行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
整合序列探勘技術於視覺空間注意力評量系統之研究(第 2
年)
研究成果報告(完整版)
計 畫 類 別 ： 個別型 計 畫 編 號 ： NSC 97-2511-S-151-003-MY2 執 行 期 間 ： 98 年 08 月 01 日至 99 年 07 月 31 日 執 行 單 位 ： 國立高雄應用科技大學資訊管理系 計 畫 主 持 人 ： 黃河銓 共 同 主 持 人 ： 汪翠瀅、黃秀霜 計畫參與人員： 碩士級-專任助理人員：李筱薇 碩士班研究生-兼任助理人員：林志穎 碩士班研究生-兼任助理人員：黃俐菁 大專生-兼任助理人員：劉佩怡 報 告 附 件 ： 出席國際會議研究心得報告及發表論文 處 理 方 式 ： 本計畫涉及專利或其他智慧財產權，2 年後可公開查詢中 華 民 國 99 年 10 月 31 日
目錄
前言 ... 1 研究目的 ... 2 文獻探討 ... 2 研究方法 ... 5 結果與討論 ... 6 結論與建議 ... 12 參考文獻 ... 12前言
學習障礙(Learning Disabilities, LD)是屬於一種內隱的障礙，不易從其外表或行為 辨識其問題。學習障礙的認知功能屬功能性缺陷；在兒童發展時期，可能在注意力、 記憶、複雜的視覺分析等方面的能力，呈現某些方面的低效率，而形成內在能力的顯 著差異。學習障礙者在認知能力的缺失，可能包括視覺、聽覺、及注意力異常；而注 意力異常的類型又可分為注意力偏差、注意力不足、及注意力固著等問題。在發展型 學習障礙方面；最早運用的認知成分為視知覺或聽知覺，研究發現學障學童無法很快 地確認字或在心理形成視覺形象協助他們確認事物，所以他們需要較長的時間以及沒 有其他的干擾狀況下才能確認出視覺刺激。 視覺注意力與學障學童的學習能力亦有著重要的關係，學習障礙的部分成因應是 以腦部神經功能表現失調所致，因而限制了學障學童學習及適應教材的能力，以及其 它可能的動作行為上的障礙。基本的視覺訊息處理若有缺失，易形成不正確的視知覺 處理，而導致對環境中所面臨的處理作業使用偏差的策略，造成學習上缺乏效率，產 生失敗與挫折。因此，對學障學童之注意力歷程的了解，有助於補救方式的研擬。注 意力的專注歷程涉及了不同功能面的協調與整合，隨著年齡與成熟度增加而逐漸發 展，兒童的專注力發展和其他能力的發展一樣有順序性，會受到生理、成熟、刺激等 因素的影響。一般而言，學障學童在注意力方面其視覺注意力範圍較一般人狹窄、持 續性注意時間較短暫，較衝動且變異較大，也因此成為影響學習成效的重要因素之一。 根據近年的文獻，學障學童可能是由於來自巨細胞路徑（Magnocellur pathway）的缺 失，導致視覺刺激的處理無法即時有效的整合成具意義的視覺內容，而使得視覺訊息 的處理無法自動化，以致於在實驗情境中觀察到其注意力與物體辨識效能不佳 (Vidyasagar, 1999)。 研究者發展「電腦化消去測驗」以操控施測的複雜度及更正確且細緻地分析受測 資料與視覺搜尋模式。在消去測驗施測的過程中，受試者需要在不同排列方式與不同 數目的刺激物(stimuli)中，尋找特定目標物（target），並劃記出特定的目標物在整個搜 尋範圍的明確位置。而受測者在搜尋此一特定目標物的同時，要能維持不受其它不同 顏色或類型的干擾物（distractor）的影響而分散注意力，影響其受測的效能(如：作答 速度或正確性)。許多的評估指標可用於評估消去測驗受測結果的效能，例如：作答數 的正確數（correct）、錯誤數（error）、遺漏數（omission）、完成時間(completion time)、 及效能(performance)等。然而由於測驗一向採取不限時間完成，因此無法得知在測驗 期間是否受試者在某區段時間內完成效能較高，亦因此過去用以了解學障學童施測表 現時，只能看終點的表現，無法確定是持續性的效能低落，亦或是在開始時較差，一 段時間適應後，表現可能進步。此外，本研究應用序列探勘技術於視覺空間注意力搜 尋軌跡之分析，找出「頻繁序列」做為序列樣式，探討一般學童與學習障礙學童視覺 搜尋之序列之呈現，是否與視覺搜尋研究提出的假設或與學習障礙學童缺失的假設相 符合，藉以發展出視覺空間注意力評量的模式，以更深入理解及辨認出潛在視覺注意 力問題的能力。研究目的
