Takaisin

Spektrivideota voidaan hyödyntää silmänliikeseurannan tietojen kuvaamisessa ja analysoinnissa erityisesti vaikeissa olosuhteissa

Väitös tietojenkäsittelytieteen alalta
Väittelijä: FM Ana Gebejes
Aika ja paikka: 30.6.2017, 12.00, Temple of Challenge, Tiedepuisto, Joensuun kampus

Spektrikuvantamisen tekniikat ovat olleet tähän asti mahdollisia pääosin liikkumattomille kuvauskohteille. Uusia spektrivideoiden tekniikoita on syntymässä parhaillaan, ja niiden ansiosta voidaan tehdä spektrikuvantamista liikkuvista kohteista. Itä-Suomen yliopiston laskennallisen spektrikuvantamisen ja silmänliiketutkimuksen yhteistyö on nyt johtanut uraauurtavaan työhön tällä tutkimusalalla.

Filosofian maisteri Ana Gebejes selvitti väitöskirjatyössään spektrivideotekniikan potentiaalia testaamalla olemassa olevan spektrivideojärjestelmän ja soveltamalla sitä käytännön silmänliikeseurantaan. Gebejes kehitti työssään spektrivideokameroiden karakterisointiprotokollia, jotka toimivat tulevina suuntaviivoina spektrivideojärjestelmien arvioinnille tällä uudella alalla, sekä sovelsi spektrivideokameraa nopeasti liikkuvan kohteen kuvaukseen, jossa kohteena oli ihmissilmä. Lisäksi hän loi ja julkaisi täysin uuden, maailmassa ensimmäinen laatuaan olevan silmän spektrivideotietokannan nimeltään SPectral Eye vidEo Database (SPEED).

Spektrikuvantamistekniikoiden etuja on osoitettu monilla aloilla. Esimerkiksi lääketieteessä spektritietoa on käytetty esimerkiksi terveiden ja sairaiden kudosten erottamiseen, tai kulttuurihistoriassa taideteosten oikeellisuuden tunnistamiseen. Usein nämä kuvausteknologiat ovat kuitenkin liian hitaita liikkuville kohteille. Tämä on luonut tarpeen spektrikuvantamisen laajentamiseen spektrivideon tallennukseen. Spektrivideossa jokaiseen videovirran kehykseen kuuluu spektrikuva. Tällä tavoin spektriset videojärjestelmät kuvaavat samalla aikaa kohteen paikkainformaation, spektri-informaation ja kohteen ajan funktiona muuttuvat tiedot. Ne siis yhdistävät spektrikuvantamisen ja videokuvauksen edut.

SPEED-tietokannan julkaisemiseen motivoi erityisesti vaikeissa olosuhteissa tapahtuvan silmän liikkeiden seurannan haasteet. Kun käyttäjät käyttävät silmälaseja, laseista tapahtuvat heijastukset esimerkiksi häiritsevät silmänliikkeen seurantamenetelmiä. Gebejes osoitti, että spektrivideosta saatavat piirteet voidaan hyödyntää luomaan uusia lähestymistapoja silmänliikeseurannan tietojen kuvaamiseen, analysointiin ja tulkintaan erityisesti vaikeissa olosuhteissa.

SPEED sisältää yli 180 spektrivideota, ja se kasvaa edelleen. Tietokanta on kaikkien tutkijoiden käytettävissä julkisesti internetin kautta. SPEED julkaistiin vuonna 2016, ja se on jo nyt herättänyt huomiota tiedeyhteisössä ja teollisuudessa. Sen lisäksi, että sitä käytetään silmänliikeseurantaan, sillä on myös potentiaalia muissa silmään liittyvissä tutkimusaloissa, kuten lääketieteessä, biometrisessä tutkimuksessa ja silmä- ja näkötutkimuksessa.

Filosofian maisteri Ana Gebejesin tietojenkäsittelytieteen alaan kuuluva väitöskirja Spectral video: application in human eye analysis and tracking (Spektrivideo: sovellus ihmisen silmien analysointiin ja seurantaan) tarkastetaan Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnassa. Vastaväittäjänä tilaisuudessa toimii professori Dietrich Paulus, Koblenzin yliopisto, ja kustoksena professori Markku Hauta-Kasari, Itä-Suomen yliopisto.

Väittelijän painolaatuinen kuva on osoitteessa https://kuvapankki.uef.fi/A/UEF+kuvahakemisto/11397?encoding=UTF-8