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視覚世界のパラダイムは、聴いても話されていた言語を話すビジュアル ワークスペースで参加者の目の動きを監視します。このパラダイムは、心理言語学的質問、選言文などの意味的複合ステートメントを含む広い範囲のオンライン処理を調査する使用できます。
追跡研究視覚世界のパラダイムを使用して典型的な目、参加者の目のオブジェクトに動きや参加者を生成または同時視覚を記述する音声言語を理解しない視覚ワークスペースで写真は目トラッカー経由で記録されます。世界。このパラダイムは、それらの人が読み取ることができませんまたはあからさま偏向子供、高齢者、患者などの行動応答を与えることができない者を含む集団の広い範囲で使用できます、汎用性の高いです。もっと重要なは、パラダイムは、音声信号の細かい操作に非常に敏感と、細粒音響/音声など、複数のレベルで言語理解におけるほとんどのトピックのオンライン処理の研究に使えます機能、単語のプロパティおよび言語構造。この資料で説明されているプロトコルは、視覚世界のパラダイムを意味複雑なステートメントのオンライン処理を探索できる方法を示す例を典型的な視覚世界の視線に関する研究を実施する方法を示しています。
話されていた言語は、すぐに消えて高速、継続的な情報の流れです。この一時的な実験的研究、急速に変化する音声信号への挑戦です。眼球運動の視覚世界のパラダイムに記録は、このような課題を克服するために使用できます。聴く、または生成、話されていた言語、視覚的な世界1 の内容を描いた典型的な目追跡研究視覚世界のパラダイムを使用して、参加者の眼球運動表示で写真または視覚ワークスペースで実際のオブジェクトを監視します。 ,2,3,4。基本的なロジック、またはリンクの仮説は、このパラダイムの背後には、理解や発話を計画 (公然またはひそか) シフトする視覚的世界の特定のオブジェクトを参加者の視覚的注意。この注意のシフトでお越しの際にも高い確率で衝動性眼球運動、視に出席した領域をもたらすことを開始します。このパラダイムを研究者がオブジェクトまたは視覚的画像に衝動性眼球運動によって測定される音声信号のいくつかの音響ランドマークに関してどのような時間の時点で参加者の視覚的注意のシフトが発生しますを決定しよう世界。オンライン言語処理を推論するは、音声信号に関連して眼球運動を開始時と場所が使用されます。視覚世界のパラダイムを使用して、音声言語理解1,2と生産5,6の両方を勉強できます。この方法論的記事の理解に関する研究に焦点を当てます。理解における視覚的世界のパラダイムは、ビジュアル表示の動きが監視彼らは発話の視覚的な表示の話に耳を傾ける参加者の目を使用します。
別の目追跡システムは、歴史で設計されています。最も簡単な少なくとも高価で、ほとんどのポータブル システムは、ちょうど通常のビデオカメラ、参加者の目の画像を記録します。眼球運動がビデオ録画のフレームによる審査を経て、手動でコード化されました。しかし、このような視線トラッカーのサンプリング レートは比較的低い、コーディング プロシージャは時間がかかる。したがって、現代商業目の追跡システムを通常はその軌道7,8,9の目の方向を測定する光センサーを使用します。現代商業目の追跡システムのしくみを理解するため、次の点を検討してください。まず、正しく視、赤外線照明の方向を測定する (周りの波長と通常 780-880 nm) に沿ってまたはハッキリ明るい、または暗い瞳のイメージを作る、カメラの光軸を通常配置周囲のアイリス。生徒や生徒角膜反射 (通常最初のプルキンエ イメージ) の画像がその軌道の目の向きを計算する生成されます。第二に、ビジュアルの世界の視線の場所は、頭に対して眼の方向性だけでなくビジュアルの世界に関して頭の方向にも実際に偶発的です。点目方向からの視線を正確に推論、光源と目トラッカーのカメラに関して参加者の頭 (ヘッド マウント目トラッカー) 固定されてまたはビジュアルの世界に関して固定されて (テーブル マウントまたはリモート目-トラッカー)。第三に、参加者の頭の方向はビジュアルの世界に関しても修正しなければならないまたは参加者の頭は自由に移動する場合に補償される計算。移動無料頭モードでリモートの目トラッカーを使用すると、参加者の頭の位置は通常参加者の額に小さなステッカーを配置することによって記録されます。頭の方向計算引かれる視覚世界の視線位置を取得するために目の方向から。第四に、校正と検証のプロセス、ビジュアルの世界で点の視線に目の方向をマップする必要があります。校正プロセス視覚世界の位置を視線に生目データにマップする既知のターゲット ポイントから参加者の固定サンプルが記録されます。検証プロセスの参加者が校正プロセスと同じターゲット ポイントに表示されます。既存の校正結果から計算された固定位置と視覚世界の執着の対象の実際の位置との間の違いは、キャリブレーションの精度を判断する使用されます。さらにマッピング プロセスの精度を再確認、ドリフト チェックは通常が単一の固定ターゲット計算固定位置と実際の位置の違いを測定するための参加者に紹介されて、各試験に適用される、現在のターゲット。