本研究的主要目的是建構一整合序列探勘技術於視覺空間注意力評量系統，發展 出視覺空間注意力評量的模式，以期能系統化及更精確地分析學童視覺空間注意力的 問題。藉由衡量指標之建立，應用於了解國小一般學童與學障學童的視覺注意力與視 覺空間能力。除了建立衡量指標之外。本研究的另一個目的是建構一視覺空間注意力 搜尋軌跡分析系統，藉由更精密地控制和記錄施測的過程及時間，以進一步瞭解一般 學童與學障學童的視覺空間注意力的視覺搜尋軌跡是否存在顯著差異、以及視覺搜尋 處理策略是否顯著的缺乏效率(視覺搜尋序列能力)，以了解學障學童的視覺注意力移 轉機制是否有顯著的缺失，作為後續研究或教學參考用。 本研究的主要目的簡述如下： 針對國小學童依各群體受試者的條件，建立視覺空間注意力衡量指標，以期 能區辨學童視覺空間注意力的問題，作為研究或評估參考用。 探討一般學童與學障學童族群間，在視覺空間注意力搜尋軌跡分析方面的表 現上是否有差異，為先前的研究及假說，提供新的研究證據。 建置一視覺注意力搜尋軌跡序列探勘分析模式，以藉由系統化與視覺化的方 式分析比對受試者的施測結果與資料庫中的模式，以期能提供更人性化視覺 空間注意力測驗及結果分析。文獻探討
由認知的歷程，不論是由上而下或由下而上的觀點，視知覺的形成始終是學習的 重要關鍵。Geiger and Lettvin (1988) 認為早期的視覺策略處理是造成閱讀障礙的重要 因素，不正常的視覺轉換型態及注意力，反覆操作後，成為習慣的視覺策略及習得不 正確的視知覺。Smith (1995)學者指出學習障礙學生會出現注意力、記憶、認知和社會 等問題。針對學障學童的這些問題，在注意力問題的教學策略包括如下：調整學習教 材呈現的速率和方法，或利用多媒體視訊器材(如投影片或動畫)來吸引學生對於學習 步驟的注意。其他如，教導學障學童了解其注意力的歷程，以及注意力在學習上所扮 演的角色，透過溫和輕鬆的方式來解釋注意力問題的本質，和改進注意力的策略，對 學障學童而言亦可說是相當有助益的。此外，給予學障學童經常性和直接的鼓勵並引 領他們作更親近的互動教學，強調其持續性的注意力，而非快速的完成工作。 良好的注意力是心智操作及學習歷程的必要能力(Lezak, 1987)，由訊息處理理 論，我們可知訊息的進入至認知的處理，需要良好的注意力能力，以便後續的知覺系 統做分析與比較。如何由一系列的刺激內容，選取適當的標的物做為反應的能力，可 透過視覺搜尋作業來評量。過去有關視覺空間注意力的研究文獻中，許多研究的重點 均是利用 Posner paradigm (Posner, Walker, Friedrich, & Rafal, 1984)來研究視覺空間注 意力在空間中的轉移模式、與注意力轉移歷程相對應的神經基礎，包括兒童(Perchet &Garcia-Larrea, 2000)、過動兒(Perchet, Revol, Fourneret, Mauguiere, & Garcia-Larrea, 2001)、兒童與成人(Perchet & Garcia-Larrea, 2005)等研究。然而，實驗室中的認知心理 評估，雖然有助於了解特定的心理認知功能，但難以預測實際作業情境下，諸多變項 下的行為反應。
消去測驗（cancellation test）是一個傳統常用的視覺空間注意力臨床評估工具，常 被用以探討個案注意力缺失或是視覺空間能力的問題，亦可用以檢驗神經功能受損之 個案之注意力缺失或視覺空間注意力的過程，此測驗為綜合了選擇性注意力，專注度， 與 視 覺 搜 尋 能 力 等 的 表 現 (Lezak, 1987; Mesulam, 2000; Weintraub & Mesulam, 1985)。受試者需在隨機或行列排列的刺激中劃記出特定的標的物（target），而在此同 時要能維持不受其他的刺激（distractor）分散注意力的影響。結果的評定在於作答數、 正確數（correct）、遺漏數（omission）、錯誤數（error）、左右兩半面作答分布情形與 完成的時間，甚至是其搜尋策略，以了解視覺注意力（visuospatial attention）的效能 或是作為忽略症的篩檢。消去測驗的排列模式一般可分為正規或隨機的排列，而刺激 物的種類可分為口語（verbal，即字母的）與非口語（non-verbal，即符號的）的刺激。 研究發現，刺激物的隨機排列所需視覺搜尋及注意力的困難度要較正規排列來的高， 而文字刺激較符號刺激的處理需要較長的時間 (Huang & Wang, 2005; Huang, Wang, & Wu, 2004)。
