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Trabajo de Fin de Grado
Realizado por
FRANCISCO LUNA PEREJON
Dirigido por
OCTAVIO RIVERA ROMERO
MIRA: Elaboración de herramientas para la experimentación y estudio de los movimientos microsacádicos.
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Índice
• Contexto• Movimientos microsacádicos• Prueba de experimentación• Sistema de adquisición• Herramienta de detección y clasificación• Herramienta de representación de la mirada• Ejemplo ilustrativo• Conclusiones
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Contexto
• Miembros de Biología (Departamento de Fisiología)
– Estudia movimientos oculares– Necesidad de apoyo informático para proyecto de
investigación– Objetivo: elaboración de herramientas software para el estudio
de los movimientos microsacádicos
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Contexto
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Movimientos microsacádicos
-El ojo es sensible al cambio de luz
-A más conos, mayor retención de la vista
-Necesidad de movimiento durante la fijación para no perder la visión
• Movimientos muy bruscos y pequeños del ojo• ¿Función de los microsacádicos?
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• Se mostraban figuras geométricas sencillas
• El sujeto mantenía la vista fijada en el centro• Se hacían preguntas al sujeto
Prueba de experimentación
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Implementación de la prueba
• La implementación fue hecha con un software propietario: Eevoke– Desarrollado en Microsoft Excel– Bondades: comunicación con sistema de adquisición
para recogida de datos con fuertes restricciones temporales
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Sistema de adquisición
• Método de adquisición: infrarrojos
– Casco ajustable que incorpora LEDs infrarrojos, sistema de reflexión y cámaras infrarrojas
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Sistema de adquisición
• Resultado: registros oculares– Cuatro canales: Eje horizontal y vertical para
ojo izquierdo y derecho
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Herramienta de detección y clasificación
• Fases
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Herramienta de detección y clasificación
• Fase de recalibrado
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Herramienta de detección y clasificación
• Fase de recalibrado
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Herramienta de detección y clasificación
• Fase de procesamiento
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Herramienta de detección y clasificación
• Fase de detección– Candidatos por velocidad
– Filtrado posterior por duración
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Herramienta de detección y clasificación
• Fase de clasificación– Clasificación en función de la amplitud, duración y
velocidad pico de los movimientos detectados.– Microsacádicos (rojos), sacádicos(verdes) y
parpadeos(amarillos)
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Herramienta de representación de la mirada• Modelo matemático:
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17
Herramienta de representación de la mirada• Pruebas y limitaciones– Porcentaje de precisión por distancias de puntos al
centro
Esquinas Distancia2 Distancia1 Centro0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
60.00%
70.00%
80.00%
90.00%
100.00%
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Herramienta de representación de la mirada• Resultados– Limitaciones como herramienta de precisión para
representación de la mirada.• Influencia de los registros (muchas pérdidas)• Posible Influencia del sistema de adquisición
– Válido como herramienta de detección de errores en las pruebas de fijación. • Cumple en la posición central del ojo
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Ejemplo ilustrativo
• Realización de la prueba
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Ejemplo ilustrativo
• Análisis de fragmento de registro
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21
Ejemplo ilustrativo
• Análisis de fragmento de registro
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Ejemplo ilustrativo
• Video de la representación
Video_1410385474.wmv
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Conclusiones
• Se ha empleado un software cerrado para implementar los experimentos.
• Desarrollo de herramientas de procesado.• Estudio de errores.• Definido un modelo matemático.
• Experiencia profesional formativa.• Aprendizaje software cerrado.• Aprendizaje sobre protocolos de investigación y experimentación
de otra disciplina.• Adquisición de capacidades de comunicación con expertos de otras
disciplinas.
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Preguntas
GRACIAS
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Movimientos microsacádicos
• Movimientos muy bruscos y pequeños del ojo
¿Cómo se mueve el ojo?
Una serie de músculos agarrados a la superficie estiran de él
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Movimientos microsacádicos
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Prueba de experimentación
• Resumen de la experimentación– Sujeto con la mirada fija al centro de la pantalla– Van mostrándose bloques de imágenes con distintas
propiedades
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Herramienta de detección y clasificación
• Fase de procesamiento: pruebas
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Herramienta de detección y clasificación
• Fase de filtrado– Filtro personalizado: elimina “picos” en la señal de
cierta amplitud por debajo de un umbral.– Se respetan velocidades mejor que los filtros básicos
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Herramienta de detección y clasificación
• Fase de filtrado: eficiencia
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Herramienta de detección y clasificación
• Fase de detección: pruebas– Microsacádicos detectados incorrectamente
Sujeto 1
Sujeto 2
Sujeto 3
Sujeto 4
Sujeto 5
Total
0.00% 5.00% 10.00% 15.00% 20.00% 25.00%
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36
Herramienta de detección y clasificación
• Fase de detección: pruebas– Duración real y calculada de un microsacádico
Sujeto 1 Sujeto 2 Sujeto 3 Sujeto 4 Sujeto 5 Total0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
0.012
0.014
0.016
0.018
0.02
Duración realDuración calculada
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Herramienta de detección y clasificación
• Fase de detección: pruebas– Mejora en la usabilidad: facilidad en la
determinación de una velocidad umbral
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38
Herramienta de detección y clasificación
• Fase de clasificación: pruebas– Microsacádicos reales y clasificados por el
algoritmo
Sujeto 1 Sujeto 2 Sujeto 3 Sujeto 4 Total0
20
40
60
80
100
120
140
Microsacádicos realesclasificados como microsacádicos
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Herramienta de detección y clasificación
• Fase de clasificación: pruebas– Porcentaje de error en microsacádicos
Sujeto 1
Sujeto 2
Sujeto 3
Sujeto 4
Total
0.00% 5.00% 10.00% 15.00% 20.00% 25.00%
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40
Herramienta de detección y clasificación
• Fase de clasificación: pruebas– Estudio de errores en la clasificación de
microsacádicos
Sujeto 1 Sujeto 2 Sujeto 3 Sujeto 4 Total0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
60.00%
70.00%
80.00%
90.00%
100.00%
Error en micros por parpadeos
Error en micros por detección
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41
Herramienta de detección y clasificación
• Fase de clasificación: pruebas– Porcentaje de error en sacádicos a causa de
parpadeos
Sujeto 1
Sujeto 2
Sujeto 3
Sujeto 4
Total
0.00%
10.00%
20.00%
30.00%
40.00%
50.00%
60.00%
70.00%
80.00%
90.00%
100.00%
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Herramienta de detección y clasificación
• Fase de clasificación: pruebas– Porcentaje de acierto de parpadeos
Sujeto 1
Sujeto 2
Sujeto 3
Sujeto 4
Total
0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00% 70.00% 80.00%