視覚的な世界研究の主なデータは、試用期間の一部または全体に及ぶ視線トラッカーのサンプリング レートで記録された視覚的世界の視線位置のストリームです。視覚的な世界の研究で使用される従属変数は通常参加者の注視が特定のタイム ウィンドウ間でビジュアルの世界で特定の空間領域に位置していることのサンプルの割合です。データを分析するには、時間ウィンドウがまず選択する興味の期間と呼ばれます。タイム ウィンドウは、通常聴覚入力のいくつかの言語のイベントのプレゼンテーションに時間ロックです。さらに、視覚的な世界も関心 (ROIs)、それぞれが 1 つまたは複数のオブジェクトと関連付けられているいくつかの領域に分割する必要です。1 つのような地域は話されている言語の正しい理解に対応するオブジェクトが含まれています、こうしてターゲット領域と呼ばれます。データを視覚化するための一般的な方法は、場所、タイム ・ ウィンドウの各箱で興味の各地域のサンプルの割合が全体の平均参加者とアイテムの割合の固定プロットです。
視覚世界の研究から得られたデータを使用して、さまざまな研究の質問が回答できます。) 粗粒度のレベルが異なる聴覚言語入力によって影響を受けるビジュアルの世界で参加者の視線?b) 場合は裁判の経過、効果の軌道は、効果があるか。それは線形効果や高次効果?c) 細粒度レベルにし、効果があるときに最古の一時的なポイントそのような効果が出てくるし、この効果はどのくらい最後ですか?
結果を統計的に分析するには、次の点を検討してください。まず、応答変数、すなわち凝視の割合の下と上の両方制限されます (0 と 1) の間、正規分布ではなく、多項の配分を行います。今後、t 検定、分散分析、線形 (混合効果) モデル10など正規分布に基づく伝統的な統計的方法は、縦横比はで無制限変数に変換されているまで直接利用することはできません。経験的ロジット式11またはユークリッド距離12などの無制限の従属変数に置き換えられています。このような正規分布の仮定は一般化線形 (混合効果) モデル13を必要としない統計的手法を使用もできます。第二に、観測された効果の変化の軌道を探索する時系列を示す変数はモデルに追加しなければなりません。この時系列変数はもともと視線トラッカーのサンプリング ポイント入力言語の発症に再編します。通常変化の軌道は線形ではない、ので時系列データの高次多項式関数は通常 (一般化) 線形 (混合効果) モデル、すなわち、成長曲線解析14に追加されます。さらに、現在のサンプル ポイントで参加者の目の位置は以前のサンプリング ポイントに大きく依存して記録周波数が高い場合は特に自己相関の問題の結果します。隣接するサンプリング ポイントの自己相関を減らすためには、多くの場合元のデータがダウン サンプリングまたはビン分割です。近年、一般化加法混合効果モデル (GAMM) はまた、autocorrelated エラー12,15,16に取り組むために使用されています。箱の幅は、数ミリ秒から数百ミリ秒に至るまで、さまざまな研究によって異なります。研究を選択することができます狭いビンは、特定の研究で使用される目トラッカーのサンプリング レートによって制限されます。たとえば、アイト ラッカーの 500 Hz のサンプリング レートの場合はタイム ウィンドウの幅が小さくてより 2 ms = 1000/500 とはなりません。第三に、興味の期間の各時間箱に統計分析を繰り返し適用すると、これらの複数比較が取り組まれる必要がありますから familywise エラーが誘発されます。前述したように、軌道分析通知研究者粗粒度レベルで観察された効果が比例する時間を変更するかどうか観察された効果が出現し始めるときに表示されませんが、どのように長い観測効果は持続します。発散と観測の効果は持続する一時的な期間の期間を把握する観測された差の起動時の一時的な位置を決定する、統計解析は各時間箱に繰り返し適用しています。これら複数の比較は、どのような統計的手法の使用に関係なく、いわゆる familywise エラーになります。Familywise エラー伝統的ボンフェローニ調整17修正します。最近、familywise エラー コントロールに視覚単語パラダイム19に提出18ニューロ イメージングではもともとノンパラ メトリック順列テストと呼ばれるメソッドを適用されています。
