행동관찰분석/기본개념

시선추적기 LogicOne 소개 및 특장점 : 주사율(Sampling Rate) & 데이터 안정성 편

베리슨 랩 2022. 7. 27. 09:11

지난 포스트에서는 시선추적기 LogicOne 소개와 정확도 및 정밀도에 대한 글을 올렸는데요. (지난 포스트는 아래 링크를 통해 확인해 보시기 바라며) 본 포스트에서는 시선추적 주사율(Sampling Rate)에 대해 알아보고 데이터 안정성에 대해 생각해 보는 시간을 갖고자 합니다.

시선추적기 LogicOne 소개 및 특장점 : Accuracy & Precision 편

 

 

주사율(Sampling Rate)은 1초당 기록되는 데이터 개수로 단위는 Hz 를 사용합니다. 예를 들어 시선추적 리서치에서 주로 사용하는 주사율 60Hz 인 경우, 1초 동안 60개의 시선 데이터가 기록된다는 뜻입니다.

 

주사율이 중요한 이유는 시선추적 리서치에 있어서 ‘데이터의 밀집도’를 의미하기 때문인데요. 좀 더 설명하면 주사율 60Hz과 250Hz로 측정된 데이터를 생각해 보겠습니다. 60Hz가 1초 동안 60개의 시선 데이터가 기록된다고 설명드렸습니다. 그러면 250Hz는 1초 동안 몇 개의 시선 데이터가 기록될까요? ‘250개의 시선 데이터’ 입니다.

그렇다면 주사율 60Hz와 250Hz 중에서 어느 주사율 값이 더욱 촘촘한 데이터를 확보할 수 있을까요? 바로 250Hz 입니다. 즉 보다 정밀한 데이터 값을 얻을 수 있는 것입니다.

 

그러면 시선측정 리서치를 진행할 때 가급적 높은 주사율의 시선추적기를 사용하면 될까요? 과연 그럴까요? 리서치를 진행할 때 그 목적과 대상에 따라 주사율을 결정하면 됩니다.

예를 들어 Fixation 데이터를 중심으로 하는 주의, 인지, 집중 정도를 살펴보고자 할 때는 60Hz 수준의 주사율이면 충분합니다. 반면 Saccade 데이터를 중심으로 하는 정보 탐색, 읽기, 패턴 등을 포함하는 관심 리서치에서는 250Hz 이상의 주사율을 사용하는 편이 좋습니다.

 

주사율이 높을수록 저장되는 시선 데이터(정확한 표현으로는 Raw data)가 많습니다만 그 만큼 처리해야 할 데이터 양이 늘어나게 됩니다. 이는 결과 분석에 대한 시간과 노력 품에도 영향을 미치는 효소가 되는 것이죠.

 

시선추적기를 선정 시, 하드웨어 사양(spec.)에서 어느 수준의 주사율을 지원하는지 체크해야 하지만, 주사율로 측정된 데이터가 끊김없이 기록되었는지가 더욱 중요한데요. 이는 데이터 안정성을 의미하는 것으로 제품을 구매 전에 인지하기 어려운 부분입니다. 시선추적기가 250Hz, 300Hz, 500Hz 이상 높은 주사율을 지원하더라도 데이터의 안정성이 전제되지 않는다면 시선추적 리서치를 진행하여 데이터를 분석하는데 있어서 매우 제약이 많을 것임을 자명할 것입니다.

SMI사 시선추적기를 판매하던 시절, 주사율 및 데이터 안정성과 관련된 한 일화를 소개하고자 합니다. 서울 일원동 소재의 S의료원 O 연구실로부터 SMI사 시선추적기 방문 데모를 요청받은 적이 있습니다. 데모 진행 당일 O 연구실에 시선추적기를 세팅하고 대기하고 있는데, 한 연구원분이 오셔서 자극물로 사용할 동영상 파일을 제게 주시면서 시선추적 데모에 사용할 수 있는지 요청을 받았습니다. 별다른 생각없이 흔쾌히 동의 후 요청받은 동영상 파일을 시선추적기(워크스테이션 PC)에서 데모를 진행하였습니다. 데모가 종료된 후, 그 연구원은 USB 드라이브를 건네주면서 데모 시 측정된 시선 데이터를 USB에 복사해 줄 것을 요청하였고 그 현장에서 바로 복사해드렸습니다.  

