Анализ методов определения психофизического состояния обучаемого по фотографическим снимкам

Размещено на http://www.allbest.ru/

Волгоградский государственный технический университет

Анализ методов определения психофизического состояния обучаемого по фотографическим снимкам

Вагина Виолетта Евгеньевна, студент

Макушкина Лидия Александровна,

старший преподаватель

АННОТАЦИЯ

психофизический автоматизированный обучающий система

В данный момент существует несколько способов получения информации о психофизическом состоянии человека. К ним относится метод, основанный на определении пульса человека, заключающийся в том, что рассчитывается отклонение головы от изначальной оси под давлением крови в сосудах.

ВВЕДЕНИЕ

Определение психо-физического состояния человека, взаимодействующего с АОС является достаточно актуальной задачей, в связи с тем, что дает возможность правильно скорректировать нагрузку на человека, а так же повысить его производительность при решении каких либо задач.

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

На данный момент все большее внимание уделяется проблемам эффективного взаимодействия человека и различных информационных систем. Для осуществления адаптации информационной системы к конкретному пользователю необходимо как можно более точно определить его текущее психо-физическое состояние, на основании которого могут быть приняты различные решения, например по изменению количества, длительности и стиля предоставляемого материала в автоматизированных обучающих системах.

В настоящее время происходить достаточно интенсивное изучение методов диагностики состояния человека как физического, так и психологического, для последующей обработки и анализа полученной информации.

Цель данной работы заключается в следующем:

Повысить эффективность взаимодействия пользователя с автоматизированной обучающей системой за счет более точного диагностирования его психофизического состояния.

В данный момент существует несколько способов получения информации о психофизическом состоянии человека. К ним относится метод, основанный на определении пульса человека, заключающийся в том, что рассчитывается отклонение головы от изначальной оси под давлением крови в сосудах.

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПУЛЬСА ПО СНИМКАМ С WEB-КАМЕРЫ

Пусть имеется одномерный приёмник. С данного приемника можно получить сигнал I(x,t)=f(x). На картинке он нарисован чёрным (для некоторого момента t). В следующий момент времени сигнал I(x,t+1)= f(x+Д) (синий). Усилить этот сигнал, это значит получить сигнал I'(x,t+1)= f(x+(1+б)Д). Где б - коэффициент усиления.

Разложив его в ряд Тейлора можно получить следующую зависимость:

Пусть:

Для того что бы усилить подаваемый сигнал нужно умножить B на (1+б). Получаем (красный график):

В реальных кадрах может присутствовать несколько движений, каждое из которых будет идти с разной скоростью. Приведённый выше способ -- не точный, поэтому используем классический подход для решения этой проблемы, который и использовался в работе -- разложить движения по частотным характеристикам (как пространственным, так и временным).

На первом этапе происходит разложение изображения по пространственным частотам. Этот этап, кроме того, реализует получение дифференциала ?f(x)/ ?x. При использовании фазового подхода, амплитуда и фаза считается фильтрами Габбора разного порядка:

Пусть I - используемый фильтр, тогда:

Нормируем I фильтр, тогда:

l -- расстояния пикселя от центра фильтра. Взяв такой фильтр только для одного значения окна у.

Для усиления сигнала, дающего характерный отклик на частоте щ в временной последовательности кадров. Используя пространственный фильтр с окном у, дает возможность определить примерный дифференциал в каждой точке. Используя временную функцию, дающую отклик на движение и коэффициент усиления. Умножая на синус той частоты, которую нужно усилить (функция, дающая временной отклик), получаем:

В итоге логика работы получается:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Существующие на данный момент методы определения психофизического состояния обучаемого возможно улучшить за счет подключения к уже существующим новые способы определения состояния человека. Например, по движению глаз, частоте моргания и т.д.

Возможны следующие исследования зависимостей положения глаз на фотографии от психофизического состояния человека, колебания головы от давления в сосудах.

В результате проведённых исследований будет представлено формализованное описание математической модели модуля определения психофизического состояния обучаемого, а также разработано программное средство, оценивающее психофизического состояния обучаемого.

Список литературы

1. Жбанков О.В., Толстой Е.В. Технология контроля психофизического состояния студентов и управления им. lib.sportedu.ru/press/tpfk/19 97N8/p4 0-43.htm.

2. Панкова Л.А., Рыбанов А.А. Исследование методов адаптации к обучаемому в современных компьютерных обучающих системах // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2008. Т. 5. № 5. С. 67-69.

3. Юрков Н. К. Мышинный интеллект и обучение человека: монография. Пенза: Информационно- издательский центр ПензГУ, 2008. 226 с. http://people.csail.mit.edu/billf/publications/Phase-Based_Video.pdf.

4. http://people.csail.mit.edu/mrub/papers/vidmag.pdf.

Размещено на Allbest.ru