左右視判定アルゴリズムの検討

N/P75 を 利 用 し て 視 線 判 定 を 行 う 場 合 ，パ タ ー ン 反 転 後 50～100 msec の デ ー タ に 焦 点 を 絞 る こ と が で き る た め ， ま ず 該 当 部 分 の デ ー タ の み を 抜 き 出 し て 平 均 値 を ゼ ロ に す る 平 均 化 処 理^{[ 2 4 ]}を 行 う こ と に よ り ，再 度 ベ ー ス ラ イ ン の 調 整 を 行 っ た 。

次 に 図 4-2 か ら ，N/P75 は 視 線 が 右 の 場 合 は 陰 性 頂 点 ， 左 の 場 合 は 陽 性 頂 点 を 示 す こ と に 着 目 し ，以 下 に 示 す 3 通 り の 左 右 視 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム を 考 案 し た 。

(1) 中 央 極 値 法 (Method 1)

図 4-3 中 央 極 値 法 （Method 1） の 概 念 図

50～100 msec間 の 波 形 に つ い て 極 小 値（ 陰 性 頂 点 ）と 極 大 値（ 陽 性 頂 点 ） の 潜 時 と 振 幅 値 を 求 め る （ 図 4-3 参 照 ）。 極 小 値 と 極 大 値 が そ れ ぞ れ 複 数 存 在 す る 場 合（ 図 4-3 で は 極 小 値 が(a)と(c)の 2つ 存 在 ）に は ，最 も 大 き い 振 幅 値 を と る も の （ 図 4-3 で は(a)と(c)を 比 較 す る と(a)の 方 が 振 幅 値 が 大 き い ） を 選 択 す る 。 求 め た 2つ の 極 値 （ 図 4-3 で は 極 小 値 が (a)， 極 大 値 が(b)） の う ち ， 潜 時 が 75msec に 近 い 極 値 が 極 小 値 の 場 合 は

msec

50 100

(a)

(b) (c)

(a)極 小 値 (陰 性 頂 点 ), 74msec, -1μ V (b)極 大 値 (陽 性 頂 点 ), 80msec, 0.3μ V (c)極 小 値 (陰 性 頂 点 ), 90msec, 0.1μ V

右 視 線 判 定 ，逆 に 極 大 値 の 場 合 は 左 視 線 判 定 と す る（ 図 4-3 で は(a)の 方 が 75msec に 近 く ，(a)は 極 小 値 な の で 右 視 線 判 定 と な る ）。

2 つ の 極 値 の 潜 時 が い ず れ も 75msec か ら 同 じ 時 間 ず れ て い る 場 合（ 例 え ば 70msec と 80msec な ど の 場 合 ）は ，極 小 値 お よ び 極 大 値 の 電 圧 値（ 振 幅 値 ） が 0 以 下 の 場 合 （ つ ま り 波 形 全 体 の 電 圧 値 が マ イ ナ ス に 偏 っ て い る 場 合 ） は 右 視 線 判 定 と し ， プ ラ ス の 場 合 は 左 視 線 判 定 と す る 。

上 記 条 件 を 満 た さ な い 場 合 ， 極 大 値 の 電 圧 値 が マ イ ナ ス の 場 合 は 右 視 線 判 定 ， さ ら に 上 記 全 て の 条 件 を 満 た さ な い 場 合 は 左 視 線 判 定 と す る 。 (2) 波 形 形 状 分 類 法 （Method 2）

50～100msec の 区 間 を 50～59msec（Zone 1），60～74msec（Zone 2），

75～89msec（Zone 3），90～100msec（Zone 4） の 4区 間 に 分 け ， 各 区 間 内 の 波 形 の 傾 き が 下 向 き （ ＋ ） 傾 向 か ， あ る い は 上 向 き （ － ） 傾 向 で あ る か を 算 出 す る（ 差 分 平 均 値 を 利 用 ）。そ れ ぞ れ の 結 果 か ら ，50～100msec 全 体 の 波 形 形 状 を 表 4-1 に 示 す よ う に 分 類 し ，そ の 形 状 か ら 視 線 方 向 を 判 定 す る 。

(3) 中 央 電 圧 値 法 （Method 3）

こ の 手 法 は 極 値 を 算 出 せ ず ，単 純 に パ タ ー ン 反 転 か ら 74，75，76msec 後 の 3 点 に お け る 電 圧 値 が 全 て マ イ ナ ス 値 の 場 合 は 右 視 線 判 定 ，そ れ 以 外 の 場 合 は 左 視 線 判 定 と す る 。

