[发明专利]一种基于出错‑认知映射模型的人机交互界面设计方法

摘要

本发明公开了本发明涉及一种基于出错‑认知映射模型的人机交互界面设计方法，主要用于解决从认知角度分析人机交互视觉信息界面的出错问题，并对设计因素展开分析。搭建人机交互视觉信息界面中从出错到认知的映射，建立出错‑认知的映射关系，从而可以建立基于出错‑认知映射模型的人机交互界面设计方。本发明为人机交互界面的出错问题，从认知加工角度提供了一种分析界面信息的认知模型和设计因素的可靠性方法，能够有效地建立相关信息界面的各种出错类型的认知子模型，从而通过设计因素的出错‑认知实验，根据视觉认知行为数据分析结果合理地进行设计改良。

主权项

一种基于出错‑认知映射模型的人机交互界面设计方法，其特征包括如下步骤：(1)、获取人机交互视觉信息界面的出错类型，从用户出错与认知加工过程的关系入手，采用出错汇集再分类的方法，建立从出错到认知的对应模式；(2)、建立用户出错类型到认知加工映射关系；设U为论域，设出错A和认知B分别为两个不同的集合，若元素xi∈A，有唯一的元素yi∈B，使得yi＝f(xi)，则称f是从A到B的映射；记作f：A→B；首先进行出错类型表达和认知表达，然后进行出错类型到认知的映射；(3)、建立人机交互界面的出错‑认知映射模型；根据出错类型集合的并集得到出错种类，按照出错类型到认知的映射关系重新排序，建立对应的关系模型；(4)、基于出错‑认知映射模型，针对不同人机交互界面建立出错因子的认知子模型，对某一视觉界面设计因素进行出错因子表征，开展设计因素分析过程；(5)、基于出错因子的认知子模型，建立出错‑认知实验流程图，将出错因子作为自变量设计实验样本，开展设计因素视觉认知实验，从而得出设计因素的分析结果；所述步骤(2)中的建立用户出错类型到认知加工映射关系包括如下步骤：(3‑1)、出错类型表达按照集合的定义，将出错类型各集合定义如下：五种出错类型提取简写形式，错误感知集合为MP、注意失效集合为AF、知觉混淆集合为PC、记忆失误集合为ML、失手集合为S；MP、AF、PC、ML和S都是出错类型集合Error的子集；出错类型集合用数学形式描述如下：(a)错误感知包含语意模糊一、视觉局限、视错、视觉迟钝与时间压力一；MP＝﹛MPi，i＝1,2,3…,5﹜＝﹛MPa，MPb，MPc，MPd，MPe﹜；式中MP——错误感知集合；MPa——语义模糊一；MPb——视觉局限；MPc——视觉迟钝；MPd——视错；MPe——时间压力一；(b)注意失效包含视觉干扰、注意转移分散一、过分注意与时间压力二；AF＝﹛AF i，i＝1,2,3,4﹜＝﹛AFa，AFb，AFc，AFd﹜；式中AF——注意失效集合；AFa——视觉干扰；AFb——注意转移分散一；AFc——过分注意；AFd——时间压力二；(c)知觉混淆包含语义模糊二、不合理匹配、无反馈、可视性弱、指示性弱、关系错觉与时间压力三；PC＝﹛PC i，i＝1,2,3…,7﹜＝﹛PCa，PCb，PCc，PCd，PCe，PCf，PCg﹜；式中PC——知觉混淆集合；PCa——语义模糊二；PCb——不合理匹配；PCc——无反馈；PCd——可视性弱；PCe——指示性弱；PCf——关系错觉；PCg——时间压力三；(d)记忆失误包括遗忘、不准确回忆、错误记忆、缺乏记忆辅助与时间压力四，ML＝﹛MLi，i＝1,2,3,4,5﹜＝﹛MLa，MLb，MLc，MLd，MLe﹜；式中ML——记忆失误集合；MLa——遗忘；MLb——不准确回忆；MLc——错误记忆；MLd——缺乏记忆辅助；MLe——时间压力四；(e)失手包括无意识、注意转移分散二、疏忽与时间压力五；S＝﹛Si，i＝1,2，3,4﹜＝﹛Sa，Sb，Sc，Sd﹜；式中S——失手集合；Sa——无意识；Sb——注意转移分散二；Sc——疏忽；Sd——时间压力五；(f)出错类型集合；错误类型集合是该类型所有出错集合的并集，即：E＝MP∪AF∪PC∪ML∪S；(3‑2)认知表达按照认知心理学的认知过程，将认知表达为注意、知觉、记忆和思维，如下形成认知集：C＝﹛Ci，i＝1,2,3,4﹜＝﹛Ca，Cp，Cm，Ct﹜式中C——认知集合；Ca——注意；Cp——知觉；Cm——记忆；Ct——思维；(3‑3)、出错类型到认知的映射根据集合理论，由于从认知角度将用户的出错原因进行了不同分类，使出错类型集合与认知集合之间存在着映射关系，设U是出错类型论域，V是认知论域，若存在一个规则fe‑c，通过它，对于每一个x∈E，唯一确定一个y∈C与之对应，则fe‑c是从出错类型集合E到认知集合C的一个映射，记为fe‑c：E→C，由此构造了出错类型集合E到认知集合C映射的模型，出错类型映射分为5个映射部分。