CC BY
26
Созданная методика исследования и автоматизированный инструментарий оценки уровня комфортности восприятия образа на основе статистического сопоставления целевого изображения с эталонной базой цветовых образов позволили существенно сократить временные затраты на проведение психологического исследования.
Предложенный метод исследования позволяет быстро и экономично оценить степень комфортности визуальной продукции различного типа (например, оформление интернет-сайтов различных тематик).
Для выявления эмоционально значимых факторов изображения, обусловленных сочетанием и распределением его цветовых составляющих, метод может быть распространен на эталонные изображения иного характера.
Литература
1. Маслоу А. Психология бытия. М., 1997.
2. Max Luscher. Das Harmoniegesetz in uns. Berlin: Ullstein, 2003.
3. Фрилинг Г., Ауэр К. Человек—цвет—пространство. Прикладная цветопсихология. М.: Стройиздат, 1973.
4. Ильин Е. П. Эмоции и чувства. СПб.: Питер, 2007.
5. Симонов П.В. Эмоциональный мозг. М.: Наука, 1966.
6. Яньшин П. В. Психосемантика цвета. СПб.: Речь, 2006.
7. Ginsburg A. P., Albrecht D. G. On a filter approach to understanding the perception of visual form // Recognition of Pattern and Form. Berlin: Springer, 1982. P. 175-192.
8. Rubner Y., Tomasi C., Guibas L. J. The Earth Mover's Distance as a Metric for Image Retrieval // International Journal of Computer Vision. 2000. N 40 (2). P. 99-121.
9. Royo C. V. Image-Based Query by Example Using MPEG-7 Visual Descriptors // Degree's Final Project Dissertation. UPC. 2010.
10. Jeong S. Histogram-Based Color Image Retrieval // Psych221/ EE362 Project Presentation. Stanford University, 2002.
УДК 615.47:616-085
Р. А. Колесников, заместитель начальника отдела, В. Н. Носов, д-р мед. наук, ведущий научный сотрудник, М. В. Тимофеев, научный сотрудник, А. В. Зайцева, инженер-программист,
ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт прикладных проблем» (ГосНИИПП), Санкт-Петербург
Методы оценки влияния факторов окружающей среды на организм человека по характеристикам деятельности операторов ПЭВМ
Ключевые слова: ПЭВМ, динамические характеристики, компьютерный почерк, функциональное состояние, метод, близлежащие клавиши, клавиатура, время нажатий.
Keywords: desktop (PC), behavioral data, computer typewriting, functional state, method, neighboring keys, keyboard, key pressing time.
Исследование посвящено созданию метода и проведению оценки общего функционального состояние оператора ПЭВМ на основе анализа динамических характеристик, компьютерного почерка.
Введение
Восприимчивость человека к геофизическим и гелиофизическим воздействиям изучена в медицинском плане достаточно хорошо. Известно, что
самочувствие и работоспособность человека во многих случаях значимо ухудшаются при неблагоприятных геофизических условиях, причем это влияние сугубо индивидуально. Оценка индивидуальной чувствительности человека к таким факторам представляет интерес как с медицинской точки зрения, так и с точки зрения обеспечения надежности работы сложных человекомашинных систем.
Высокая степень внедрения информационных технологий с использованием ПЭВМ в разные сферы жизни ставит вопрос об оценке влияния самих ПЭВМ на пользователей, включая изменения функционального состояния организма в течение рабо-
чего времени. Качество и эффективность выполняемой работы зависят от различных факторов, в том числе от состояния когнитивных и двигательных функций пользователя в течение работы на ПЭВМ.
При проведении исследований операторской деятельности затруднены одновременное получение данных с датчиков для измерения артериального давления, пульса, электрической активности головного мозга, выполнение некоторых тестов, а также исполнение непосредственных функциональных обязанностей пользователей ПЭВМ. В связи с этим актуальным направлением исследований является разработка методик, позволяющих контролировать функциональное состояние оператора, не вмешиваясь в его основную деятельность. Для операторов ПЭВМ наиболее естественным представляется решение указанной проблемы за счет использования пространственно-временных характеристик нажатия клавишей клавиатуры и перемещения курсора манипулятора «мышь».
В работе [1] представлена методика моделирования умственного утомления оператора с использованием решения сложных арифметических задач. Полученные в этом исследовании данные показали, как утомление влияет на зрительно-моторную координацию оператора, что проявляется в параметрах работы с манипулятором «мышь». В настоящее время в криминалистике используются термины «компьютерный и информационный почерк». Считается, что компьютерный почерк индивидуален для каждого человека [2—4].