 

그 연구원(실상은 연구실 차원에서 계획된 일이었겠습니다만..)은 과연 무엇을 확인하고자 했을까요? 그것은 바로 측정/기록된 시선 데이터가 누락없이 기록되는지 확인하고자 한 것이었습니다.  생각해 보면 당연히 기록되어야 하는 시선 데이터를 그 현장(연구실)에서 데모 종료 후 바로 지체없이 확인하고자 했을까요? 이는 시선추적기 제조사에서 제공하는 하드웨어 사양표로부터 확인 할 수 없는 정보를 직접 눈으로 살펴보고 확인하기 위한 것이었음을 추후 알 수 있었습니다. 일종의 검증 테스트(?)를 마치고 나서, 당시 연구원은 SMI사 제품 뿐만 아니라 당시 타사 시선추적기에 대해서도 동일한 과정을 수행했다고 이야기해 주었으며, 타사 제품의 경우 데이터가 중간 중간에 반복해서 끊기는 것을 확인하였는데, SMI사 제품은 계속 연결되어 있다고 전해 주었습니다. 그 이후 S의료원 O 연구실에서는 자연스럽게 SMI사 시선추적기와 소프트웨어를 구입하여 활발히 시청각관련 연구에 사용하고 있는 것으로 알고 있습니다.

 

이 시점에서 S의료원 O연구실에서는 과연 어떠한 방법을 사용하여 시선 데이터가 끊김없이 기록되는지 그 여부를 확인할 수 있었을까요? 바로 주사율에 따른 Pupil diameter 데이터를 시계열 그래프로 변환하여 데이터의 누락 여부를 확인했습니다. 즉, x축을 시간으로 두고 y축을 pupil diameter 값으로 그래프를 그렸을 때 그래프가 단절되는 부분 없는지 여부와 단절이 발생한 경우 그 빈도는 얼마나 되는지 확인하는 것입니다.

 

2022년 현 시점에서 더 이상 판매되지 않는 SMI사 시선추적기를 언급하는 것은 주사율에 따른 데이터 기록의 안정성과 이 부분이 시선추적기에서 얼마나 중요한 것인지를 재차 알려드리고자 하기 위한 것입니다.

 


잠시 광고 하겠습니다. (불편하신 분은 지나치셔도 좋습니다만, 가급적 빠르게라도 읽어주시면 감사드리겠습니다 ^^)

 

지난 포스트에서 EyeLogic社는 SMI社 엔지니어 출신들의 설립했다고 말씀드렸는데요. EyeLogic社의 LogicOne 제품 역시 SMI 시선추적기와 그 괘를 같이하고 있습니다. LogicOne은 3가지의 타입의 주사율 즉 60Hz, 120Hz, 250Hz을 지원합니다. 하나의 인터페이스에서 연구자는 리서치 주제와 측정 대상에 따라 주사율을 변경하여 사용할 수 있습니다. 예를 들어 사용자가 250Hz 제품을 보유하고 있다고 가정할 때, 필요에 따라 250Hz는 물론 120Hz 혹은 60Hz로 주사율을 변경하여 시선추적 리서치를 진행할 수 있습니다. 만일 120Hz를 보유하고 있는 경우 120Hz과 60Hz의 주사율을 사용할 수 있고요.

 

그렇다면 앞서 기술했던 LogicOne에서도 시선 데이터의 단절없이 제대로 기록이 될까요? Pupil diameter 데이터를 사용하여 시간에 따른 Pupil diameter를 그래프 처리함으로써 확인해 보겠습니다.

 

아래 그래프는 LogicOne에서 60Hz, 120Hz, 250Hz 주사율일 때 측정된 pupil diameter 값을 사용하여 시간에 대해 그래프로 그린 것입니다.

 

 

60Hz에서 측정된 Pupil diameter

 

120Hz에서 측정된 Pupil diameter

 

250Hz에서 측정된 Pupil diameter

 

 

상기 3개의 그래프 즉 60Hz, 120Hz, 250Hz에서 모두 단절없이 그래프가 연결되어 있는 것을 볼 수 있는데요. 이를 통해 LogicOne은 주사율에 상관없이 안정적이고 신뢰도 높은 시선 데이터를 제공하고 있다는 것을 확인하실 수 있습니다.

 

시선추적기 구입하는데 있어서 고려해야 할 여러 요소가 있습니다만, 무엇보다  중요한 요소인 주사율 및 데이터 안정성을 반드시  염두해 두셨으면 합니다.