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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Aufmerksamkeitserfassung von Personen bezüglich eines Objektes im Raum.
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Mit Hilfe sogenannter Blickerfassungsvorrichtung, auch Eye-Tracking-Systeme genannt, die aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt sind, lässt sich die Augenbewegung und somit die Blickbewegung einer oder mehrerer Personen erfassen. Mit Hilfe der erfassten Blickbewegung lässt sich somit im Nachgang analysieren, in welche Richtung die Testperson während der Aufzeichnung geschaut hat bzw. in welche Richtung sie ihren Fokus gelegt hat. Mit Hilfe von Eye-Tracking-Verfahren lassen sich darüber hinaus Eingaben vornehmen oder Maschinen steuern.
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Grundsätzlich unterscheidet man zwei verschiedene Arten von Eye-Tracking-Systemen: sogenannte Remote-Eye-Tracking-Systeme und Mobile-Eye-Tracking-Systeme. Bei den sogenannten Remote-Eye-Tracking-Systemen wird die Erfassung der Blickbewegungen mit Hilfe von geeigneten Messsensoren realisiert, die berührungslos arbeiten und nicht an der Testperson angeordnet werden. Solche Sensoren können beispielsweise in Computermonitore integriert oder neben dem Monitor angebracht sein und dienen in der Regel dazu, die Blickbewegung in Bezug auf Darstellungen auf dem Monitor zu erfassen. Aufgrund der Tatsache, dass der Monitor unbeweglich ist und die auf dem Monitor dargestellten Informationen immer an gleicher Position dargestellt werden, kann durch die feststehenden Sensoren des Remote-Eye-Tracking-Systems die Blickrichtung in Bezug auf die dargestellten Informationen berechnet werden, so dass ermittelbar wird, wo der Blickfokus der Person auf dem Bildschirm liegt. Hierdurch lässt sich ermitteln, wo die Aufmerksamkeit der Person in Bezug auf die dargestellten Informationen liegt, was beispielsweise in der Wahrnehmungspsychologie Auswertung findet.
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Bei den sogenannten Mobile-Eye-Tracking-Systemen werden hingegen entsprechende Messsysteme an der Testperson selber angeordnet, beispielsweise mit Hilfe eines Gestells am Kopf. Die Messsensoren sind dann in Richtung der Sehorgane der Testperson ausgerichtet, so dass die Augenbewegung entsprechend erfasst werden kann. Häufig werden bei den Mobile-Eye-Tracking-Systemen Videokameras in Richtung des Blickfeldes der Testperson angeordnet, so dass während der Aufnahme eines Videos des Blickfeldes der Testperson mit Hilfe der Sensoren feststellbar wird, in welche Richtung die Testperson innerhalb des Blickfeldes schaut. Denn aufgrund der Tatsache, dass die Ausrichtung der Kamera in das Blickfeld in Bezug auf die Ausrichtung der Messsensoren zur Erfassung der Augenbewegung fix ist, lässt sich problemlos die Augenbewegung in Bezug auf das Blickfeld der Testperson ermitteln und in das aufgenommene Video des Blickfeldes integrieren.
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In beiden Fällen erfolgt somit die Aufmerksamkeitserfassung in Bezug auf ein in seiner Ausrichtung, Lage und Position vorgegebenes 2D-Blickfeld, so dass nicht automatisiert feststellbar ist, auf welches konkrete Objekt und wo auf dem konkreten Objekt innerhalb des Blickfeldes der Blickfokus liegt. Eine automatisierte Aufmerksamkeitsauswertung bei einer Mehrzahl von Testpersonen ist somit insbesondere bei physischen 3D-Objekten nicht möglich.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung anzugeben, mit der die Aufmerksamkeit von Personen bezüglich eines Objektes im Raum, das sich insbesondere im Raum frei bewegen lässt, erfassen lässt, so dass eine automatisierte Auswertung möglich wird.
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Die Aufgabe wird dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 sowie dem System gemäß Patentanspruch 8 erfindungsgemäß gelöst.
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Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zur Aufmerksamkeitserfassung von Personen bezüglich eines Objektes im Raum vorgeschlagen, bei dem zunächst die Blickrichtung zumindest einer Person mittels einer Blickerfassungsvorrichtung erfasst wird. Die Blickrichtung ist dabei diejenige Richtung, in die das Sehorgan der Person ausgerichtet ist und in die das Sehorgan fokussiert und somit seine Aufmerksamkeit lenkt. Die Blickrichtung ist somit diejenige Richtung, in die die betreffende Person innerhalb ihres Blickfeldes schaut. Im physikalischen Sinne ist die Blickrichtung eine gerichtete Gerade im Raum, die aus den optischen Blickachsen gemittelt bzw. angenährt wird. Die Blickachsen verlaufen von der linken bzw. rechten Fovea zum Blickfokus. Das Sehorgan kann dabei ein oder zwei Augen umfassen.
