CN110737497A - 一种显控界面辅助决策设计优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种显控界面辅助决策设计优化方法，其包括：选定显控界面设计方案；获取一个显示单元图像并提取所述显示单元图像所对应的图像像素参数；获取操作人员对所述显示单元图像的显控界面可用性样本数据并进行评价打分；完成对显控界面设计中全部的显示单元图像的评价打分过程；基于预设的评分等级，确定每一显控界面可用性样本数据所对应的评分等级并统计评分等级内的样本数量；基于评价模型对当前显控界面设计方案进行评价并输出对应的评分结果；若所述评分结果满足设计阈值，则保存所述显控界面设计方案，否则通知用户更改设计方案。本发明实现了对显控系统不同显控界面设计效果的客观评价，以为用户界面设计提供客观的评价数据。

Description

一种显控界面辅助决策设计优化方法

技术领域

本发明涉及人机交互技术领域，尤其涉及一种显控界面辅助决策设计优化方法。

背景技术

随着科技发展和信息化程度的不断推进，人机界面是人机交互的重要媒介复杂系统，广泛应用到各行各业中，特别是复杂系统的人机界面也大量应用到诸如汽车驾驶操纵、战场指挥等各种复杂的人机交互界面系统和环境中，可以说，人机界面是用户获取信息、进行决策判断的重要依据，同时也是信息系统能否实现精确、高效传递的关键因素。

因此可以说，人机界面设计的合理与否，直接影响到系统使用效率；例如SP系统显控界面的设计是否规范、合理，直接影响到系统作战指挥效率的发挥，使得信息系统的能力无法得到充分的发挥，因此，有必要对SP系统显控界面设计进行研究。人机界面设计的不合理性往往是用户间不同的认知差异和主观判断失误的结果；因而，需要尽量避免用户的主观因素，对复杂信息系统人机界面、人机交互进行科学的分析、设计与评估，是确保系统性能的最大化发挥的保证。

发明内容

基于此，为解决在现有技术存在的不足，特提出了一种显控界面辅助决策设计优化方法。

一种显控界面辅助决策设计优化方法，其特征在于，包括：

S1、选定显控界面设计方案，所述显控界面设计方案包含多个待识别的显示单元图像；

S2、获取一个显示单元图像并提取所述显示单元图像所对应的图像像素参数，所述图像像素参数包括图像位置数据；

S3、获取操作人员对所述显示单元图像的显控界面可用性样本数据并进行评价打分，所述显控界面可用性样本数据通过对操作人员对所述显示单元图像进行可用性测试采样获取，所述显控界面可用性样本数据包括用户注视区域的显著性指数；

S4、重复步骤S2-S3，完成对显控界面设计中全部的显示单元图像的评价打分过程，并存储每一显示单元所对应的显控界面可用性样本数据以及对应的评分值；

S5、基于预设的评分等级，确定每一显控界面可用性样本数据所对应的评分等级并统计评分等级内的样本数量；

S6、基于评价模型对当前显控界面设计方案进行评价并输出对应的评分结果；若所述评分结果满足设计阈值，则保存所述显控界面设计方案，否则通知用户更改设计方案。

可选的，在其中一个实施例中，所述S6中的评价模型为：

其中，xi表示第i个显控界面可用性样本数据中的用户注视区域的显著性指数，yi表示第i个显控界面可用性样本数据的标签数据即与评分等级所对应的样本数量，m为显控界面可用性样本数据的总个数，p_k(x_i)表示第i个显控界面可用性样本数据的第k个评分值，

可选的，在其中一个实施例中，所述S3中对某一显控界面进行可用性测试以获取显控界面可用性样本数据的步骤包括：S31、采集用户在一定时间内注视所述显控界面时的注视区域，并计算所述注视区域与所述显控界面上所选定的显示单元图像的位置区域的重叠程度数据即显控界面可用性样本数据。

可选的，在其中一个实施例中，所述采集用户在一定时间内，注视所述显控界面时的注视区域，并计算所述注视区域与所述显控界面上所选定的显示单元图像的位置区域的重叠程度数据即显控界面可用性样本数据的具体步骤包括:

S311、获取用户一定时间内注视所述显控界面时的视线落点；

S312、基于各所采集到的视线落点的位置数据，获取各个视线落点连线所构成的用户的注视区域M；

S313、根据用户的注视区域M计算用户注视区域的显著性指数X，并计算所述显控界面上显示单元图像的位置区域与用户的注视区域M的重叠面积；

S314、根据所述重叠面积对各视线落点进行打分，即若视线落点位于重叠区域，则所述视线落点的显著程度评分为1分乘以显著性指数X，否则所述视线落点的显著程度评分为0分。

可选的，在其中一个实施例中，所述根据用户的注视区域M计算用户注视区域的显著性指数X的计算公式为：

其中，R()、G()、B()分别表示注视区域M内点(xi,yi)所对应的RGB通道对应的颜色值，o是一个常量，max(n)表示注视区域M的宽带的最大值，m和n分别表示注视区域M的长度和宽度。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

