置一第一维度信息；一感知模块，包括至少一感知单元，该每一感知单元内包括一感应接收子单元，该每一感应接收子单元用于接收和识别所述第一维度信息，并内置一第二维度信息；一计算模块，包括：一规则选择子模块，用于选择测试规则，并根据该测试规则随机生成一测试提示；一时钟子模块，用于记录每一测试操作时间以及每一测试规则时间；一测试评价子模块，用于获取测试信息，根据该测试信息生成测试结果；以及一显示模块，用于显示所述测试提示、所述测试结果。该装置具有很好的应用价值。

Description

一种测试装置、方法、存储介质和系统
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别涉及一种利用物联网签到技术进行测试的装置和方法。
背景技术
近年来，随着物联网技术的发展，智能感知装置在生活和生产中的应用越来越广泛。在物联网装置中，传感器主要负责数据的采集和标定工作，传感器的微型化也为测试装置的便携式应用提供了可能。
斯特鲁普(stroop)测试是认知心理学的一个典型实验，其基本范式是颜色与文字的冲突实验，即读出字体的颜色而不是该字的读音，例如红、黄、绿三个字，把红字涂上黄、黄字涂上绿、绿字涂上红。在传统的测试过程中，需要测试者(医生)从图册中随机选择一页，被试者(患者)尽快读出每个字体的颜色，测试者手工记录被试者所用时间和结果。随着计算机技术的发展，图册可以由计算机随机产生并呈现在屏幕上，并通过语音识别记录时间和结果。
第一种方式存在准确性和干扰性问题，人工记录的时间和结果不一定精准，且测试者的存在会对被试者产生无意识的干扰(被试者是儿童时影响更强烈)。第二种方式的效果和语音识别技术的发展密切相关，至少目前对于方言的识别效果并不理想，并且被试者对着屏幕自言自语很容易引起注意力不集中，尤其是儿童，对单调行为会产生厌倦情绪，此外，第二种方案对于需要实物交互的实验范式也无法满足。
综上可知，现有技术在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种测试装置，该装置包括：
一标签模块，包括至少一标签，该每一标签内设置一传感单元，该每一传感单元内设置一第一维度信息；
一感知模块，包括至少一感知单元，该每一感知单元内包括一感应接收子单元，该每一感应接收子单元用于接收和识别所述第一维度信息，并设置一第二维度信息；
一计算模块，包括以下子模块：
一规则选择子模块，用于供用户选择测试规则，并根据该测试规则随机生成一测试提示；
一时钟子模块，用于记录每一测试操作时间以及每一测试规则时间；
一测试评价子模块，用于获取测试信息，根据该测试信息生成测试结果；以及
一显示模块，用于显示所述测试提示、所述测试结果。
上述测试装置，其特征在于，所述第一维度信息为所述任一标签的维度信息，该第一维度信息包括颜色、形状、以及用不同颜色书写的代表颜色名称的字词。
上述测试装置，其特征在于，所述第二维度信息为所述任一感知单元的维度信息，该第二维度信息包括颜色、形状、以及用不同颜色书写的代表颜色名称的字词。
上述测试装置，其特征在于，所述测试提示为与所述第一维度信息相对应的信息。
上述测试装置，所述计算模块还包括一测试次数控制子模块，用于设置并记录测试操作次数和规则次数。
上述测试装置，其特征在于，所述测试评价子模块还用于接收所述感应接收子单元发送的所述第一维度信息和所述第二维度信息，并判断该第一维度信息和该第二维度信息是否符合所述测试规则。
上述测试装置，其特征在于，所述测试信息包括：所述第一维度信息、所述第二维度信息、所述测试规则、测试操作移动的标签数量、测试操作移动的标签数量中符合测试规则的标签数量以及不符合测试规则的标签数量、每一测试规则下的操作次数、每一测试操作时间、测试规则次数以及每一测试规则时间。
上述测试装置，其特征在于，所述显示模块还用于显示每一测试操作时间、移动的标签数量、移动的标签数量中符合测试规则的标签数量以及不符合测试规则的标签数量。
上述测试装置，其特征在于，在所述时钟子模块设置：
一第一时间阈值，用于限制每一测试规则的测试操作时间；
一第二时间阈值，用于限制该认知测试时间。
上述测试装置，其特征在于，所述计算模块与一网络端连接，用于对所述测试信息和所述测试结果的集中管理。
上述测试装置，其特征在于，所述显示模块包括一交互设备，用于对该认知测试装置的操作与管理，该交互设备包括触摸屏、遥控器。