視覺搜尋(Visual Search)作業，因具有重要的生態效度與功能意義，也常被使用做 為探討視覺空間注意力的重要工具。在這一類的實驗作業中，受試者需要盡快的確認 是否搜尋的目標物出現在視野中，並以按鍵動作表示是否偵測到了目標物。反應時間 函數與正確率是常用的測量變項，藉以比較作業的困難度或不同組別受試者注意力功 能的良好度(Johnson & Proctor, 2004)。在視覺搜尋作業，大部分視覺搜尋研究均注重 於兩種處理模式的分別，一種為目標物與干擾物呈現出來的視覺特徵(如顏色、大小、 方位等)截然不同而較容易區分，此時盡管呈現項目量增加，反應時間並不會改變且呈 現持平的狀態。而另一種模式則為目標項與干擾項呈現出來的視覺特徵有些共通性， 因此造成辨別的困難與大量的注意力資源的投入，此時呈現項目量若增加，反應時間 也隨之增加。Treisman 提出了特徵整合理論（Feature Integration Theory, FIT）(Treisman, 1988; Treisman & Gelade, 1980)，認為前者在處理物件基本的視覺特徵，屬於平行式的 處理，不需要特別注意即可找到目標項，稱為特徵搜尋（Feature search），由於不需注 意力涉入，因此又稱為注意前期（Pre-attentive stage）；後者則需藉由空間注意力的介 入，在視野中逐一檢視不同位置的物件是否符合目標項特徵的連結，因此稱為連結搜 尋（Conjunction search），又稱為注意期（Attentive stage）。儘管此理論沿革至今，仍 有若干爭議點尚未有定論，例如以特徵或連結的搜尋，界定注意力涉入的需求，但各 類視覺搜尋研究中，反應時間之斜率比值常有差異；而且此理論僅考慮到由下而上的 刺激驅動（受試者）反應，未考慮到受試者的條件與需求，但一般而言，單純的特徵 搜尋比連結搜尋的確比較省力，是廣為大家所同意的。
Wolfe (1994)則以引導式搜尋（Guided Search, GS）修正了視覺搜尋時，注意力分 布處理的解釋與預測。他認為注意力分布（Deployment of attention）會受到作業需求 （Task demands）的調節，而且依據作業的難度，注意力的階段不應以刺激項的特性
遽然二分為平行或序列處理，亦可能由上而下呈現外顯式的引導，影響搜尋的效能。 因為容量有限（Limited capacity）的影響，故受試者需分布其注意力資源以有效率的 執行搜尋。因此他將注意力資源視為一種探照燈，在探照燈光之範圍內，注意力是平 行 分 布 在 此 區 內 的 刺 激 位 置 ， 稱 為 有 限 容 量 平 行 歷 程 （ Limited-capacity parallel process），當此區辨識完畢，探照燈又序列式的移向他處，直至視野內的各區一一處理 完畢。此歷程有如閱讀，通常人們一次僅鎖定一小部份篇幅進行閱讀，在每次視野所 及的篇幅範圍內，字彙會同時映入眼簾並辨識，然後視野再移往他處，依序讀完所有 材料。
關於視覺注意力的探照燈作用，Posner (1980; Posner & Rafal, 1987) 提出了視覺導 引（visual orienting, VO）模式，VO 是指注意力會聚焦於一個視野範圍以便處理該處 的訊息。注意力的移轉有如探照燈一般，序列式的檢視多處位置。視覺注意力的歷程， 包含三個步驟的認知操作：(1) 脫離（disengagement）是指視線焦點移開原刺激，以 便處理下個刺激項，此部分與頂葉功能有關；(2) 移動（movement）則是注意力移至 下一個刺激項，此操作似乎與上丘和腦幹相關部位有關；(3) 投入（engagement）：注 意力投注於新的位置並作區辨識別，此部分則與視丘中的枕核有關。前述的巨細胞路 徑即始於視丘的側膝核而通往頂葉，再傳往前額葉，同時訊息會在 posterior parietal cortex 進行整合並且再回饋投射（re-afferent projections）至側膝核進行調節，似乎是 使注意力對於目標有再增強的作用。
過去有關視覺空間注意力的研究中，許多研究的重點均是利用 Posner's paradigm (Posner et al., 1984)來探討視覺空間注意力在空間中的轉移模式與注意力轉移歷程相 對應的基礎，研究的對象包括有兒童(Perchet & Garcia-Larrea, 2000)、注意力不足過動 症(Attention Deficit Hyperactivity Disorder, ADHD)兒童(Perchet et al., 2001)、兒童與成 人(Perchet & Garcia-Larrea, 2005)等。Richards 等學者(1990)使用 CPT (Continuous Performance Test)注意力測驗研究 ADHD、LD 與正常兒童在注意力上的差異。其研究 結果顯示在「持續性注意力」方面，ADHD 兒童的表現比 LD 兒童及一般兒童的表現 差。而在「選擇性注意力」方面，ADHD 兒童與 LD 兒童的表現則比一般兒童的表現 差。