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Parallel dazu wird mit Hilfe einer Objekterfassungsvorrichtung die Position eines Objektes im Raum erfasst. Ein solches Objekt, das sich frei im Raum bewegen lässt, kann beispielsweise ein Katalog, ein Blatt Papier, ein Tablet, ein Smartphone oder andere technische und nicht-technische Gegenstände sein. Die räumliche Position eines solchen Objektes kann beispielsweise mit Hilfe von bekannten 3D-Scannern, welche berührungslos, beispielsweise mittels LIDAR, oder mittels Kameras das Objekt erfassen und die räumliche Position ermitteln können. Dabei kann auch eine Bewegung des Objektes erfasst werden.
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Mittels einer Recheneinheit, beispielsweise einer Mikroprozessor gesteuerten Datenverarbeitungsanlage, kann nun der Blickfokus der zumindest einen Person auf dem Objekt ermittelt werden, indem in Abhängigkeit von der erfassten Blickrichtung der Person und der erfassten räumlichen Position des Objektes festgestellt wird, wo sich die Blickrichtung auf dem Objekt fokussiert, so dass auf den Blickfokus auf dem Objekt geschlossen werden kann. Damit kann die Fixation auf dem Objekt ermittelt werden. Die Fokussierung auf dem Objekt bzw. der Blickfokus wird durch den Schnittpunkt der Blickrichtung mit dem Objekt ermittelt. Damit kann auf den Blickfokus geschlossen werden und somit unter Zuhilfenahme der Informationszeit die genauen Fixationsorte auf dem Objekt berechnet werden.
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Damit wird es möglich, bei sich im Raum frei bewegenden Objekten, beispielsweise physischen Objekten oder auf einem Bildschirm veränderbaren Objekten festzustellen, wo der Blickfokus auf dem Objekt tatsächlich liegt. Damit lässt sich feststellen, wo die Testperson bezüglich des Objektes gerade hinschaut, das heißt welchen Teil des Objektes sie gerade betrachtet.
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Im Bereich der Aufmerksamkeitsanalyse wird es somit möglich, für beliebige Objekte, wie beispielsweise Kataloge, Briefe, Webseiten und ähnlichem, eine automatisierte Aufmerksamkeitserfassung bezüglich des Objektes durchzuführen, um so eine Vielzahl von Testpersonen eine quantifizierte Aufmerksamkeitsanalyse bezüglich des Objektes durchführen zu können. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren muss dabei immer noch händisch nachgearbeitet werden, was eine automatisierte Durchführung derartiger umfangreicher Aufmerksamkeitsanalysen schlicht unmöglich macht.
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Die Blickrichtung kann dabei in Bezug auf ein Körperteil der betreffenden Person ermittelt werden, bspw. in Bezug auf den Kopf der Person. Ausgehend von dem Bezug genommenen Körperteil als Ursprung wird die Blickrichtung als Vektor innerhalb eines lokalen Koordinatensystems betrachtet, dass durch das in Bezug genommene Körperteil definiert wird. Durch die Ermittlung der Position des in Bezug genommenen Körperteils innerhalb des globalen Koordinatensystems des erfassten Objektes, kann die Ausrichtung und Position des Vektors in das globale Koordinatensystem umgerechnet werden, so dass der Schnittpunkt der Blickrichtung mit dem Objekt und somit der Blickfokus ermittelt werden kann. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Blickrichtung mittels der Blickerfassungsvorrichtung gleich als Vektor mit Ursprung am Körperteil im globalen Koordinatensystem des erfassten Objektes erfasst wird.
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Vorteilhafterweise wird die Blickrichtung in Bezug auf das Sehorgan der zumindest einen Person mittels der Blickerfassungsvorrichtung erfasst, so dass die Blickrichtung in Form eines Vektors ihren Ursprung an der Position des Sehorganes hat. So ist es beispielsweise denkbar, dass neben der Erfassung der Blickrichtung auch die Position des Sehorgans, insbesondere eines oder beider Augen, erfasst wird, so dass sich aus der Position des Sehorgans in Verbindung mit der Blickrichtung ein Vektor ergibt. Zusammen mit der Position des Objektes im Raum lässt sich dann der Blickfokus auf dem Objekt selbst anhand dieser Messdaten ermitteln. Denkbar sind allerdings auch andere Körperteile, wie bspw. Nasenrücken oder Kopf.