为实现本发明的另一目的，本发明还提供一种利用上述测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
规则选择步骤，用户选择预设的所述测试规则，生成与该测试规则相匹配的所述测试提示，该测试规则至少包括颜色匹配、形状匹配和字词匹配；
测试步骤，按照所述测试规则，从所述标签模块中选择符合所述测试规则的标签放入所述感知单元，该感知单元的感应接收子单元识别获取所述第一维度信息，并将该第一维度信息以及所述第二维度信息传输至所述计算模块；
数据处理步骤，所述测试评价子模块获取所述测试信息，判断该第一维度信息和该第二维度信息是否符合所述测试规则，并根据该测试信息生成测试结果，该测试结果包括每次测试操作的用时、测试操作准确率、测试操作错误偏好等指标；
结果显示步骤，所述显示模块获取计算模块生成的测试结果，将该测试结果显示给用户。
上述测试方法，其特征在于，在所述第一时间阈值内，多次进行所述测试操作，在该每次测试操作前，所述计算模块均随机生成一测试提示，所述显示模块显示该测试提示；
上述测试方法，其特征在于，在所述第一时间阈值内，所述次数控制子模块计算所述测试规则下进行的测试操作时间和/或次数，当所述测试操作时间达到该第一时间阈值和/或该测试操作次数达到所述测试规则预设的测试操作次数，则分别计算是否达到所述第二时间阈值以及是否达到预设的所述规则次数，若未达到该第二时间阈值和该预设的规则次数，重复所述规则选择步骤和所述认知测试步骤，若达到该第二时间阈值和/或该预设的规则次数，则结束测试操作。
为实现本发明的另一目的，本发明还提供一种存储介质，用于存储执行上述任意一种测试方法的程序。
为实现本发明的另一目的，本发明还提供一种测试系统，包括上述任意一种测试装置。
本发明具有以下有益效果：
(1)能够结合实物场景，采用便携式设计，移动方便，节约场地，具有很好的实用性和应用价值。
(2)操作简单，被试者依据屏幕提示的规则操作，无需计算机技能，适合不同文化水平的被试者。
(3)测试过程进行自动标定，测试结果自动生成，为认知计算提供真实有效的信息，保障实验范式的数据准确有效，也方便集中管理和建档。
(4)给定测试结果的计算方式以及评判标准。
为让本发明的上述特征和效果能阐述的更明确易懂，下文特举实施例，并配合说明书附图作详细说明如下。
附图说明
图1A和图1B是本发明中测试装置的示意图。
图2是本发明中测试方法的流程图。
图3是本发明一实施例中的测试方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，说明书中针对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用，指的是描述的该实施例可包括特定的特征、结构或特性，但不必须包含这些特定特征、结构或特性。此外，这种表述并非指的是同一个实施例。进一步，在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，无论有没有明确的描述，已经表明将这样的特征、结构或特性结合到其它实施例中是在本领域技术人员的知识范围内的。
在说明书及后续的权利要求书中使用了某些词汇来指称特定模块、组件或部件，本领域普通技术人员应可理解，技术使用者或制造商可以不同的名词或术语来称呼同一个模块、组件或部件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分模块、组件或部件的方式，而是以模块、组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求项中所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“连接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进行连接。
此外，在下面的说明书和权利要求中，将提及许多术语，其应当被定义为具有以下含义。单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非上下文另外明确规定。“可选的”或“可选地”表示随后描述的事件或情况可能发生或不发生，并且该描述包括事件发生的情况以及事件不发生的情况。
在本发明的一个实施例中，本发明的总体架构如图1A和图1B所示，一种认知测试装置，包括：