本发明设计了一种对显控界面设计方案中各个待显示或者展示的显示单元的综合评价优化方法，以实现对显控系统不同显控界面设计效果的客观评价，以为用户界面设计提供客观的评价数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为一个实施例中实施技术流程图；

图2为一个实施例中实施技术流程图；

图3为一个实施例中显控界面设计方案具体版式图；

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，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一元件称为第二元件，且类似地，可将第二元件为第一元件。第一元件和第二元件两者都是元件，但其不是同一元件。

解决在面对现有技术中在界面设计方案时存在的不足，在本实施例中，特提出了一种显控界面辅助决策设计优化方法，该方法实际上是一种用于对显控用户的界面设计方案进行客观评价判断后，辅助用户进行方案优化更改的方法，如图1-3所示，该方法包括S1、选定显控界面设计方案，所述显控界面设计方案包含多个待识别的显示单元图像；如显示单元图像可以为SP显控系统中的主显界面/副显界面/触摸屏界面等任意一种；

S2、确定一个显示单元图像并提取所述显示单元图像所对应的图像像素参数，所述图像像素参数包括图像位置数据；本步骤的目的是要为步骤S3提供该显示单元图像的位置区域，为提取重叠程度数据提供基准值。

S3、获取操作人员注视所述显示单元图像时的显控界面可用性样本数据并进行评价打分，所述显控界面可用性样本数据通过对操作人员在注视所述显示单元图像时进行采样所获取的可用性测试采样数据，所述显控界面可用性样本数据包括用户注视区域的显著性指数；

在一些具体的实施例中，所述S3中获取显控界面可用性样本数据的步骤包括：S31、采集用户在一定时间内注视所述显控界面时的注视区域，并计算所述注视区域与所述显控界面上的显示单元图像的位置区域的重叠程度数据即显控界面可用性样本数据。由于人类集中注意力的时间有限，比如说8秒，因此采样的总体时间不宜超过8秒，优选3秒之内；本步骤的目的是要确定在一定时间内，用户的视线落点能够集中在显控界面想要用户重点注意的地方即主要显控界面特征是否具有显著性；

在一些具体的实施例中，所述采集用户一定时间内注视所述显控界面时的注视区域，并计算所述注视区域与所述显控界面上显示单元图像的位置区域的重叠程度数据即显控界面可用性样本数据的具体步骤包括:S311、获取用户一定时间内注视所述显控界面时的视线落点；优选的采样实现仪器为眼动跟踪仪，以获取以用户感兴趣的基本输出量度，即所述落点，如果眼动仪以1000Hz的采样率收集数据，每秒获得1000个单独的采样点，且若采样点落在屏幕同一位置持续时间满足设定要求，则该采样点记为视线落点；S312、基于各所采集到的视线落点的位置数据，获取各个视线落点连线所构成的用户的注视区域M；优选采用非线性多项式映射模型确定视线落点的视线参数与视线落在显控界面屏幕上所选定的显示单元图像的位置数据关系，以确定视线落点映射到显控界面的位置数据；S313、根据用户的注视区域M计算用户注视区域的显著性指数X，并计算所述显控单元图像的位置区域与用户的注视区域M的重叠面积；S314、根据所述重叠面积对各视线落点进行打分，即判断视线落点是否位于重叠区域；若视线落点位于重叠区域，则所述视线落点的显著程度评分为1分乘以显著性指数X，否则所述视线落点的显著程度评分为0分。

在一些更进一步的的实施例中，所述根据用户的注视区域M计算用户注视区域的显著性指数X的计算公式即注意力显著区域匹配公式为：

其中，R()、G()、B()分别表示注视区域M内点(xi,yi)所对应的RGB通道对应的颜色值，如(R(x_i)表示范围为注视区域M内点(xi,yi)的x坐标上的R通道对应的颜色值，0～255，o是一个常量，通常为50％，max(n)表示注视区域M的宽带的最大值，m和n分别表示注视区域M的长度和宽度。通过上述注意力显著区域匹配公式来计算注意力区域匹配时，其速度更快，而且内存占用更低；同时设置上述步骤的目的为基于在一定时间内，人的视觉特点，特别是短时间的视觉聚焦特点(面对一个场景或者画面时，人类自动地对感兴趣区域进行处理而选择性地忽略不感兴趣区域，这些人们感兴趣区域被称之为显著性区域)，与界面设计方案需要重点关注的操作区域的显著性匹配模型来验证显控界面可用性或称为设计是否合理即通过通过设置一定的注意力显著区域匹配模型来尽量客观地提取出各个设计方案所对应的显控界面可用性样本数据并进行评价，从而摆脱现有技术中仅仅通过专家进行主观验证并评价的弊端，进而高效便捷地发现人机界面存在的人因适合性问题。

S4、重复步骤S2-S3，完成对显控界面设计中全部的显示单元图像的评价打分过程，并存储每一显示单元所对应的显控界面可用性样本数据以及对应的评分值；本步骤的目的是要采集样本数据并建立样本数据库，通过创建与每一显示单元图像一一对应的显控界面显著性样本评分数据来为下述能够对界面设计方案的合理性进行客观评价的评价模型提供基础输入数据。