此外，ADHD 學童在空間注意力方面，可能因其探照燈範圍較一般學童狹窄，持 續性注意時間亦較短暫，當目標物與干擾物在視野內的距離愈接近時，ADHD 兒童所 顯示出的注意力缺失愈明顯。 雖然這些研究已發現一些 ADHD 兒童與 LD 兒童注意力表現上的缺失，也有助於 了解 ADHD 兒童與 LD 兒童特定的心理認知功能。然而，這些研究都是針對兒童持續 性注意力或選擇性注意力的執行效能，顯少研究針對兒童空間注意力與其視覺搜尋策 略加以探索。此外，我們先前的研究發現，學習障礙組(LD)的學童在視覺搜尋與視覺 注意力的表現上雖然比一般組別的學童較差，但在刺激數量(stimulus size)較小的作業 則顯示較無差異。根據近年的文獻，學障學童可能是由於來自巨細胞路徑（Magnocellur pathway）的缺失，導致視覺刺激的處理無法即時有效的整合成具意義的視覺內容，而 使得視覺訊息的處理無法自動化，以致於在實驗情境中觀察到其注意力與物體辨識效 能不佳(Vidyasagar, 1999)。然而，由於個別的差異與作業的需求，使得有些學習障礙 學童於實驗中有時出現明顯的缺失，有時不然，這也是學者之所以爭論未定的原因(Iles,
Walsh, & Richardson, 2000; Skottun, 2000; Stein, Talcott, & Walsh, 2000)。因此，本研究 於第一年建立視覺空間注意力衡量指標，建立時間區段的門檻以了解區段內表現之差 異，並建立探勘技術的規則設定，本年度除另以不同版本查核時間區段的表現，並應 用序列探勘技術於視覺空間注意力搜尋軌跡之分析，找出「頻繁序列」做為序列樣式， 探討一般學童與學習障礙學童視覺搜尋之序列之呈現，是否與視覺搜尋研究提出的假 設或與學習障礙學童缺失的假設相符合，藉以發展出視覺空間注意力評量的模式，以 更深入理解及辨認出潛在視覺注意力問題的能力。
研究方法
研究對象 本研究以台灣南部地區的中、高年級國小學童為樣本來源，其中男生 38 人、女 生 24 人。所有受測學童均排除有任何先天性疾患、神經性損傷病史、智能缺陷、癲癇、 情緒障礙、無法矯正之聽覺視覺障礙，或因疾病需長期服用藥物者。根據受測學校及 教育輔導單位資料，蒐集兩組受試者的相關資料，將其 62 受測學童分組為 LD 組(實 驗組)34 名(男生 28 位，82.4%；女生 6 位，17.6%)及一般學童組(對照組)28 名(男生 10 位，35.70%；女生 18 位，64.3%)，進行施測。 研究工具 本研究使用自行開發的視覺空間注意力評量與搜尋軌跡分析系統作為施測工 具。測驗模式包含了二種排列的方式(正規及隨機排列)及四種刺激物模式，分為口語 (verbal)類的刺激物（如：中文部首及英文字母）與非口語（non-verbal）類的刺激物（如： 符號）。施測所選用的版本共有 374 個刺激物，其中包含 60 個目標物及 314 個干擾物。 施測版本的刺激物為「符號」，其施測的模式包含有「正規排列」及「隨機排列」兩種。 施測設備以「平板電腦」顯示施測內容刺激物，受測者可直接使用光學筆點選施測面 板，系統會自動將施測過程及結果儲存於資料庫。 研究程序 參與施測的學童均事先排除有任何先天性疾病、神經性損傷病史、智能缺陷、癲 癇、情緒障礙、無法矯正之聽覺及視覺障礙，或因疾病需長期服用藥物者。施測者會 事先利用文字、圖片及口語解釋等方式向受試者說明施測目的、施測方法、及時間等 程序，並展現施測模擬畫面。當受試者填寫完個人基本資料後，受試者可使用光學筆 在數位螢幕練習施測模擬畫面，並確認操作無任何困難或無法理解之處後，便可正式 進入施測畫面。在施測過程中，當受試者使用光學筆接觸螢幕表面點選目標物時，光 學筆的動作會被數位板感應記錄時間及劃記項目之座標，如不小心點選錯誤目標物亦 可再次點選相同的目標物，即可取消動點選錯誤目標物的動作。最後，受試者所有點 選目標物的流程及時間等動態資料的收集，皆由系統自動化處理及記錄，並由系統自 動分析作業內容。資料收集與分析 除了收集學童之個人基本的資料，本研究亦從任課教師處或學校輔導中心收集學 童的學業及特殊行為表現，以作為事後分析用。測驗表現透過電腦監控及紀錄資料包 含如下：作答反應啟動時間及起始位置、每一個作答結果(正確或錯誤)、作答路徑、 作答間的位移量與時間、作答時間門檻、視覺搜尋模式、點選時間區段、刺激物點選 時間、注意力分布區間等資料。本次的先導研究主要以「作答正確數」與「作答效能」 作為「作答限時門檻」及「時間區段」兩個衡量指標的資料分析之依據。分析軟體則 以 SPSS 15 分析研究資料。
結果與討論