視覚世界のパラダイムを使用して研究者は、ビジュアルの世界で参加者の視線からいくつかの話されていた言語の理解を推測するつもりです。この控除の有効性の確認、眼球運動に影響を与えるその他の要因が排除または制御します。次の 2 つの要因が考慮する必要がある一般的なものの間で。最初の要因は、参加者の説明注視の中でより簡単に水平方向の視覚世界と動いて目の方形を左上に固執する傾向など、入力言語に依存しないいくつかの体系的なパターン垂直方向、等12,20 , 固定パターンのオブジェクトに関連オブジェクトがある空間的な位置のオブジェクトの空間位置を相殺する必要がありますいないことを確認する複数の異なる試験または異なる参加者間で。参加者の目の動きに影響を与える可能性があります 2 番目の要因は、他の間で、輝度コントラスト、色とエッジの向きなど、視覚的な世界内のオブジェクトの基本的な画像特徴21。この潜在的な交絡の診断、視覚的な表示は通常提示話されていた言語の発症前や発症から時間の期間中に約 1000 ミリ秒の話されていた言語の重要な音響のマーカーの発症する前に、オーディオのテスト、入力言語や入力言語の曖昧さ回避ポイントの発症するテスト画像がまだ聞かれていません。入力言語というより任意の違いは、異なる条件の間観察表示など他の交絡要因に自体、推測する必要があります。今後は、このプレビュー期間にみられる眼球運動は言語入力の効果を決定するためのベースラインを提供します。このプレビュー期間参加者視覚表示に精通を取得し、話されていた言語が提示される説明の注視の組織的バイアスを減らすこともできます。
典型的な視線視覚世界のパラダイムを用いた研究の実施方法を説明するために次のプロトコルは、すなわち、意味的複雑なステートメントのオンライン処理を探索する L. 占17から適応実験を説明します。選言文 (S1 または S2)、連文 (S1 と S2)が、-ステートメント (S1、S2 はない)。普通の保全にいくつかの発言によって表現される情報は実際に文字通りの意味より強いです。選言文暁明のボックスには、牛や鶏が含まれているようなそのような発話。選言文が真暁明のボックスを含む牛と鶏が暁明のボックスに含まれている2 つの選言はどちらでされていない限り、論理的に、false。したがって、選言のステートメントは、2 つの選言が両方 true暁明のボックスに牛と鶏が含まれている対応する連言ステートメントが真も真です。普通の会話で、しかし、選言声明は頻繁接続助詞の対応するステートメントが間違っていることを示唆しているを聞いて (スカラーの含意);2 つの選言の真理値がスピーカー (無知の推論) で知られていないことを示唆しています。文献のアカウントかどうか 2 つの推論が文法的または実用的なプロセス22,23,24,25,26とは異なります。実験は、視覚世界のパラダイムを使用して、3 つの複雑なステートメントのオンライン処理を探索することで、これらのアカウントの間で審議する方法を示しています。
すべての科目では、実験的プロトコルの管理の前に書面による同意通知を与える必要があります。すべてのプロシージャ、同意フォーム、および実験のプロトコルは、北京言語および文化大学の研究倫理委員会で承認されました。
注: 通常視覚世界のパラダイムを使用して読解研究の次の手順で構成されています:; 探検するために理論的な問題を紹介形成、実験的なデザイン。視覚・聴覚刺激を準備します。実験デザインに関する理論上の問題をフレームします。参加者の目の動きを追跡する視線トラッカーを選択します。ソフトウェアを選択し、刺激を提示するソフトウェアとスクリプトを構築コードおよび記録された眼球運動データを分析します。特定の実験から説明されている手順のいずれかで異なります。たとえば、プロトコルを導入して、実験を行い、研究者が構築し、視覚的な世界のパラダイムを使用して、独自の実験を行う際に覚えておく必要がありますいくつかの点を議論します。
1. テスト刺激を準備します。
2. フレームの実験的なデザインに関する理論的予測。
3. 実験スクリプトをビルドします。
4. 参加者を募集します。
5. 実験します。
注: 参加者は通常の発達した大人である場合は、1 つ実験者は行動実験を行うのに十分です。しかし、参加者が、子供などの特別な集団場合 2 つ以上の実験者が必要。
6. データの符号化と解析