一标签模块，至少包括一标签，该标签可以是卡片式或积木式的，内置一传感单元，用于区分标签，该传感单元例如是比较常见的传感器：NFC、IC、蓝牙信标。该标签至少包含两个属性，例如颜色，文字读音，形状，可以通过传感单元的信号值解析每个属性的值。
一感知模块，至少包括一感知单元，该感知单元可以是立柱式或容器式的，内部包含传感单元的感应接收子单元，通过读取标签模块传感单元的信号值来识别标签，该感应接收子单元例如NFC读卡器、IC读卡器、蓝牙探针。
一计算模块，通过规则生成测试范式，记录时间和计算结果，例如平板电脑、PC机。该计算模块包括一规则选择子模块、一时钟子模块以及一测试评价子模块。
一显示模块，呈现给测试者和被试者提示、规则以及结果。
本发明还公开了一种认知测试方法。
首先测试者选择规则，计算模块随机生成数据并呈现在屏幕上。被试者从标签模块集合中挑选标签，并放入某一感知单元内。感知单元识别标签的信息，将标签和自身的信息一并传输至计算模块。计算模块记录每次操作的时间，计算标签和感知单元的维度信息是否符合规则。然后计算模块继续生成数据。指定时间或指定次数结束后，计算模块生成测试报告给测试者或被试者。
具体包括以下步骤，其具体操作流程如图2所示：
规则选择步骤(S1)，用户选择预设的所述测试规则，生成与该测试规则相匹配的所述测试提示，该测试规则至少包括颜色匹配、形状匹配和文字读音匹配中的一种；
测试步骤(S2)，按照所述测试规则，从所述标签模块中选择符合所述测试规则的标签放入所述感知单元，该感知单元的感应接收子单元识别获取所述第一维度信息，并将该第一维度信息以及所述第二维度信息传输至所述计算模块；
数据处理步骤(S3)，所述测试评价子模块获取所述测试信息，判断该第一维度信息和该第二维度信息是否符合所述测试规则，并根据该测试信息生成测试结果，该测试结果包括每次测试操作的用时、测试操作准确率、测试操作错误偏好等指标；
结果显示步骤(S4)，所述显示模块获取计算模块生成的测试结果，将该测试结果显示给用户。
在所述第一时间阈值内，多次进行所述测试操作，在该每次测试操作前，所述计算模块均随机生成一测试提示，所述显示模块显示该测试提示。
在所述第一时间阈值内，所述次数控制子模块计算所述测试规则下进行的测试操作时间和/或次数，当所述测试操作时间达到该第一时间阈值和/或该测试操作次数达到所述测试规则预设的测试操作次数，则分别计算是否达到所述第二时间阈值以及是否达到预设的所述规则次数，若未达到该第二时间阈值和该预设的规则次数，重复所述规则选择步骤和所述认知测试步骤，若达到该第二时间阈值和/或该预设的规则次数，则结束测试操作。
为了方便理解，在对本发明的装置和方法做详细说明前，于本实施例中，首先给出本发明方法的一个可能的应用场景。医生检测患者的认知能力，实验范式是颜色和形状或颜色和文字的冲突。针对上述应用场景，结合附图在下文中给出了本发明的基于物联网签到技术的认知测试装置的实施例，包含：标签模块，感知模块，计算模块和显示模块，其中：
标签模块，包括至少一标签，该标签可以是卡片式或积木式的，内置传感单元，用于区分标签，该传感单元例如是NFC、IC、蓝牙信标。标签具有两个以上属性，例如颜色、文字、形状，表示为：tagi＝[c,s,w]，c＝{red,yellow,blue,green,……}，s＝{triangle,circle,square,pentagon,…}，w＝{‘红’,’黄’,’蓝’,’绿’,…}，可以通过传感单元的信号值解析每个属性的值。
优选的，传感单元选取无源传感器，例如NFC、IC。
感知模块，包括至少一感知单元，可以是立柱式或容器式的，内部包含接收传感单元信号的感应接收子单元，通过读取标签模块传感单元的信号值来识别标签，例如NFC读卡器、IC读卡器、蓝牙探针。感知模块同样具有与标签属性相同的属性，标识为readeri[c,s,w]。
优选的，感应接收子单元选取近距离的感应接收器，例如NFC、IC。
计算模块，通过规则生成测试范式，记录时间和计算结果，例如平板电脑、PC机。
优选的，计算模块也可以将记录和结果上传至云端，以便集中管理和建档。
显示模块，呈现给测试者和被试者提示、规则以及结果。
优选的，显示模块还应包含交互设施，例如触摸屏、遥控器。
按照本发明所提供的设计方案，“颜色和形状干扰”认知测试方法，其对应装置与方法的显示如图1A和图3所示，基本步骤如下：