以 上 3 通 り の 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム を 用 い て 各 被 験 者 の 左 右 視 判 定 正 解 率 を 算 出 し た 結 果 ，図 4-4 の よ う な 結 果 が 得 ら れ た 。こ の 結 果 か ら Method 2と Method 3 に は ほ と ん ど 違 い は 認 め ら れ な か っ た も の の ，Method 3（ 中 央 電 圧 値 法 ） が 最 も 高 い 判 定 正 解 率 を 示 す 傾 向 が 確 認 さ れ た 。Tukeyの 多 重 比 較 法^{[ 2 7 ]}を 用 い て 有

め ら れ た 。

表 4-1 波 形 形 状 と 視 線 判 定

Method に よ っ て 最 も 顕 著 な 違 い を 示 し た 被 験 者 N に つ い て 波 形 を 調 べ た と こ ろ ， 図 4-5 の よ う な 波 形 を 示 し て い た 。 な お 図 4-5 は 波 形 の 特 徴 が 見 や す い よ う に ，50～100msec の 波 形 の み を 拡 大 し た 状 態 で 示 し て い る 。 図 4-5(a)の 波 形 は 全 体 的 に 右 下 が り に な っ て お り 反 応 波 は 小 さ い が ， 目 で 見 た 場 合 に は N/P75 が 陰 性 頂 点 を 示 す 右 視 線 に 特 徴 的 な 波 形 で あ る こ と が わ か る 。 し か し プ ロ グ ラ ム 上 で は 75msec 付 近 の ピ ー ク （ 矢 印 ① ） が 極 小 値 と し て 算 出 さ れ ず 85msec 付 近 の 極 大 値（ 矢 印 ② ）が 判 定 の 対 象 と な っ て し ま う た め ，極 値 算 出 を 主 軸 と し た Method 1 で は 正 し く 判 定 で き な い も の と 考 え ら れ る 。

各 ゾ ー ン に お け る デ ー タ 差 分 平 均 値 の 符 号 No

Zone 1 (50~59msec)

Zone 2 (60~74msec)

Zone 3 (75~89msec)

Zone 4 (90~100msec)

波形形状と名称

（ネガティブアップ表示） 視 線 方 向 判 定

1 － － ＋ ＋ “ A 型 ” 右

2 ＋ ＋ － － “ U 型 ” 左

3 － ＋ － ＋ “ M 型 ” 左

4 ＋ － ＋ － “ W 型 ” 右

5 － － ＋ － “ N1 型 ” 右

6 ＋ ＋ － ＋ “ 逆 N1 型 ” 左

7 － ＋ ＋ － “ N2 型 ”

8 ＋ － － ＋ “ 逆 N2 型 ”

74～76msec の電圧値 が負の場合は右，ゼロ 以上の場合は左

9 － ＋ － － “ N3 型 ” 左

10 ＋ － ＋ ＋ “ 逆 N3 型 ” 右

11 そ の 他 そ の 他

74～76msec の電圧値 が負の場合は右，ゼロ 以上の場合は左

図 4-4 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム と 判 定 正 解 率 の 関 係

図 4-5 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム に よ っ て 判 定 正 否 が 異 な る 波 形 の 例 72%

89% 90%

0 20 40 60 80 100

Method 1 Method 2 Method 3

judgement algorithm

Accuracy rate (%)

N Y1 Y2 K Y3 M S Avg.

**

被 験 者

**

-2.5

0

2.5

50 75 100

μV msec

(a)

①

②

-2.5

0

2.5

50 75 100

μV msec

(b)

③ ④

図 4-5(b)に つ い て も 目 で 見 た 場 合 に は N/P75 が 陽 性 頂 点 （ 矢 印 ④ ） を 示 す 左 視 線 の 波 形 と 判 断 で き る が ， 潜 時 が 最 も 75msec に 近 い 微 小 な 極 小 値 （ 矢 印 ③ ） の 影 響 に よ り Method 1 で は 右 視 線 と 判 定 さ れ て し ま う 。

こ の よ う に 視 覚 刺 激 に 対 す る 反 応 波 は 被 験 者 に よ っ て 多 種 多 様 で あ る た め ， 幅 広 い 可 能 性 を 網 羅 で き る 単 純 な 判 定 ア ル ゴ リ ズ ム （Method 3） が 最 も 高 い 正 解 率 を 示 し た も の と 考 え ら れ る 。