Рабочая гипотеза нашего исследования состоит в том, что изменение функционального состояния оператора при его нормальной работе в течение рабочей смены будет также приводить к изменениям зрительно-моторной координации, которые должны проявиться в изменениях компьютерного почерка, т. е. пространственно-временных характеристик на-
жатия клавишей клавиатуры и перемещения курсора манипулятора «мышь».
Целью данного исследования является разработка метода, позволяющего осуществить системный анализ функционального состояния пользователя ПЭВМ на основе учета его индивидуальных характеристик при работе с периферийными устройствами ПЭВМ.
Описание исследования
В качестве динамических характеристик клавиатурного почерка нами использовались:
• время между нажатиями близлежащих клавиш;
• время между нажатиями отдаленных клавиш;
• скорость перемещения курсора «мыши» по оси координат ОУ;
• скорость перемещения курсора «мыши» по оси координат ОХ;
• ускорение движения курсора «мыши» по оси координат ОУ;
• ускорение движения курсора «мыши» по оси координат ОХ.
Близлежащие буквосочетания — сочетания буквенного набора клавиш клавиатуры, которые являются соседними. Например, как показано на рис. 1, относительно клавиши Р русской раскладки клавиатуры близлежащими будут: ПР, НР, ГР, ОР, РТ, РИ.
В контрольном исследовании участвовала группа людей обоих полов, со схожими навыками работы на ПЭВМ, в возрасте 19-25 лет. В течение 4 ч с небольшими паузами на отдых они выполняли различные тесты, имитирующие реальную работу, в том числе: набор текста, задачи на умственную и творческую деятельность, создание коллажей из
Рис. 1 Расположение близлежащих буквосочетаний
ограниченного набора элементов и т. п. Во время прохождения тестов осуществлялись постоянные фиксирование и запись нажатий клавиш клавиатуры и перемещения курсора «мышью» с минимальным временем дискретизации 16 мс. Из-за большого объема информации данные усреднялись по каждой минуте.
Для оценки функционального состояния пользователя был использован тест САН (самочувствие, активность, настроение).
День исследования был разделен на две равные части. Для каждой половины рассчитывали динамические характеристики. При этом выполняли сравнительный анализ влияния самочувствия на динамику показателей работоспособности пользователей ПЭВМ.
Данные за каждый день сводили в результирующие таблицы. В процессе обработки показателей рассчитывали процент совпадений увеличения времени между нажатиями клавиш клавиатуры и ухудшения показателей САН. Аналогичные измерения проводили и для динамических характеристик по перемещению курсора «мыши».
Анализ результатов
Результаты работы с клавиатурой сравнивались попарно, динамика их показателей представлена на рис. 2 и 3.
Как видно из вышепредставленных рисунков, в начале работы время нажатия клавиш клавиа-
250 240 230
о 220
§
| 210 " 200 190 180 170
1-й 2-й 3-й 4-й
5-й 6-й 7-й
9-й
День исследования
□ Время нажатия близлежащих клавиш в начале работы, мс
□ Время нажатия близлежащих клавиш в конце работы, мс
Рис. 2 Динамика нажатия близлежащих буквосочетаний
350
340
330
о 320 м
мя, 310
е р
4 300 290 280 270
1-й 2-й 3-й 4-й
5-й 6-й 7-й
День исследования
□ Время нажатия удаленных клавиш в начале работы, мс
□ Время нажатия удаленных клавиш в конце работы, мс
Рис. 3 Динамика нажатия удаленных буквосочетаний
Таблица 1 I Сравнение нажатия близлежащих клавиш и теста САН
День исследования Сравниваемый параметр теста САН
% совпадения с параметром «Самочувствие» % совпадения с параметром «Активность» % совпадения с параметром «Настроение» % совпадения с параметром «Интегрированный»
1-й 100 80 60 60
2-й 60 80 60 60
3-й 20 20 20 20
4-й 40 60 40 40
5-й 100 60 80 80
6-й 80 80 80 80
7-й 40 40 80 60
8-й 60 40 40 40
9-й 40 100 40 40
Среднее 60 62,2 55,5 53,3
Таблица 2 I Сравнение нажатия удаленных клавиш и теста САН
День исследования Сравниваемый параметр теста САН
% совпадения с параметром «Самочувствие» % совпадения с параметром «Активность» % совпадения с параметром «Настроение» % совпадения с параметром «Интегрированный»
1-й 100 80 60 60
2-й 80 100 80 80
3-й 60 60 60 60
4-й 60 80 60 60
5-й 60 20 40 40
6-й 100 100 100 100
7-й 60 60 60 80
8-й 80 60 60 60
9-й 60 80 60 60
Среднее 73,3 71,1 64,4 66,6
туры с близлежащими и удаленными буквосочетаниями значимо меньше, чем в конце рабочего дня.
