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Améliorer le suivi oculaire sur mobile avec les retours des utilisateurs

Une nouvelle méthode simplifie l'analyse des données de suivi oculaire en utilisant l'apprentissage automatique et l'interaction utilisateur.

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Comprendre comment les gens voient et se concentrent sur les choses dans leur environnement est important pour des domaines comme la psychologie et le design. Les systèmes de suivi oculaire mobile peuvent aider en capturant comment les yeux des gens bougent et ce qu'ils regardent. Cependant, analyser les données de ces systèmes prend beaucoup de temps et d'efforts. Cet article parle d'une nouvelle méthode pour rendre ce processus plus facile et plus rapide grâce à la technologie avancée.

Qu'est-ce que le Suivi Oculaire Mobile ?

Le suivi oculaire mobile désigne une technologie qui nous permet de voir où une personne regarde pendant qu'elle se déplace. Cette technologie combine généralement des séquences vidéo avec des informations sur les mouvements des yeux. Elle aide les chercheurs et les designers à voir comment les gens interagissent avec des produits ou des appareils dans des situations réelles. En analysant les données de mouvement des yeux, on peut obtenir des informations sur ce qui attire l'attention d'une personne et comment elle pense.

Défis dans l'Analyse des données

Bien que le suivi oculaire mobile soit utile, la quantité de données qu'il génère peut être écrasante. Traiter ces données manuellement est laborieux, car les chercheurs doivent passer en revue de nombreux enregistrements vidéo et interpréter des environnements visuels complexes. Les objets se chevauchent souvent, et les environnements changeants peuvent rendre difficile la détermination de l'endroit où une personne regardait.

Le Besoin d'Automatisation

Pour réduire la charge de travail et améliorer l'exactitude, les chercheurs ont besoin de meilleures méthodes automatisées pour analyser les données de suivi oculaire. Les techniques d'apprentissage automatique, qui aident les ordinateurs à apprendre à partir des données, peuvent être appliquées pour rendre cette analyse plus rapide et plus efficace. Ces méthodes peuvent aider dans des tâches comme déterminer les zones d'intérêt, estimer la direction du regard et comprendre l'attention visuelle.

Notre Nouvelle Approche

Cet article présente une nouvelle approche qui vise à améliorer la reconnaissance des objets dans les paramètres de suivi oculaire mobile. L'objectif est d'améliorer la façon dont nous annotons ou étiquetons les données, rendant plus facile et rapide pour les utilisateurs de donner leur avis sur ce qu'ils voient. La méthode se concentre sur la reconnaissance d'objets spécifiques dans l'environnement tout en maintenant l'efficacité dans l'annotation des données.

Comment Fonctionne la Nouvelle Méthode

Dans notre approche, les utilisateurs portent des dispositifs de suivi oculaire qui fournissent des flux vidéo et des points de focus pendant qu'ils se déplacent dans leur environnement. L'objectif est d'identifier des objets spécifiques, comme des tablettes ou des livres, tout en traitant tout le reste comme un arrière-plan. Pour commencer la formation de notre système, nous utilisons des techniques de segmentation vidéo d'objets, qui permettent aux utilisateurs de marquer des zones d'intérêt et de les étiqueter dans les premières images de vidéo. Le système utilise ensuite ces informations pour faire des prédictions pour les images suivantes.

Interaction Utilisateur

Les utilisateurs peuvent aider à affiner les résultats en ajustant les griffonnages ou les étiquettes initiales s'ils remarquent des erreurs faites par le système. Ce retour interactif est crucial pour améliorer l'exactitude des annotations. Le système collecte ces corrections et les utilise pour réentraîner ses modèles, ce qui permet de meilleures prédictions à l'avenir.

Détection d'objets

Notre méthode combine un détecteur d'objets, qui identifie des éléments potentiels dans la vidéo, avec une technique d'apprentissage avancée qui comprend les relations entre les objets. Cette configuration permet à notre système d'apprendre et de s'adapter rapidement à de nouvelles vues des objets. Par exemple, un objet peut être étiqueté différemment selon qu'il se trouve à gauche ou à droite de l'écran.

Apprentissage à Partir des Retours

Après que le modèle initial soit entraîné, il entre dans une boucle où il prédit des résultats pour chaque image vidéo. Les utilisateurs sont encouragés à donner leur avis sur des prédictions incorrectes. Si des erreurs sont trouvées, les utilisateurs peuvent les corriger, et le système apprendra de ce retour. Ce processus itératif garantit que le modèle s'améliore au fil du temps.

Avantages de Notre Approche

  1. Efficacité : Notre méthode est efficace pour s'adapter aux retours des utilisateurs, même en utilisant moins d'entrées de données. Elle égalise ou dépasse même les performances des systèmes traditionnels qui s'appuient sur des données d'entraînement fixes.

  2. Environnements Dynamiques : Notre système fonctionne bien dans des environnements qui changent rapidement à cause des mouvements des utilisateurs, lui permettant de comprendre des relations complexes entre les objets.

