Modellering av ögonrörelser på en målning med spatio-temporala punktprocesser: En jämförande simuleringsstudie av modeller med varierande homogenitet i tid och rum

Abstract

Ögats fixeringar, punkterna där blicken stannar, och sackader, de snabba hoppen mellan fixeringar, bildar ett unikt punktmönster i tid och rum. Dessa mönster kan därefter analyseras och tillämpas inom olika discipliner. Syftet med detta arbete är att bygga statistiska modeller som efterliknar dessa mönster. Modellerna anpassas till, och jämförs med, datan från en studie vid Jyväskylä universitet där 20 deltagare observerade sex olika målningar under tre minuter vardera. Detta arbete är begränsat till en av målningarna under första minuten av betraktandet. Fyra unika modeller har utvecklats, alla använder sig av anpassade gammafördelningar till sackad- och fixeringstiderna för att modellera tidslängderna. Modellerna byggdes gradvis. Först en modell som är homogen i rum och tid, sedan en modell som är icke-homogen i rum men homogen i tid och därefter en modell som är icke-homogen både i rum och tid. Det slutgiltiga fixeringsmönstret för dessa tre är alla en realisering av en spatial Poissonprocess. I den slutgiltiga modellen tas sackadlängderna hänsyn till och ett beroende mellan punktpositionerna införs. Modellerna utvärderades genom att använda existerande jämförelsestatistikor. Dessutom utvecklades en ny sådan. Den nya statistikan mäter hur stor andel av konstverket som täcks av både ögonrörelser från personen i fråga och modellen som utvärderas. Resultaten visar att en persons fixeringar över konstverket inte verkar vara likformigt fördelade. De visar också att en spatialt icke-homogen Poissonprocess är bättre på att fånga personens intresseområden än en spatialt homogen sådan, och att en tidsvarierande intensitet inte bidrar med en markant förbättring. Slutligen tyder resultatet på att en modell som tar hänsyn till ett beroende mellan fixeringar genom att reglera extrema sackadlängder presterar bäst. Specifikt framgår det att denna typ av modell är bättre på att undvika överskattning av blickens totala reslängd jämfört med de andra modellerna.