本研究選擇台灣南部地區的中、高年級國小學童為施測對象(分為一般組及 LD 兒 童組)。在期初的研究，首先針對刺激物「部首」作為施測的目標物。施測完成後，將 「時間區段」設定 30 秒為一個資料分析的區間，計算個別「時間區段」內的資料(例 如：作答正確數及作答效能)。利用分析「累計後的時間區段」內的作答正確數發現， 受測的兩組學童的正確數在 180 秒後漸趨穩定，且與前一區段有差異與其後區段無差 異。因此，研究結果顯示針對刺激物「部首」而言，兩組受試者在表現效率一致，無 論是在組間或組內不同的施測模式，施測時間在 180 秒內有較佳的表現。研究結果亦 顯示對照組與實驗組在設定 180s 為終止時間時，兩組完成測驗的時間型式表現是不同 的。對照組若無時間限制，則會在大約作答完成後，仍繼續檢查，其後的作答時間是 無效的，而使得作答的效能值因時間拉長而變差，且與實驗組差異不大。限制其作答 時間，反而提昇整體效能。實驗組則明顯需要較長作答時間，才能有較多正確數，限 制其作答時間，對其提昇整體效能則較無增益。 根據反應時間(速率)與正確率消長的關係，視覺搜尋的作業若無時間限制，則會 因受測者在決策上的延遲，而無法及時中止作業，導致作答時間的延長及影響作業搜 尋的效率。而作答時間不足則又會有作答正確率偏低的情形。因此在作答正確率與時 間的延遲應該需有著最佳化的模式。以上實驗結果顯示兩組在視覺搜尋能力上，正確 數有明顯差異，但時間的長度使得兩組效能值表現不出差異，也呼應了理論的說法。 因此要能良好區辨視覺搜尋能力好/差者，測驗應限制合理的時間，時間內的正確數即 能作為代表性指標，此點亦可作為相關測驗設計的支持證據。先前的施測系統為了更 清楚受測者注意力作答能力的完成度，因此沒有加以限制施測時間。 為瞭解不同刺激物對受測者及時間限制有無影響，在延續的研究實驗中，施測版 本則以刺激物「符號」作為點選目標物。施測完成後，對於資料則設定 60 秒為一個「點 選時間區段」，藉由計算各組組內個別「點選時間區段」內的作答正確數，累加組內個 別的平均作答正確數，並做成各組的平均作答正確數累計資料(如表 1)，各組相關的平 均作答正確數累計圖（如圖 1 及圖 2）。一般來說，LD 學童在視覺搜尋與視覺注意力 的整體表現上比一般學童的整體表現較差，且需要較長時間以找到下一目標刺激物，完成測驗。
本研究首先設定 60 秒為一個「點選時間區段」，我們再利用 GLM 之多變量分析， 以組別 group 為組間因素，施測格式 form(正規與隨機)與時間限制 time-limit 為組內因 素，α定為 .005。結果顯示，組間效應（group）為顯著（Wilks λ= .835, F(2, 59)= 5.281,
p = .005, eta2 =.165）。且 group ╳ time-limit 有交互效應（Wilks λ= .747, F(62, 55)= 3.110, p = .011, eta2 = .253）。group ╳ form 有交互效應（Wilks λ= .896, F(2, 59) = 3.430,
p = .039, eta2 = .104），time-limit ╳ form 有交互效應（Wilks λ= .420, F(6, 55) = 12.667,
p < .001, eta2 = .580），三者間交互作用不顯著。 兩組作組間比較，正確數表現是有明顯差異的 (F[1, 60] =11.84, p = .001)，表現效 能值亦有明顯差異( F[1, 60] =1.092, p = .008)。組間效應分析顯示，除了正規圖形的前 60 秒外，其餘不論何種形式圖形，在作答過程內任一測量點均有顯著差異。顯示 LD 組在於測驗進行的第 60、120、180 秒與終點，表現均較對照組差（p < .05）。亦即前 者在選擇目標物時，反應的時間與正確率是持續型的低落，即使給予充裕的時間至結 束作業，反應之正確性仍不及對照組成績。 將 form 的因素獨立出來，觀察兩組在不同時間點的表現，結果顯示對兩組而言， 兩種刺激排列（隨機 v.s. 正規）在 60 秒至 120 秒時段，是表現值與正確數進步的最 大區間（p < .001）。之後於 120-180 秒期間，兩組正確數、表現整體值趨緩，進步不 大，180 秒時多數已幾近於完成(見圖 1 及圖 2)。兩組部份個案並且會在 180 秒後，花 許多無效的時間，繼續搜尋，導致表現整體值下降。因此我們判斷兩組受試者在表現 效率一致，無論是在組間或組內不同的施測模式，施測時間在 180 秒內有較佳的表現。 因此以表現整體值而言，180 秒時與最後決定中止作業時的表現，含意是有極大 不同的。至於各時段內比較正確數達成是否有差異，本次研究發現在 120 秒後漸趨穩 定，且與前一區段有差異與其後區段無差異，此與前次研究有所不同，應為本次施測 刺激為符號，認知處理上難度比較低，個案反應速度普遍較快。對照組在兩種排列圖 形下，除了一開始到 60 秒內處理正確性與效能有差異(p < .001)，其後是無差異的。 LD 組則在隨機排列下，於 180 秒後正確數減少（p's < .005），顯示在選擇性注意力的 難度較為困難。
