TNO Human Factors

mmvWim van Damme (Sensis)Ignace Hooge (Psychonomie, Univ.Utrecht)Berry den Brinker (VUA)Stichting InZicht

Stagiaires: Jacco van Elst, Nico Bogaards, Nils van Dijk, studenten TUE (Dept of Biomedical Engineering)

Visualisatie van visuele beperkingen

door Maarten Hogervorst

2Human Factors

Overzicht

• Introductie

• Experimentele onderbouwing

• Implementatie

• Demonstratie Software Tool

• Conclusies

Inhoud voordracht

3Human Factors

• personen die in directe relatie staan met visueel gehandicapten, w.o. familie en vrienden, mensen werkzaam in de hulpverlening, revalidatie, zorg en onderwijs.

• designers, experts en planologen zonder visuele handicap zodat deze situaties beter kunnen aanpassen aan visueel gehandicapten, o.a.verkeerssituaties, bewegwijzering, signalering, design van visuele hulpmiddelen.

De simulatie software geeft normaalzienden inzicht in de visuele beperkingen van slechtzienden, met als voornaamste doelgroepen:

Nut

Intro

4Human Factors

Gevalideerde visualisatievs.

“Artist Impressions”cataract retinopatie

macula degeneratie kokervisus

Minder bruikbaar voor beoordeling situatie

Intro

5Human Factors

` Drie soorten simulatiesOrigineel Simulatie 1 Simulatie 2 Simulatie 3

fix onafhankelijk fix afhankelijk strooilicht

objectherkenning zoeken / detectie

Intro

6Human Factors

Methodiek

• Verwijderen informatie die niet beschikbaar / zichtbaar is

• Na verwijderingen informatie (beeldelementen) ->geen verschil met origineel zichtbaar (drempel)

• Bewerkte plaatje geeft aan welke (beeld)informatiebeschikbaar is voor de slechtziende

Experimentele onderbouwing

7Human Factors

• Beelden transformeren (informatie verwijderen) totdat het verschilzichtbaar wordt (bepaling van 75% correct drempels), b.v.

Welk beeld is verslechterd (links of rechts)?

AanpakExperimentele onderbouwing

8Human Factors

• Testen:• Visus• Contrast gevoeligheid• Perimetrie

• Maakt simulatie van individuele stoornissen mogelijk• Simulatie van representatieve gevallen voor diverse

stoornissen

Relatie met oogheelkundige testen Experimentele onderbouwing

9Human Factors

10Human Factors

1 2 3 4 6 8 10 20 30 401 Acuity arcmin

0.2

0.30.4

0.60.8

1

2

34

68

10rulB

nimcra

0.040.060.10.20.40.60.812Acuity

K

Klft

L

Lu

Lu

Lu

Mu

Mu

Mu

N

N

N

OOO

Ou

Ou

Ou

Pu

Pu

Pu

Qu

Qu

Qu

J

A

A

A

B

B

B

C

C

D

D

F

F

F

I

I

G

H

H

R

S

S

S

Se2

Se4

Se8

Oe2

Oe4

Oe8

Oc01

Oc03

Oc05

Sc01

Sc03

Sc05

Rc01

Rc03

Rc05

1 2 3 4 6 8 10 20 30 401 Acuity arcmin

0.2

0.30.4

0.60.8

1

2

34

68

10rulB

nimcra

0.040.060.10.20.40.60.812Acuity

K

Klft

L

Lu

Lu

Lu

Mu

Mu

Mu

N

N

N

OOO

Ou

Ou

Ou

Pu

Pu

Pu

Qu

Qu

Qu

J

A

A

A

B

B

B

C

C

D

D

F

F

F

I

I

G

H

H

R

S

S

S

Se2

Se4

Se8

Oe2

Oe4

Oe8

Oc01

Oc03

Oc05

Sc01

Sc03

Sc05

Rc01

Rc03

Rc05

Belangrijkste resultaat 1.

Groepen• slechtzienden (macula degeneratie, glaucoma,

cataract, diabetic retinopathy)• normaalzienden en bijzienden

• gereduceerd contrast (50%, 25%, 12.5%)• perifeer kijken (2, 4, 8 graden eccentrisch)