步骤一、医生选择“形状匹配”规则，即要求满足SharpOf(tagi)＝SharpOf(readerj)，并确定开始。
步骤二，计算机提示倒计时3，2，1后发出“开始”指令。
步骤三，患者听到指令后逐个识别标签模块的形状，并且将其放入形状标识相同的容器内，假如第i个选择的积木块属性为“红色的三角形”，即tagi＝[red,triangle]，并将此积木块投入了第j个容器中。容器识别积木的信息，将积木和自身的信息一并传输至计算机。
步骤四，计算机记录每次动作的时间，计算积木和容器的维度信息是否符合规则。
如果容器的颜色是“绿色”，形状是“三角形”，即其属性为readerj＝[green,triangle]，则因为SharpOf(tagi)＝triangle＝SharpOf(readerj)符合规则；如果容器的颜色是“红色”，形状是“四方形”，即其属性为readerj＝[red,square]，则因为SharpOf(tagi)＝triangle≠square＝SharpOf(readerj)不符合规则。
步骤五，重复执行该步骤二到步骤四，直到达到指定时间或操作次数，其中患者选定一个积木放入某一容器为“一次操作”。
步骤六，重复执行该步骤一到步骤五，直到达到指定时间或规则次数。医生选择“形状匹配”规则并确定开始“为第一次规则”，患者操作一定次数后，医生选择“颜色匹配”规则并确定开始为“第二次规则”。
步骤七，计算模块生成测试结果，包括用时time、正确率accuracy、错误率error_rate、查准率precision、查全率recall等指标。并且根据这些指标计算得到stroop认知水平量化值value＝f(time,accuracy,error_rate,precision,recall)。其中计算函数f(*)可以根据不同的医学及心理学背景知识得到。
按照本发明所提供的设计方案，“颜色和文字冲突”认知测试方法，其对应装置与方法显示如图1B和图3所示，基本步骤如下：
步骤一、医生选择“文字匹配”规则，即要求WordOf(tagi)＝WordOf(readerj)，并确定开始。
步骤二，计算机提示倒计时3，2，1后发出“开始”指令。
步骤三，患者听到指令后，找出符合“文字匹配”规则的积木块并放入对应的容器内。容器识别积木的信息，将积木和自身的信息一并传输至计算机。
步骤四，计算机记录每次动作的时间，计算积木和容器的维度信息是否符合规则。
如果第i个积木的颜色是“红色”，文字是“绿”，即其属性表示为tagi＝[red,’绿’]。如果投入的容器的颜色是“蓝色”，文字是“绿”，即其属性为readerj＝[blue,‘绿’]，则因为符合规则WordOf(tagi)＝’绿’＝WordOf(readerj)，判定为正确；如果积木的颜色是“绿色”，文字是“红”，即其属性为readerj＝[green,‘红’]，WordOf(tagi)＝’绿’≠’红’＝WordOf(readerj)则不符合规则，判定为错误。
步骤五，重复执行该步骤二到步骤四，直到达到指定时间或操作次数。
步骤六，重复执行该步骤一到步骤五，直到达到指定时间或规则次数。
步骤七，计算模块生成测试结果，包括用时、正确率、错误率error_rate、查准率precision、查全率recall等指标。
为实现本发明的另一目的，在本发明的另一实施例中还涉及一种存储介质，用于存储执行上述任意一种测试方法的程序。
为实现本发明的另一目的，在本发明的另一实施例中还涉及一种测试系统，包括上述任意一种测试装置。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，例如将颜色和文字替换为形状和文字，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利要求范围当中。

Claims (12)

1.一种测试装置，用于斯特鲁普测试，其特征在于，该装置包括：
一标签模块，包括至少一标签，每一标签内设置一传感单元，每一传感单元内设置一第一维度信息，该传感单元包括：NFC、IC、蓝牙信标，所述第一维度信息为任一标签的维度信息，该第一维度信息包括颜色、形状、以及用不同颜色书写的代表颜色名称的字词，且字词内容与其字体颜色相异；