表 1. LD組與對照組刺激物「符號」作答正確數彙總表 LD 組 (n=34) 對照組(n=28) 時間區段 排列方式 平均正確數(SD) 效能值(SD) 平均正確數(SD) 效能值(SD) 60 秒 正規排列 30.24(9.26) 0.283(0.165) 34.36(9.63) 0.365(0.206) 隨機排列 35.09(10.07) 0.379(0.204) 41.18(9.64) 0.511(0.226) 120 秒 正規排列 49.32(9.96) 0.407(0.174) 55.36(7.23) 0.556(0.203) 隨機排列 49.85(8.79) 0.466(0.187) 55.79(5.0) 0.581(0.187) 180 秒 正規排列 55.12(7.39) 0.434(0.152) 58.79(1.73) 0.58(0.171) 隨機排列 52.53(7.59) 0.471(0.179) 57.89(2.31) 0.584(0.178) 無限制 正規排列 56.35(5.35) 0.399(0.141) 58.96(1.57) 0.49(0.165) 隨機排列 52.91(7.24) 0.399(0.166) 57.89(2.31) 0.468(0.157) 圖 1. 兩組刺激物「符號」正規排列正確數累計圖 圖 2. 兩組刺激物「符號」隨機排列正確數累計圖
在序列探勘分析中，項目集是一組非空集合的項目集，而序列則是一組由項目組 所組成有順序性之排列。在本研究中，一個序列 S 可表示為<s1, s2, s3, …,sn>，而其中 si (i =1~n)代表一個點選目標物。支持度(support)在序列探勘中是一個相當重要的參數， 假設有一資料庫 D 與序列，則序列在資料庫 D 中的支持度可表示為 support D()， 代 表 資 料 庫 D 中 有 多 少 筆 資 料 其 序 列 包 含 了 子 序 列 。 而 最 小 支 持 度 值 (minimum-support)則是使用者所定義之最小門檻值，用以找出「頻繁序列」的集合。 若一序列其支持度大於最小支持度，則該序列即為「頻繁序列」。而序列探勘在最後所 找出的結果就是「頻繁序列」，亦可稱為序列樣式(sequential pattern)。序列-n 表示一個 序列長度為 n 個點選目標物組，例如：『序列-3 = <78, 98, 214>;支持度(support)=0.3』 表示一組為 3 個序列編號(78, 98, 214)的目標物所組成的序列，符合最小支持度為 0.2 的頻繁序列。 在序列分析方面，將所收集的資料經過幾次模擬測試發現，支持度的門檻值(最小 支持度)在設定為 0.2 時有較好的執行結果。研究依最小支持度為 0.2 的情形下執行序 列分析，在「隨機排列」的情境下，LD 組在刺激物「符號」有 65 組序列-2 的排列、 6 組序列-3 的排列及 1 組序列-4 的排列，(範例請見圖 3)；而對照組有 6 組序列-2 的排 列及 1 組序列-3 的排列(範例如圖 4)。然而，在「正規排列」的情境下，LD 組在刺激 物「符號」有 68 組序列-2 的排列、16 組序列-3 的排列、5 組序列-4 的排列、及 1 組 序列-5 的排列(如圖 5)；而對照組有 94 組序列-2 的排列、51 組序列-3 的排列、39 組 序列-4 的排列、及 34 組序列-5 的排列、30 組序列-6 的排列、及 26 組序列-7 的排列、 22 組序列-8 的排列、18 組序列-9 的排列、14 組序列-10 的排列、11 組序列-11 的排列、 8 組序列-12 的排列、5 組序列-13 的排列、3 組序列-14 的排列、及 1 組序列-15 的排 列(如圖 6)。 由序列分析結果可見，在搜尋劃記的軌跡上，兩組學童視覺搜尋的策略都會因刺 激物排列的不同，而影響其搜尋軌跡。在「隨機排列」的情境下，兩組學童的最長項 目序列較無明顯的差異－LD 組的最長項目序列為序列-4(即 4 個項目集序列為其最長 的頻繁序列)，對照組的最長項目序列為序列-3。雖然兩組學童最長項目序列較無明顯 的差異，但其序列集的樣式(pattern)及所在的位置有極大的差異，亦即其序列樣式顯得 較雜亂而無規則可循(見圖 3 及圖 4)。 