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Zweckmäßigerweise kann es sich bei der Blickerfassungsvorrichtung um ein Remote-Eye-Tracking-System oder um ein Mobile-Eye-Tracking-System handeln, mit dem die Blickrichtung der zumindest einen Person erfasst wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform werden neben der räumlichen Position des Objektes auch weitere Objektdaten mit Hilfe der Objekterfassungsvorrichtung erfasst, und zwar die räumliche Lage des Objektes, die Ausrichtung des Objektes, die Abmessungen des Objektes, die Form des Objektes, eine Verformung des Objektes und/oder die Oberfläche des Objektes. Mittels der Recheneinheit kann nun der Blickfokus auf dem Objekt weiterhin in Abhängigkeit von einem oder mehreren der weiterhin erfassten Objektdaten des Objekts ermittelt werden.
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So lässt sich beispielsweise durch die räumliche Lage des Objektes feststellen, ob das Objekt gegenüber dem Betrachter gekippt, geneigt oder verdreht ist, wodurch sich unter Umständen ein anderer Blickfokus auf dem Objekt ergeben könnte. Durch das Erfassen der räumlichen Lage kann so dieser Umstand minimiert werden, wobei somit auf die Ermittlung des Blickfokus auf dem Objekt selber auch dann möglich wird, wenn das Objekt von dem Benutzer in der Hand gehalten wird und dabei im Raum bewegt wird.
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Auch die Erfassung der Ausrichtung des Objektes oder die Abmessungen des Objektes können dazu beitragen, die Genauigkeit bei der Ermittlung des Blickfokus auf dem Objekt selber zu erhöhen. Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die Form des Objektes oder eine Verformung des Objektes mit Hilfe der Objekterfassungseinrichtung ermittelt wird, so dass beispielsweise bei Objekten aus labilen Materialien, wie beispielsweise Papier, die Ermittlung des Blickfokus auf dem Objekt selber auch dann noch genau möglich ist, wenn das Objekt selber von der Person in den Händen gehalten wird und gegebenenfalls verformt wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine blickfokussierte Oberfläche des aus mehreren Oberflächen bestehenden Objektes in Abhängigkeit von einem erfassten optischen Inhaltes der blickfokussierten Oberfläche mittels der Recheneinheit identifiziert. Ein solches Objekt bestehend aus mehreren Oberflächen kann beispielsweise ein Katalog mit vielen Seiten sein. Denkbar ist aber auch, dass es sich bei dem Objekt um einen Brief mit mehreren losen Seiten handelt, wobei mit Hilfe der Recheneinheit, beispielsweise mit Hilfe eines der Recheneinheit ablaufenden Bildverarbeitungsprogramms, der Inhalt jeder Seite als eigene Oberfläche erkannt wird. Somit lässt sich jede Seite des aus mehreren Seiten beziehungsweise Oberflächen bestehenden Objektes identifizieren, so dass der bezüglich einer Oberfläche beziehungsweise Seite ermittelte Blickfokus dieser entsprechenden Oberfläche zugeordnet werden kann. Daraus lässt sich dann im Nachgang für jede Oberfläche beziehungsweise Seite des Objektes ein entsprechender Blickfokus beziehungsweise Blickfokusverlauf ermitteln, so dass auch Objekte bestehend aus mehreren Seiten oder Oberflächen automatisch analysiert werden können. Ein Objekt mit dynamischem Inhalt kann beispielsweise ein Tablet oder ein Computerbildschirm mit wechselndem Bildschirminhalt sein, dessen Oberfläche mittels geräteseitigem Captaring oder externer Aufnahme aufgezeichnet und somit die Analyse zugänglich gemacht wird.
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So ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn in Abhängigkeit einer Mehrzahl von ermittelten Blickfokussen ein Blickfokusverlauf mittels der Recheneinheit ermittelt wird, der beispielsweise der Augenbewegung bei der Betrachtung des Objektes entsprechend kann. Hierdurch lässt sich feststellen, wo und vor allem wie lange und wie oft die Testperson auf dem Objekt fokussiert hat. Hieraus lässt sich dann beispielsweise ableiten, in welchen Regionen des betrachteten Objektes die Person ihre Aufmerksamkeit gelegt hat.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird der Blickfokus beziehungsweise der Blickfokusverlauf jeweils für eine Mehrzahl von Personen bezüglich ein und desselben Objektes ermittelt, wobei mittels der Recheneinheit dann ein aggregierter Blickfokus beziehungsweise Blickfokusverlauf ermittelt werden kann, indem die von den unterschiedlichen Personen stammenden Blickfokusse beziehungsweise Blickfokusverläufe zusammengefasst werden, bspw. durch statistische Auswertung. So lässt sich automatisiert die Aufmerksamkeit einer Vielzahl von Personen bezüglich eines Objektes zusammenfassen, so dass beispielsweise festgestellt werden kann, in welchen Regionen des zu betrachtenden Objektes im Durchschnitt die meiste Aufmerksamkeit beim Betrachten gelegt wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die über Blickfokus und Zeit ermittelten Fixationen, Fixationsorte und die Fixationsdauer auf dem dreidimensionalen Objekt ermittelt, so dass sich statistisch genau ableiten lässt, wie lange eine Testperson ihren Blickfokus auf dem Objekt gerichtet hatte.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figur beispielhaft näher erläutert. Es zeigt:
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1 – schematische Darstellung eines Systems zur Aufmerksamkeitserfassung von Personen
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1 zeigt schematisch ein System 1, mit dem die Aufmerksamkeit einer Testperson 2 ermittelt werden soll. Hierzu weist das System 1 ein Remote-Eye-Tracking-System 3 auf, das im Ausführungsbeispiel der 1 aus zwei feststehenden Sensoren 3a, 3b gebildet wird. Die Sensoren 3a, 3b des Remote-Eye-Tracking-Systems 3 sind dabei nicht mit der Testperson 2 verbunden oder an dieser angeordnet und arbeiten berührungslos.
