仿真假体视觉下的运动感知研究

为了研究假体佩戴者对于目标物体的运动感知,利用Unity搭建虚拟仿真假体视觉场景,利用遮挡范式下对碰撞时间的估计,探究不同运动方向、运动速度、运动方式、目标物体形状、环境对比度以及各因素下的性别差异对仿真假体视觉下的运动感知的影响。试验结果表明,被试者对于水平方向上的估计要比垂直方向上的估计更准确;对于快速运动的估计准确度要优于相对慢速运动物体的准确度;运动方式因素对估计影响无显著性差异;相同形状下,物体越大,被试者估计的准确性越高且对多角图形的运动比圆润图形的运动更加敏感;不同环境对比度对估计也具有显著性差异;性别对于估计无显著性影响,但不同因素下的结果有区别。

仿真假体视觉下躲避静态障碍的任务研究

为了探讨在虚拟场景中仿真假体视觉下躲避静态障碍时的情况,文中利用Unity游戏引擎搭建静态障碍物的虚拟场景,通过着色器(Shader)屏幕后处理进行像素化,在分辨率为48×48像素情况下,利用被试操作键盘和鼠标控制软件内的玩家(Player)完成相应避障任务。选取25名被试者分别进行像素点缺失、像素点大小、高对比度等一系列的避障实验,任务过程中记录任务完成时间、跳失误、碰撞、掉出等,并对数据进行分析。结果表明,所有失误中跳失误发生次数最多,其次是碰撞。在正常条件下,提高对比度和像素点大小对减少失误有帮助;在像素点缺失的情况下,提高像素点的大小能够帮助被试躲避障碍;同时提高对比度和像素点大小避障效果最好。被试在假体视觉的环境中不能准确判断自己到障碍物之间的距离,距离过远或过近都会造成避障失误,可通过提高障碍物和背景的对比度以及光幻视点大小减少失误。文中研究可为人工视觉假体系统的设计和开发提供前期的理论储备。

仿真假体视觉下的步态识别研究

为了探究假体视觉下借助人的运动步态这一生物特征进行身份识别可行性,设计了仿真假体视觉下的心理物理学实验研究分辨率、运动视角及性别对识别结果的影响。本研究中选取CASIA-B步态数据库中的16名行人(8男、8女)的三个视角(0°、54°、90°)的视频,使用目标检测等算法提取和优化行人运动前景,并处理为三种分辨率下(32×24、48×36、64×48)的像素化视频。记录20名被试(10男、10女)的识别准确率和正确识别时间。实验结果表明,仿真假体视觉下通过步态信息进行身份识别是可行的,并且随着分辨率的提高,识别准确率可提升至91.88±8.39%。在90°视角下的识别速度和识别准确率最优(P<0.05)。同时被试性别与行人性别对识别结果不具显著性差异。

虚拟现实技术在假体视觉下出行任务的应用

为了探究视障人士在植入视觉假体后,视野、分辨率、物体种类数量对识别准确率的影响,利用虚拟现实技术对假体佩戴者完成出行提供训练的可行性。利用Unity在虚拟环境中设计并搭建识别任务和出行任务实验场景,通过虚拟现实(Virtual Reality,VR)设备完成实验。结果表明,被试者的识别准确率随视野增大而减小,随分辨率增大而增大,低分辨率情况下更多光幻视点呈现在更小的视野下有利于识别,被试者在出行任务返回过程的碰撞次数显著低于出发过程的碰撞次数。可见,虚拟现实技术为假体佩戴者出行提供训练具有可行性。