然而，在「正規排列」的情境下，LD 組的最長項目序列雖已從序列-4 增至序列 -5，且其序列-5 集合有 1 組、序列-4 集合增至 5 組；對照組的最長項目序列便顯得有 更大的成長，對照組的最長項目序列卻增至序列-15(15 個項目集序列)。從統計資料來 看，對照組可出現 42 組序列-10 以上的序列樣式，於序列-5 以上的規則搜尋，更增加 至 172 組。然而，於 LD 組，則僅見序列-5 以上的規則搜尋只有 1 組，與對照組的結 果差異甚大。除了兩組學童最長項目序列在「正規排列」的情況下有較明顯的差異， 兩組學童的序列樣式顯示無太大不同，亦即其序列樣式皆為水平序列，只是序列樣式 的位置有稍為不同，相較於隨機排列的序列樣式圖形，則看不出有任何線性方向的關 係。 以上發現顯示，刺激物排列的不同，對兩組學童的搜尋軌跡均有影響。在「隨機 排列」的情境下，兩組學童的搜尋軌跡較不規則。隨機排列的序列樣式圖形均為最相
近的 2-3 個目標物，顯示視覺搜尋的方向與聯結會受到最接近刺激物的距離影響。而 在「正規排列」的情境下，兩組學童的搜尋軌跡較有規則，而對照組的搜尋軌跡的能 力在正規排列時便能有系統的展現。這可能可歸因於 LD 組有可能在視覺組織（visual organization）與內在視覺引導（guided visual search ）有缺失，此缺失可能與他們作 答效率不佳，正確率亦較差有關。策略的差異也顯示接收一個組織化的視覺訊息後， LD 組無法從結構中獲得內在線索的指引，訊息處理過程相較對照組則有很大差異。 圖 3. LD 組隨機排列之序列分析圖 (最小支持度=0.2) 圖 4. 對照組隨機排列之序列分析圖 (最小支持度=0.2) (a) 序列-4 (b)序列-3 (a) 序列-3 (b)序列-2
圖 5. LD 組正規排列之序列分析圖 (最小支持度=0.2) 圖 6. 對照組正規排列之序列分析圖 (最小支持度=0.2) (a) 序列-15 (b) 序列-14 (a) 序列-5 (b)序列-4
結論與建議
本研究的目的乃利用視覺空間注意力理論與序列探勘技術，建構一視覺空間注意 力搜尋軌跡分析系統，藉由視覺空間注意力評量系統來蒐集受測者注意力移動的軌跡 等相關資料，並將其搜尋路徑作一序列化分析、比對，以挖掘出每一個組群內視覺注 意力搜尋軌跡最大相同的序列樣式，並萃取出每個受測者注意力移動的路徑模式，以 建立一套具體且可行的視覺空間注意力搜尋軌跡分析樣式。期初研究在兩個衡量指標 (作答限時門檻、點選時間框架)的資料分析後，發現 LD 組學童在視覺搜尋與視覺注意 力的整體表現上比一般組別的學童較差，此外搜尋表現速度較慢，需要較長時間完成 測驗。限制測驗時間，亦可得到相同結果。 在視覺搜尋路徑模式的表現方面，研究結果顯示刺激物排列的不同，對兩組學童 的搜尋軌跡亦有不同的影響。兩組學童在隨機排列下的搜尋軌跡較不規則，其視覺搜 尋的方向與聯結會受到最接近刺激物的距離影響。而在正規排列的情境下，兩組學童 的搜尋軌跡較有規則，且對照組的搜尋軌跡的有更多且更長的序列樣式的的呈現。這 些可驗證 LD 組可能在視覺組織與內在視覺引導的缺失。策略的差異也顯示接收一個 組織化的視覺訊息後，LD 組無法從結構中獲得內在線索的指引，訊息處理過程相較 對照組則有很大差異。本研究針對不同圖形排列比較，與兩組比較後，預測了正規圖 形的視覺引導效果，提出學習障礙組的缺失，反應了視覺引導注意力的歷程與視覺區 辨的問題，可作為補救訓練時的參考。此外，亦期待增加對 ADHD 兒童視覺引導搜尋 策略的比較研究，並增加不同類型刺激物的施測，以了解預測的視覺模式是否一致， 或有不同的視覺引導效果。參考文獻
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國科會補助專題研究計畫項下出席國際學術會議心得報告
日期： 2009 年 8 月 5 日
一、參加會議經過
個人於 7 月 3 日提前抵達巴黎，以便調整時差。7 月 5 日便開始會前工作坊，當晚並有開幕酒會，
歡迎來自世界各地的學者及專家。會議的地點在法國巴黎的 the Palais des Congrès de Paris ，是一個法