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Alternativ zu dem Remote-Eye-Tracking-System 3 ist es auch denkbar, ein Mobile-Eye-Tracking-System zu verwenden, das in der Regel an den Kopf der Testperson 2 angeordnet wird, um so die Blickrichtung 4 zu erfassen.
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Mit Hilfe des Remote-Eye-Tracking-Systems 3 und seinen Sensoren 3a, 3b kann nun die Blickrichtung 4 der beiden Augen 5 der Testperson 2 ermittelt werden, die sich in der schematischen Darstellung der 1 in Form von Vektoren darstellen lassen. Dabei kann das System derart eingerichtet sein, dass neben der Erfassung der Blickrichtung 4 auch die Position der Augen 5 als Sehorgan im Raum miterfasst wird, so dass sich ausgehend von der Position der Augen 5 im Raum ein konkret positionierter Vektor als Blickrichtung 4 ermitteln lässt. Ausgangspunkt sowie Richtung im Raum liegen somit als entsprechende Messdaten vor und definieren so die Blickrichtung 4. Die Position der Augen 5 kann bspw. mittels der Objekterfassungsvorrichtung 6 oder einem zusätzlichem, nicht dargestellten Erfassungssystem ermittelt werden.
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Mit Hilfe einer Objekterfassungsvorrichtung 6 lässt sich darüber hinaus die räumliche Position des Objektes 7, das von der Testperson 2 betrachtet wird, ermitteln. Dabei kann sich während der Erfassung sämtlicher Daten die räumliche Position des Objektes 7 selbstverständlich verändern, indem das Objekt 7 von der Testperson 2 angefasst und bewegt wird. Außerdem lässt sich mit Hilfe der Objekterfassungsvorrichtung 6 neben der räumlichen Position des Objektes 7 auch die Lage des Objektes 7 innerhalb des Raumes sowie auch eine Verformung, eine Ausrichtung, die Abmessungen des Objektes 7 und ähnliches erfassen.
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Diese Daten werden nun in eine Recheneinheit 8 eingespeist, wobei die Recheneinheit 8 eingerichtet ist, anhand der erfassten Blickrichtung 4 sowie anhand der erfassten räumlichen Position und gegebenenfalls weitere Objektdaten des Objektes 7 den Blickfokus 9 auf dem Objekt 7 zu ermitteln. Der Blickfokus 9 ist dabei derjenige Bereich auf dem Objekt, auf den die Person 2 ihr Sehorgan fokussiert.
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So kann beispielsweise das System des Weiteren so eingerichtet sein, dass beispielsweise mittels der Objekterfassungsvorrichtung 3 oder mittels der Objekterfassungsvorrichtung 6 oder einem anderen Erfassungssystem der Abstand der Augen 5 ermittelt wird, um so beispielsweise eine automatische Paralax-Korrektur der Blickrichtung 4 durchzuführen, um so die Genauigkeit bei der Ermittlung des Blickfokus 9 zu erhöhen.
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Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung wird es somit möglich, dass der Blickfokus 9 auf dem Objekt 7 auch dann noch korrekt erfasst werden kann, wenn das Objekt 7 im Raum bewegt wird. Darüber hinaus lässt sich mit automatischen Analyseverfahren entsprechende Aufmerksamkeitsbereiche auf dem Objekt 7 ermitteln. Ein manuelles Nacharbeiten der einzelnen Testreihen ist dann nicht mehr notwendig.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- System
- 2
- Blickerfassungsvorrichtung
- 3a, 3b
- Sensoren der Blickerfassungsvorrichtung
- 4
- Blickrichtung
- 5
- Sehorgan
- 6
- Objekterfassungsvorrichtung
- 7
- Objekt
- 8
- Recheneinheit
- 9
- Blickfokus