  3. Temps d'Annotation Réduit : En utilisant la segmentation vidéo d'objets, les utilisateurs passent beaucoup moins de temps sur l'étiquetage manuel par rapport aux méthodes conventionnelles.

Travaux Connus

Il existe diverses méthodes pour annoter les données de suivi oculaire en utilisant l'apprentissage automatique. Certaines s'appuient sur des modèles pré-entraînés et peuvent ne pas permettre d'ajustements interactifs. D'autres approches peuvent peaufiner des modèles pour des tâches spécifiques mais manquent souvent de la flexibilité nécessaire pour un retour en temps réel.

Notre Méthode Comparée à D'autres

En évaluant notre approche par rapport à d'autres méthodes qui nécessitent l'interaction de l'utilisateur, notre système montre des améliorations notables, surtout dans des situations où les positions des objets comptent. Par exemple, faire la distinction entre des appareils à gauche et à droite est difficile mais crucial. Notre méthode s'en sort bien car elle prend en compte les relations spatiales entre les objets et utilise des techniques de raisonnement avancées pour obtenir des résultats précis.

Processus d'Annotation Interactive

Quand les utilisateurs interagissent avec notre système, ils marquent simplement des points ou utilisent des griffonnages pour indiquer ce qu'ils veulent annoter. Le système génère automatiquement des masques de segment pour les images suivantes en fonction de ces entrées initiales. Cela non seulement fait gagner du temps, mais permet aussi aux utilisateurs de travailler plus efficacement.

Reconnaissance Dynamique des Objets

Notre approche utilise des propositions candidates d'un détecteur d'objets, permettant la reconnaissance et la différenciation des objets en fonction de leurs caractéristiques et positions. Cette adaptabilité est importante, surtout quand de nouveaux objets apparaissent ou que certains objets sont occlus.

Réseau Inductif de Passage de Message

Au cœur de notre système se trouve le réseau inductif de passage de message, qui aide à raisonner sur les relations entre les objets détectés dans la vidéo. Contrairement aux modèles traditionnels qui s'appuient sur un ensemble fixe d'objets, notre réseau est flexible et peut s'adapter à de nouvelles informations. Ceci est particulièrement utile dans les scénarios de suivi oculaire mobile où la zone d'intérêt de l'utilisateur peut changer rapidement.

Applications Réelles

Les améliorations apportées par notre méthode ont des implications pratiques dans divers domaines. Par exemple, les entreprises peuvent analyser le comportement des clients plus efficacement, les éducateurs peuvent mieux comprendre l'engagement des étudiants, et les designers peuvent créer des interfaces plus conviviales. De plus, notre système pourrait potentiellement s'étendre pour fonctionner avec plusieurs utilisateurs, comprenant la dynamique de groupe dans des espaces partagés.

Conclusion

En résumé, notre nouvelle approche simplifie l'analyse des données de suivi oculaire mobile en combinant les retours des utilisateurs avec des techniques avancées d'apprentissage automatique. Notre méthode améliore l'efficacité, l'exactitude et l'adaptabilité, permettant aux chercheurs et aux praticiens d'obtenir rapidement et efficacement des informations à partir des données de suivi oculaire. Les recherches futures peuvent explorer davantage les capacités de ce cadre dans des environnements plus complexes, garantissant qu'il reste applicable dans diverses situations du monde réel.

Nous croyons que ce travail pose les bases d'applications plus innovantes dans la compréhension de l'attention et du comportement humains, au bénéfice de nombreux domaines et industries.

Source originale

Titre: I-MPN: Inductive Message Passing Network for Efficient Human-in-the-Loop Annotation of Mobile Eye Tracking Data

Résumé: Comprehending how humans process visual information in dynamic settings is crucial for psychology and designing user-centered interactions. While mobile eye-tracking systems combining egocentric video and gaze signals can offer valuable insights, manual analysis of these recordings is time-intensive. In this work, we present a novel human-centered learning algorithm designed for automated object recognition within mobile eye-tracking settings. Our approach seamlessly integrates an object detector with a spatial relation-aware inductive message-passing network (I-MPN), harnessing node profile information and capturing object correlations. Such mechanisms enable us to learn embedding functions capable of generalizing to new object angle views, facilitating rapid adaptation and efficient reasoning in dynamic contexts as users navigate their environment. Through experiments conducted on three distinct video sequences, our interactive-based method showcases significant performance improvements over fixed training/testing algorithms, even when trained on considerably smaller annotated samples collected through user feedback. Furthermore, we demonstrate exceptional efficiency in data annotation processes and surpass prior interactive methods that use complete object detectors, combine detectors with convolutional networks, or employ interactive video segmentation.

Auteurs: Hoang H. Le, Duy M. H. Nguyen, Omair Shahzad Bhatti, Laszlo Kopacsi, Thinh P. Ngo, Binh T. Nguyen, Michael Barz, Daniel Sonntag

Dernière mise à jour: 2024-07-07 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2406.06239

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2406.06239

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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