11Human Factors

1 2 3 4 6 8 10 20 30 401 Acuity arcmin

0.2

0.30.4

0.60.8

1

2

34

68

10rulB

nimcra

0.040.060.10.20.40.60.812Acuity

K

Klft

L

Lu

Lu

Lu

Mu

Mu

Mu

N

N

N

Nc05

OOO

Oc05

Ou

Ou

Ou

Pu

Pu

Pu

Qu

Qu

Qu

J

A

A

A

B

B

B

C

C

D

D

F

F

F

I

I

G

H

H

Rc01

Rc03

Rc05

R

Sc01

Sc03

Sc05

S

S

S

Oc01

Oc03

Oc05

Se2

Se4

Se8

Oe2

Oe4

Oe8

1 2 3 4 6 8 10 20 30 401 Acuity arcmin

0.2

0.30.4

0.60.8

1

2

34

68

10rulB

nimcra

0.040.060.10.20.40.60.812Acuity

K

Klft

L

Lu

Lu

Lu

Mu

Mu

Mu

N

N

N

Nc05

OOO

Oc05

Ou

Ou

Ou

Pu

Pu

Pu

Qu

Qu

Qu

J

A

A

A

B

B

B

C

C

D

D

F

F

F

I

I

G

H

H

Rc01

Rc03

Rc05

R

Sc01

Sc03

Sc05

S

S

S

Oc01

Oc03

Oc05

Se2

Se4

Se8

Oe2

Oe4

Oe8

Belangrijkste resultaat 2.

12Human Factors

Effect van contrastverlaging

0.1

1

10

0.1 1 10

MAR (arcmin)

Sig

ma

blur

(arc

min

)AverageNBMAHMvdHNvD

13Human Factors

Effect van perifeer kijken• metingen bij 0, 2, 4, 8 graden

0.1

1

10

0.1 1 10

MAR (arcmin)

Sig

ma

blur

(arc

min

)

NBMAHNvD

14Human Factors

Belangrijkste resultaten• Relatie blurdrempel – visus is onafhankelijk van de

oorzaak van de verlaagde visus:• (type) stoornis, • contrastverlaging, • perifere waarneming

• Relatie is grotendeels onafhankelijk van de inhoudvan het plaatje.

Experimentele onderbouwing

15Human Factors

Simulaties van slechtziendheid• Fixatie onafhankelijke simulatie:

Plaatsafhankelijke blur die afhangt van het locale contrast (met gebruik van curve visus vs. contrast)

Implementatie

16Human Factors

Simulaties van slechtziendheid• Fixatie afhankelijke simulatie:

Plaatsafhankelijke blur afgeleid van de locale visus

Implementatie

1

10

100

1 10 100

Eccentricity (deg)M

AR

(arc

min

)

both eyes, setup 1RE, setup 2, 180RE, setup 2, 225RE, setup 2, 270setup2model

MAH

17Human Factors

Simulaties van slechtziendheid• Lichtverstrooiing:

Plaatsafhankelijke lichtsluier gebaseerd op gevalideerde CIE formules

Implementatie

Vlight Vfix

Veye

18Human Factors

File• Beeld laden...• Resultaat opslaan...• Printen...• Resolutiekaart opslaan...• Exit

Transformaties• Fixatie onafhankelijk...• Fixatie afhankelijk...• Lichtverstrooiing...• Origineel beeld• Getransformeerd beeld

Demonstratie Software Tool

19Human Factors

Demonstratie Software Tool

Transformaties• Fixatie onafhankelijk...

20Human Factors

Demonstratie Software Tool

21Human Factors

Demonstratie Software Tool

Transformaties• Fixatie afhankelijk...

22Human Factors

Demonstratie Software Tool

23Human Factors

Demonstratie Software Tool

24Human Factors

Demonstratie Software Tool

25Human Factors

Demonstratie Software Tool

Transformaties•Lichtverstrooiing...

26Human Factors

Demonstratie Software Tool

27Human Factors

Demonstratie Software Tool

File• Resultaat opslaan...• Beeld laden...

Transformaties• Fixatie onafhankelijk...

28Human Factors

Demonstratie Software Tool

29Human Factors

Gebruik met de Visual Field Simulator• Fixatie afhankelijke simulatie• Dynamisch• Te koppelen aan

• muis• oogbewegingen

Demonstratie Software Tool

30Human Factors

• Ontwikkeld: software pakket voor visualisatie• Gevalideerd• Publiekelijk toegankelijk

• Promotie gebruik, aantonen nut in de praktijk

Conclusies

31Human Factors

Referenties• http://www.sensis.nl/87.php• Hogervorst, M.A., van Damme, W.J.M. (2006) Visualizing visual

impairments. TNO report (see www.sensis.nl); • Hogervorst, M.A., van Damme, W.J.M. (2006, in press) Visualizing

visual impairments. Gerontechnology• Hogervorst, M.A., van Damme, W.J.M. (submitted) Visualizing the

limits posed by visual impairments in detecting small and low-contrast details in natural images. Journal of the Optical Society of America A

• http://www.svi.cps.utexas.edu/visual_field_simulator.htm• Perry, J.S., Geisler, W.S. (2002) Gaze-contingent real-time

simulation of arbitrary visual fields. In B. Rogowitz and T. Pappas (Eds.), Human Vision and Electronic Imaging, SPIE Proceedings, Vol. 4662, p. 57-69, San Jose, CA.