Результаты сравнения динамических характеристик клавиатурного почерка и функционального состояния пользователя ПЭВМ, определенного по тесту САН, представлены в табл. 1 и 2.
Из полученных результатов, приведенных в табл. 1 и 2, видно, что имеется связь между изменениями показателей теста САН и параметрами работы с клавиатурой, при этом параметры нажатия отдаленных клавиш более информативны, чем параметры нажатия близлежащих.
В отдельные дни отдельные показатели совпадают на 100 %. При этом на третий день исследования, наоборот, совпадения в табл. 1 не превышают 20 %. Вероятно, столь низкий процент обусловлен климатическими изменениями окружающей среды, так как на следующий день отмечалось повышение атмосферного давления и температуры воздуха.
Анализ данных по перемещению курсора «мыши» не дал столь очевидного результата. Причина
связана с недостаточностью количества экспериментального материала и различиями в характере движений «мыши» в зависимости от выполняемого задания.
Заключение
Проведенные эксперименты в целом подтвердили нашу рабочую гипотезу: утомление оператора ПЭВМ в ходе рабочей смены приводит к изменениям в его индивидуальном почерке работы с компьютером. Эти изменения могут быть зарегистрированы программным способом, и, таким образом, имеется возможность оценивать динамику функционального состояния оператора без вмешательства в его основную деятельность. Эта особенность предложенной методики существенно облегчает ее применение по сравнению с классическими электрофизиологическими методами контроля функционального состояния человека. Последнее дает возможность проведе-
ния длительных исследований изменений состояния операторов. Анализ изменений функционального состояния оператора в течение рабочей смены позволит оценивать влияние факторов ПЭВМ на организм человека, в то же время анализ длительных реализаций (недели, месяцы) совместно с данными об изменениях параметров окружающей среды (например, геофизических) позволит проводить исследования популяционной и индивидуальной чувствительности человека к этим фактором. Результаты этих исследований могут быть использованы для создания средств текущего контроля и прогнозирования состояния операторов сложных систем в интересах повышения надежности их работы.
Литература
1. Пучкова А. Н. Зрительно-моторная координация при умственном утомлении и адаптивная функция дневного сна: автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2013.
2. Lissitzyn C. B. Forensic Evidence in Court. Carolina Academic Press, Durham, North Carolina, 2008.
3. Чалая Л. Э. Модель идентификации пользователей по клавиатурному почерку. Харьков: Харьковский национальный университет радиоэлектроники.
4. Killourhy K., Maxion R. The Effect of Clock Resolution on Keystroke Dynamics. Dependable Systems Laboratory Carnegie Mellon University 5000 Forbes Ave, Pittsburgh PA, 15213, 2008.
УДК 614.2
А. Г. Гронин, ведущий специалист,
Р. А. Колесников, зам. начальника отдела,
С. А. Куценко, заместитель начальника отдела,
ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт прикладных проблем» (ГосНИИПП), Санкт-Петербург
Применение технологий автоматизированного телевизионного вешания в телемедицинских системах
Ключевые слова: телемедицина, автоматизированная система телевизионного вещания, телеконсультация, форматы медицинской информации.
Keywords: telemedicine, computer based TV broadcasting system, teleconsultation, medical information data and records.
В статье предложена перспективная архитектура построения централизованной телемедицинской системы оказания консультативно-диагностической помощи из центральных медицинских центров региональным центрам, пациентам в местах их лечения и проживания на базе новых средств обработки видеоданных, используемых в автоматизированных системах телевизионного вещания. Рассмотрены аспекты повышения функциональных возможностей и надежности комплексов телемедицины за счет использования технологий, применяемых в автоматизированных системах телевещания.
Понятие «телемедицина» прочно вошло в современную систему здравоохранения. История ее развития насчитывает более 100 лет. В Швеции в 1905 г. была осуществлена передача сигнала электрокардио-
граммы по телефонным линиям связи [1]. Успешные попытки передачи медицинских сигналов и изображений в США и СССР были начаты в конце 1950-х — начале 1960-х гг. Первыми шагами становления телемедицины как дистанционной диагностики можно считать телеметрическую запись физиологических показателей у космонавтов, а также переданные им медицинские советы. Уже во время полетов Ю. А. Гагарина и Г. С. Титова телеметрически регистрировались ЭКГ в одном и двух грудных отведениях, а также пневмограммы [2].
В СССР в 1960—1970-х гг. велись опытные работы по передаче медицинских данных. В институте хирургии им. А. В. Вишневского РАМН проводили клинические испытания по дистанционной диагностике врожденных пороков сердца и других заболеваний с использованием ЭВМ «Урал-2», связанной телеграфными линиями с медицинскими учреждениями Ярославля, Владивостока и Хабаровска [3].