参加者の行動応答を図 4にまとめます。前述したように、結合ステートメント (S1 と S2) に対して正しい応答は図 1のボックスなどの大きなオープン ボックスです。が、正しいレスポンス-ステートメント (S1、S2 ではない) は図 1のボックス D など、最初の上記動物を含む小さなファイルを開くボックス。批判的に、選言ステートメントを処理する方法に依存どのボックスが選言文 (S1 または S2) を選択: 閉じた小箱ボックス B図 1など選択場合にのみスカラーの含意と無知の推論選言文に関して両方は計算されます。図 4は、選言文 (S1 または S2) を理解するとき参加者は 2 つの両方の推論を計算することを示しています。
さらに、閉じた小箱に参加者の注視これらの注視は、そのボックスに行動応答が続いている場合は特にまた提案するスカラーの含意と無知の推論の計算。2 つの推論する必要がありますが処理された最古の一時的なポイントよりも後参加者は、彼らの視覚的注意と閉じた小箱に注視をシフト。図 5は、参加者の目の動きをまとめたものです。我々 は、パネル B に見ることができる、文の結合、分離結合、または限り、小型密閉箱 (ボックス B) に参加者の注視が増加しません。さらに、この増加は選言的結合のオフセットよりも後で no を開始します。これは、スカラーの含意と無知推論計算文結合のオフセットの前にすなわち、すぐに分離結合を発生時に示唆しています。
図 1.実験で使用するテスト画像の例です。灰色の領域は、実際に参加者に提示されているテスト イメージです。ブルース ボックス、点線、および要素の幅を示すピクセルは、図の目的のためにのみあり、参加者には表示されません。(L. 占17アクセス許可を持つ 1 つの実験から適応)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2.実験に用いるテスト文の例(L. 占17許可を得て転載)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 3.視覚世界のパラダイムを使用して典型的なアイトラッ キング実験の階層構造。図に示すオーディオは、実験で使用されるマンダリン中国語の英訳です。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 4.参加者の行動反応を実験で記録した(L. 占17アクセス許可を持つ 1 つの実験から適応)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 5.参加者の目の実験で観測された変動。発症と文の接続詞のオフセットは 2 つの破線の垂直線によって示されます。選言と特定のサンプリング時点で基準条件の間に有意差 (p <.05、ボンフェローニの調整) の灰色の領域によって示されます (l. 占17許可を得てから適応)。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
視覚世界の研究を行うにいくつかの重要な手順があります。最初に、研究者は、参加者の眼球運動、視覚的な世界を介して聴覚提示の言語の解釈を推測するつもりです。今後は、視覚刺激のレイアウトを設計するときに参加者の眼球運動に影響を与える可能性のある自然な仕事における眼球運動の特性を制御する必要があります。話されていた言語の参加者の眼球運動に及ぼす影響を認識しことができます。話されていた言語の 2 番目、音響手掛かりは一時的なものと、言語の特定のカテゴリにのみ対応する音響の署名がないです。いくつかの言語マーカーの発症と眼球運動を正しくタイムロック参加者の研究者は目的といくつかの言語構造の境界を定義する一貫した方法を見つける必要があります。第三に、参加者の目回りの回転頭視線と視覚世界の点を正しくマップするには、研究者は校正、検証、およびドリフト補正プロセスの 1 つまたはいくつかの実行を実行する必要があります。第四に、視覚的な世界の研究から得られたデータがある下限と上限境界などのいくつかの特徴的な性質と autocorrelated エラーなど。メソッドを選択するデータを統計的に分析するとき、これらの特徴的な性質を考慮必要があります。
視覚世界の研究は 3 つの重要なコンポーネントで構成されています: 視覚的な表示、音声言語、実験仕事。研究者の特定の目的を満たすために、任意のコンポーネントに変更が加えことができます。まず、視覚的な表示は通常写真の配列を描いたスクリーニング表示です。しかし、それは印刷された単語32、スケマティック シーン30,31, 実物体1,32を含む実世界シーンの配列を描いたスクリーニング表示ことができます。第二に、音声の発話は単語36、単文30,31, 意味的複雑なステートメント17,34,35、または対話39をすることができます。第三に、実験作業の面で参加者か単に求められている視覚的な世界を見て、聴覚発話30,31; に慎重に耳を傾ける聴覚発話1によって記述された運動機能、聴覚の発話がビジュアル表示38に適用されるかどうかを決定する正しいを選択するなど、いくつかの行動応答を要求されているか視覚的な表示、発言でイメージは、17話です。
