Skip to main content

Zkoumání dynamiky opětovného prohlížení pomocí běžící rekurentní kvantifikační analýzy (RRQA)

Vojtěchovská
/
Výzkum
/
Publikace
/
Detail publikace

Studie představuje RRQA pro sledování dynamiky opětovného prohlížení při každé fixaci a zvyšuje časové rozlišení analýzy chování pohledu.

Číst článek ResearchGate
Rok
2025
Typ
Konferenční článek
Původní jazyk
EN
Sborník
Proceedings of the 2025 Symposium on Eye Tracking Research and Applications
Autoři a autorky
M. Vojtechovska, M. Muczková, S. Popelka

Přínos

  1. Formalizace Running Recurrence Quantification Analysis (RRQA) jako inkrementálního (fixace po fixaci) rozšíření RQA pro modelování dynamiky temporální re-inspekce v sekvencích očních pohybů.

  2. Definice algoritmického rámce pro průběžnou aktualizaci rekurentních grafů a standardních metrik RQA (REC, DET, LAM, CORM) jako rostoucích vektorů namísto souhrnných deskriptorů, umožňující časově rozlišenou charakterizaci struktury pohledu.

  3. Integrace více definic rekurence – fixní prostorová vzdálenost a rekurence založená na oblastech zájmu (AOI) – pro podporu detailní prostorové podobnosti i úkolově orientované analýzy regionů v rámci sjednocené RRQA pipeline.

  4. Návrh doplňkových vizualizačních paradigmat (Worm, Fence a Horizon plots) pro komparativní a explorativní analýzu časově se vyvíjejících metrik rekurence napříč účastníky a stimuly.

  5. Konceptuální rámec pro interpretaci společných trajektorií metrik rekurence (např. DET×LAM, LAMₕ×LAMᵥ) jako indikátorů vyvíjejících se strategií pohledu a vzorců opětovného zapojení pod různými úkolovými omezeními.

  6. Implementace architektury analytického systému v prohlížeči pro lokální výpočet RRQA s ochranou soukromí a interaktivní kontrolou parametrů, podporující reprodukovatelnou explorativní analýzu sekvencí fixací.

Abstrakt

Chování pohledu poskytuje klíčové poznatky o kognitivních procesech, jako je pozornost, vnímání a rozhodování. Tradiční metriky eye-trackingu – například délka fixací – zachycují významné vzorce, ale přehlížejí dynamiku opětovného prohlížení, které signalizují změny ve strategiích pohledu. Rekurentní kvantifikační analýza (RQA) takové vzorce detekuje, ale agreguje data napříč celým úkolem, čímž skrytě potlačuje časové změny. RQA s posuvným oknem (SWRQA) sice sleduje rekurence v čase, ale pevná velikost okna si obtížně poradí s krátkými fixacemi a dlouhými návraty, což omezuje využití u dat o pohybu očí. Pro překonání těchto omezení představujeme běžící RQA (RRQA). Tento proof-of-concept počítá standardní RQA metriky při každé fixaci, což umožňuje detailní časové sledování Recurrence Rate (REC), Determinismu (DET), Laminarity (LAM) a Centra rekurentní hmoty (CORM). Zavádíme tři vizualizační techniky pro zobrazení změn RRQA metrik při porovnání více účastníků na úrovni jednotlivých fixací. Open-source webová aplikace umožňuje výzkumníkům nahrávat, analyzovat a interaktivně zkoumat data o pohybu očí pomocí RRQA vizualizací a usnadňuje tak detailní studium opětovného prohlížení: https://osf.io/ptfe7/.

Řešené otázky

Co je analýza kvantifikace rekurence (RQA) ve výzkumu sledování očí?

Analýza kvantifikace rekurence (RQA) je nelineární metoda analýzy časových řad, která kvantifikuje, jak často a v jakých temporálních strukturách se pohled vrací na dříve prohlížená místa. Při sledování očí RQA zachycuje vzorce re-fixací, které nejsou patrné prostřednictvím standardních metrik, jako je doba trvání fixace nebo počet přechodů.

Proč je tradiční RQA omezená pro analýzu chování pohledu v čase?

Tradiční RQA agreguje metriky rekurence v rámci celé sekvence fixací, čímž vytváří jediné souhrnné hodnoty pro pokus nebo úkol. Taková agregace maskuje změny ve strategii prohlížení, posuny pozornosti nebo rozhodovací fáze, které se odvíjejí v průběhu interakce.

Jak se liší running recurrence quantification analysis (RRQA) od přístupů s klouzavým oknem?

Running recurrence quantification analysis aktualizuje metriky rekurence při každé fixaci postupným rozšiřováním referenční sekvence namísto použití okna o pevné velikosti. Přístupy s klouzavým oknem mohou přehlédnout dlouhodobé re-fixace nebo krátké strategické návraty, pokud velikost okna neodpovídá dynamice pohledu.

Jaké metriky rekurence se typicky sledují v rámci RQA na úrovni fixací?

Běžně sledované metriky zahrnují míru rekurence (frekvence návratů), determinismus (opakování sekvencí fixací), laminaritu (setrvávající nebo opakovaná pozornost k daným místům) a těžiště rekurence (temporální koncentrace re-fixací). Sledování těchto metrik pro každou fixaci poskytuje časově rozlišené profily namísto jednotlivých hodnot.

Jak je definována prostorová rekurence při aplikaci RQA na eye-tracking data?

Prostorová rekurence může být definována buď pevnou prostorovou vzdáleností mezi souřadnicemi fixací, nebo sdílenou příslušností k předem definovaným oblastem zájmu (AOI). Definice založené na vzdálenosti zachycují detailní kontrolu vizuálních detailů, zatímco definice založené na AOI zdůrazňují cílené návraty do sémanticky významných regionů.

Jaké vizualizační strategie mohou podpořit interpretaci dynamických metrik RQA v datech sledování očí?

Dynamické metriky RQA lze vizualizovat přiřazením hodnot metrik k indexům fixací, čímž vznikají časově rozlišené profily odvíjející se spolu s sekvencí pohledu. Sekvenční a vrstvené vizuální kódování umožňuje zkoumat vývoj struktur rekurence namísto redukce chování na agregované souhrny.

Citace

Vojtechovska, M., Muczková, M., & Popelka, S. (2025). Exploring Gaze Re-Inspection Dynamics with Running Recurrence Quantification Analysis (RRQA). Proceedings of the 2025 Symposium on Eye Tracking Research and Applications, 7. https://doi.org/10.1145/3715669.3725875

Prohlédnout ostatní