一感知模块，包括至少一感知单元，每一感知单元内包括一感应接收子单元，该感应接收子单元包括：NFC读卡器、IC读卡器、蓝牙探针，每一感应接收子单元用于接收和识别所述第一维度信息，并设置一第二维度信息，所述第二维度信息为任一感知单元的维度信息，该第二维度信息包括颜色、形状、以及用不同颜色书写的代表颜色名称的字词，且字词内容与其字体颜色相异；
一计算模块，包括以下子模块：
一规则选择子模块，用于供用户选择测试规则，并根据该测试规则随机生成一测试提示；
一时钟子模块，用于记录每一测试操作时间以及每一测试规则时间；
一测试评价子模块，用于接收所述感应接收子单元发送的所述第一维度信息和所述第二维度信息，并通过判断该第一维度信息和该第二维度信息是否符合所述测试规则，得到测试结果；以及
一显示模块，用于显示所述测试提示、所述测试结果；
其中测试信息包括：所述第一维度信息、所述第二维度信息、所述测试规则、测试操作移动的标签数量、测试操作移动的标签数量中符合所述测试规则的标签数量以及不符合所述测试规则的标签数量、每一测试规则下的操作次数、每一测试操作时间、测试规则次数以及每一测试规则时间；
所述测试规则包括：颜色匹配、形状匹配和字词匹配，所述颜色匹配为将相同颜色但形状或字词相异的标签模块和感知模块匹配；所述形状匹配为将相同形状但颜色或字词相异的标签模块和感知模块匹配；所述字词匹配为将相同字词但形状或颜色相异的标签模块和感知模块匹配。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试提示为与所述第一维度信息相对应的信息。
3.根据权利要求1所述的测试装置，所述计算模块还包括一测试次数控制子模块，用于设置并记录测试操作次数和规则次数。
4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述显示模块还用于显示每一测试操作时间、移动的标签数量、移动的标签数量中符合测试规则的标签数量以及不符合测试规则的标签数量。
5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，在所述时钟子模块设置：
一第一时间阈值，用于限制每一测试规则的测试操作时间；
一第二时间阈值，用于限制测试时间。
6.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述计算模块与一网络端连接，用于对所述测试信息和所述测试结果的集中管理。
7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述显示模块包括一交互设备，用于对测试装置的操作与管理，该交互设备包括触摸屏、遥控器。
8.一种利用如权利要求1所述装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
规则选择步骤，用户选择预设的所述测试规则，生成与该测试规则相匹配的所述测试提示，该测试规则至少包括颜色匹配、形状匹配和字词匹配；
测试步骤，按照所述测试规则，从所述标签模块中选择符合所述测试规则的标签放入所述感知单元，该感知单元的感应接收子单元识别获取所述第一维度信息，并将该第一维度信息以及所述第二维度信息传输至所述计算模块；
数据处理步骤，获取所述测试信息，判断该第一维度信息和该第二维度信息是否符合所述测试规则，并根据该测试信息生成测试结果，该测试结果包括每次测试操作的用时、测试操作准确率、测试操作错误偏好；
结果显示步骤，获取生成的测试结果，将该测试结果显示给用户。
9.根据权利要求8所述的测试方法，其特征在于，在第一时间阈值内，多次进行所述测试操作，在该每次测试操作前，均随机生成一测试提示，所述显示模块显示该测试提示。
10.根据权利要求9所述的测试方法，其特征在于，在所述第一时间阈值内，计算所述测试规则下进行的测试操作时间和/或次数，当所述测试操作时间达到该第一时间阈值和/或该测试操作次数达到所述测试规则预设的测试操作次数，则分别计算是否达到第二时间阈值以及是否达到预设的所述规则次数，若未达到该第二时间阈值和预设的规则次数，重复所述规则选择步骤和所述测试步骤，若达到该第二时间阈值和/或该预设的规则次数，则结束测试操作。
11.一种存储介质，用于存储执行权利要求8至10任意一种方法的程序。
12.一种测试系统，包括权利要求1至7任意一种测试装置。
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