他の心理言語学的手法と比較して視覚的世界のパラダイムには、いくつかユニークな利点があります。まず、視覚世界のパラダイムを人が読み取ることができないおよび/または人はあからさま偏向子供37,38,39,などの行動応答を与えることができないものを含む集団の全体で使用できます。40,41,患者、高齢者46、 42(e.g。、失語)47。これは、書かれたテキストの形式ではなく、聴覚言語刺激が表示されます。言語理解があからさまな反応ではなく参加者の暗黙の自動眼球運動から推論されます。第二に、視覚的な世界のパラダイムは、音声信号の細かい操作に非常に敏感です。このパラダイムは、物性微細粒音響音声機能33,45,46などの複数のレベルで言語理解におけるほとんどのトピックのオンラインの処理を勉強する使用ことができます。concessives37, biconditionals37, ような意味的に複雑な文の論理構造、言語構造1,47、単語30,31条件38とふたつ17。
他の心理言語学的手法と比較して視覚的世界のパラダイムは、いくつかの潜在的な制限もあります。視覚の世界を学ぶことができる言語のプロパティあたり se。 今後は、言語刺激の実際の解釈ではなく、視覚的な世界に目の動きからの話されていた言語の参加者の解釈のみたまず、パラダイム、すなわちものを視覚化することができますに限定。、彼らはどういうわけかエンティティまたは視覚的な世界内のイベントに関連する必要があります。第二に、使用される視覚世界のパラダイムは通常実際の視覚世界写真指示対象の限定セットと限られた一連の潜在的なアクションよりも制約。このいわゆる閉鎖セット問題48 , 言語処理実験の内で作成された特定の状況を超えて一般化していませんタスク固有の戦略を作成します。今後は、パラダイムは試行に対して確立されている閉鎖セット外の経験や言語的知識の特性に敏感かもしれない。
視覚世界のパラダイムは、本質的に視覚による知覚と聴覚からの情報から情報の統合を探る。理論的には、2 つのセンセーショナルなドメインによって処理することができます任意の情報学ぶことができる可能性がありますこのパラダイムを使用しています。たとえば、視覚的世界は仮想現実や動的なビデオをすることができます。聴覚の入力言語は、必ずしも、自然界等から音楽と音など、他の形式でもかまいません。さらに、他のドメインではなくビジュアル ドメインと聴覚のドメインからの情報の統合を探索するこのパラダイムをさらに拡張できます。たとえば、研究者はこの手法を使用して、異なる匂い、別に触れるなどによって視覚的な世界で参加者の注視の影響を調べる。
著者は、競合する金銭的な利益が持たないを宣言します。
本研究は、科学財団の北京言語および文化大学中央大学 (承認番号 15YJ050003) の基礎的研究資金によって支えられました。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Pixelmator | Pixelmator Team | http://www.pixelmator.com/pro/ | image editing app |
Praat | Open Sourse | http://www.fon.hum.uva.nl/praat/ | Sound analyses and editting software |
Eyelink 1000plus | SR-Research, Inc | https://www.sr-research.com/products/eyelink-1000-plus/ | remote infrared eye tracker |
Experimental Builder | SR-Research, Inc | https://www.sr-research.com/experiment-builder/ | eye tracker software |
Data Viewer | SR-Research, Inc | https://www.sr-research.com/data-viewer/ | eye tracker software |
R | Open Sourse | https://www.r-project.org | free software environment for statistical computing and graphics |
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