S5、基于预设的评分等级，确定每一显控界面可用性样本数据所对应的评分等级并统计评分等级内的样本数量；本步骤预先对评分结果数据进行等级划分，以确定每一层评分等级的数据范围后，对全部显控界面可用性样本数据进行统计，以作为评价模型的输入参数。具体的评分结果数据的等级划分范围可由专家库进行划分，或者在历史样本数据量较多的情况下采用深度学习算法进行等级划分等等方法，如可以预先划分为优秀、良好、及格和不及格4个范围较为宽泛的评分等级，本例不作过多限定。

S6、基于评价模型对当前显控界面设计方案进行评价并输出对应的评分结果；若所述评分结果满足设计阈值，则保存所述显控界面设计方案，否则通知用户更改设计方案；通过本步骤针对本例样本试验数据的概率分布特征有时无法确定，而传统概率统计就无法提供相应的参数估计方法的问题，设计了一种评价模型，通过该评价来基于客观的概率特征分布对设计方案进行评价与选择，很大程度上规避专家认为评价所造成的的主观因素上上风的弊端。

在一些具体的实施例中，所述S6中的评价模型为：

其中，xi表示第i个显控界面可用性样本数据中的用户注视区域的显著性指数，yi表示第i个显控界面可用性样本数据的标签数据即与评分等级所对应的样本数量，m为显控界面可用性样本数据的总个数，p_k(x_i)表示第i个显控界面可用性样本数据的第k个评分值，上述模型可以使得对样本数据的评分更细化，p_k(x_i)前面的上下分式相当于加了一个权重，即为每一评价值设定对应的评分权重，以适应本例所述显控界面设计方案包含多个待识别的显示单元图像的使用需求，由此可知通过统计分析显控界面可用性样本数据个数与对应的评分值的分布关系来客观对整个设计方案中图像显示单元位置分布的显著性进行综合评价以为用户界面设计提供更为客观的评价数据。

综上所示，本发明设计了一种对显控界面设计方案中各个待显示或者展示的显示单元的综合评价优化方法，能够实现对显控系统不同显控界面设计效果的客观评价，进而为用户界面设计提供客观的评价数据。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种显控界面辅助决策设计优化方法，其特征在于，包括：

S1、选定显控界面设计方案，所述显控界面设计方案包含多个待识别的显示单元图像；

S2、获取一个显示单元图像并提取所述显示单元图像所对应的图像像素参数，所述图像像素参数包括图像位置数据；

S3、获取操作人员对所述显示单元图像的显控界面可用性样本数据并进行评价打分，所述显控界面可用性样本数据通过对操作人员对所述显示单元图像进行可用性测试采样获取，所述显控界面可用性样本数据包括用户注视区域的显著性指数；

S4、重复步骤S2-S3，完成对显控界面设计中全部的显示单元图像的评价打分过程，并存储每一显示单元所对应的显控界面可用性样本数据以及对应的评分值；

S5、基于预设的评分等级，确定每一显控界面可用性样本数据所对应的评分等级并统计评分等级内的样本数量；

S6、基于评价模型对当前显控界面设计方案进行评价并输出对应的评分结果；若所述评分结果满足设计阈值，则保存显控界面设计方案，否则通知用户更改设计方案。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S6中的评价模型为：

其中，xi表示第i个显控界面可用性样本数据中的用户注视区域的显著性指数，yi表示第i个显控界面可用性样本数据的标签数据即与评分等级所对应的样本数量，m为显控界面可用性样本数据的总个数，p_k(x_i)表示第i个显控界面可用性样本数据的第k个评分值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3中对某一显控界面进行可用性测试以获取显控界面可用性样本数据的步骤包括：S31、采集用户在一定时间内注视所述显控界面时的注视区域，并计算所述注视区域与所述显控界面上所选定的显示单元图像的位置区域的重叠程度数据即显控界面可用性样本数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述采集用户在一定时间内，注视所述显控界面时的注视区域，并计算所述注视区域与所述显控界面上所选定的显示单元图像的位置区域的重叠程度数据即显控界面可用性样本数据的具体步骤包括:

S311、获取用户一定时间内注视所述显控界面时的视线落点；

S312、基于各所采集到的视线落点的位置数据，获取各个视线落点连线所构成的用户的注视区域M；

S313、根据用户的注视区域M计算用户注视区域的显著性指数X，并计算所述显控界面上的显示单元图像的位置区域与用户的注视区域M的重叠面积；

S314、根据所述重叠面积对各视线落点进行打分，即若视线落点位于重叠区域，则所述视线落点的显著程度评分为1分乘以显著性指数X，否则所述视线落点的显著程度评分为0分。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据用户的注视区域M计算用户注视区域的显著性指数X的计算公式为：

其中，R()、G()、B()分别表示注视区域M内点(xi,yi)所对应的RGB通道对应的颜色值，o是一个常量，max(n)表示注视区域M的宽带的最大值，m和n分别表示注视区域M的长度和宽度。

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