國知名的會議場所。7 月 5 日之後便開始了連續四天密集的論壇與論文報告，針對本會議而言，此次 投稿之論文超過上千篇，共計有兩百多場口頭報告和數十場專題，每個時段均有 16 場次同時進行，每 天從上午 8 點進行至最後一場，結束時已是晚上 7 點，有如一場學術的馬拉松。 個人興趣在認知發展與科技資訊應用的相關議題，因此除了個人的報告外，聆聽的主題集中於注 意力相關評量，以及資訊應用於衛教資訊與遠距照護等 ICT 方案。個人在第三天有一場關於電腦注意 力測驗在成人與老人的表現，關於視覺注意力部分，也有其他的報告內容討論有關環境與開車時的視 覺注意歷程。在會議過程中，除了觀摩與詢問其他人的海報，也聆聽多場演講及評論，並認識多位來 自國內及其他國籍之學者。透過會議研討後的問與答，集結世界各地學者的意見後，增加研究的深度 與廣度，受益匪淺， 由於 IAGG 會議是四年一次的大會，規模龐大。也看到主辦單位工作流程非常有組織，會場協助 的人員也都非常專業，井然有序。除了進行學術交流之外，也希望與會者能瞭解巴黎的大與美，將學 術活動與觀光實務相結合，可見主辦單位之用心。
計畫編號
NSC 97－2511－S－151－003－MY2
計畫名稱
整合序列探勘技術於視覺空間注意力評量系統之研究
出國人員
姓名
黃 河 銓
服務機構
及職稱
國立高雄應用科技大學 副教授
會議時間
98 年 7 月 5 日至
98 年 7 月 9 日
會議地點
法國 巴黎
會議名稱
(中文) 19 屆國際老人學與老年學會
(英文)
IAGG2009-19th International Association of Gerontology & Geriatrics發表論文
題目
(中文)
年齡與教育因素對電腦消去測驗效能之影響二、與會心得
在參加的各場次中，發現多是來自歐美的大型計畫、或大型實驗室提出系列研究或團隊的研究子 題做分享。也有許多大型合作的多年期縱貫性研究。個人型的研究也都有其個別的特色與貢獻。參與 會議中，學習到一些新的主題在這幾年成為研究重點的脈絡，例如縱貫性研究的重要性，以及從回溯 性的相關研究提供的知識、科學家已逐漸試圖設計一些前瞻性的研究，協助釐清介入的方式以及預測 未來的趨勢，此方面研究的增加，可以提供更多的科學知識。 雖然這是一個基於老年學的學術大會，但是從一些學者分享關於認知變化與 life span 的相關研究 設計與研究方法，以及資訊科技架構應用在跨團隊合作的研發方案，也給予個人關於目前研究計畫之 後的延伸、計畫主題的領域之規劃有一些想法的激發。在會場也看到台灣的國旗，原來在一個新型科 技的展場，其中有台灣的團隊做步行輔具的改良展示，十幾個類似 project 發表的作品都有作者的國家 國旗都掛在上方。 此次 IAGG2009 共有 91 國家的人員與會，主題多元，每個主題下的次主題，相關研究發表量均有 數十篇，不亞於一場國內學會數百人參與的研討會。也有幸見識到許多卓越的學者，儘管領域可 能有差異，但這些學者討論問題時的焠鍊出的經驗與思考觀點，更可以激發個人在研究思考上的 啟發。三、考察參觀活動(無是項活動者略)
無四、建議
承蒙國科會補助參加國際會議所需的費用，僅此致謝。希望將來國科會對於參加此類國際知名大 型會議的費用，能夠繼續大力支持。此外，若能鼓勵更多大學院校舉辦更多國際研討會議，爭取舉辦 類似此種國際研討會議的機會，使國際學者能更進一步瞭解台灣，以提昇我國之學術國際地位的知名 度及影響力。五、攜回資料名稱及內容
攜回資料包括 IAGG2009 會議的議程、 IAGG2009 研討會論文集及光碟片。六、其他
無97 年度專題研究計畫研究成果彙整表
計畫主持人：黃河銓 計畫編號：97-2511-S-151-003-MY2 計畫名稱：整合序列探勘技術於視覺空間注意力評量系統之研究 量化 成果項目 實際已達成 數（被接受 或已發表） 預期總達成 數(含實際已 達成數) 本計畫實 際貢獻百 分比 單位 備 註 （ 質 化 說 明：如 數 個 計 畫 共 同 成 果、成 果 列 為 該 期 刊 之 封 面 故 事 ... 等） 期刊論文 0 0 100% 研究報告/技術報告 1 1 100% 研討會論文 0 0 100% 篇 論文著作 專書 0 0 100% 申請中件數 1 1 100% 專利 已獲得件數 0 0 100% 件 件數 0 0 100% 件 技術移轉 權利金 0 0 100% 千元 碩士生 2 2 50% 博士生 0 0 100% 博士後研究員 0 0 100% 國內 參與計畫人力 （本國籍） 專任助理 1 1 50% 人次 期刊論文 1 1 50% 研究報告/技術報告 0 0 100% 研討會論文 2 2 70% 篇 論文著作 專書 0 0 100% 章/本 申請中件數 0 0 100% 專利 已獲得件數 0 0 100% 件 件數 0 0 100% 件 技術移轉 權利金 0 0 100% 千元 碩士生 0 0 100% 博士生 0 0 100% 博士後研究員 0 0 100% 國外 參與計畫人力 （外國籍） 專任助理 0 0 100% 人次其他成果
