眼动仪EyeLink II-课件(PPT·精选)

眼动仪应用
Agenda
EyeLink II 系统的最新特点：
1.眼动实验室目前配置 2.升级系统特点
EyeLink II 系统操作要求：
1.系统配置和环境要求 2.眼动实验流程 3.系统 实验模板介绍
眼动仪应用（眼动研究）简介：
1.EyeLink II可应用领域 2.典型研究示例 公司网址：
一、EyeLink II 系统的最新特点
如Matlab、E-Prime等。
2.升级系统特点 MSG 749682 DISPLAY_COORDS 0 0 799 599
MSG 749682 FRAMERATE 60.07 Hz.
MSG 缺8陷142和01困!C难AL：目前我们只能根据实验的原始文件——EDF编 >MMM译、坐>SSS>GGG>标出眨>>、A眼>S882C瞳、141CA434292IL孔平I080I文111B大滑4R!!CC件!AC小追AATA（LLIO、踪LC1N其Va8眼等Al7(iHb中.L4r跳信VIa,Dt记9i2A速息o,2PnT.录u7Ip率和pOoi了lNi)n等每-tF1Hs主O7:）个V0R5要9,，事LLE的R1然件F4LT5眼E:8后对<F动<T编应<事<G写的<O<件O<分抽D<：<析样ER包软数R括O件据R注0进，.3视9行包a、v分括g眼. 析双0.6跳。眼3 m而ax且OF由FS于ET定1.2标5 d的eg要. -1求8.5，,-42现.4 在pix的. 程序还不能脱离二维显示屏幕，不
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二、EyeLink II 系统简介
2 EyeLink II 的主要特点：
• • • • • • • • • • • • 高速记录双眼位置，数据采集率高达500Hz。 优越的空间解析度（<0.005°）,低噪音（<0.01° RMS）。 准确度，平均注视位置误差 <0.5°。 头部自由—没有扣合带、颚托或其他固定装置。 两种工作方式—瞳孔或瞳孔-角膜记录。 头盔装置案工效学原理设计，轻便耐用。 和大多数眼睛或隐形眼镜兼容。 易于设置、校正和确认。 实时操作反馈。 在线数据分析，可分辨眼跳、注视、回扫等眼动模式。 强劲的应用程序界面（API）。 与EyeLink其他应用软件兼容。
2 系统设置：镜头设置窗口
选项的设置可以通过主机或被试机键盘的功能键随意操作，非常方便。比如，C 表示校正，V表示确认，D表示漂移校正，L、R分别选择两只眼睛，等等。
2 系统设置： GUI 设置选项？
2 系统设置： Calibration Screen
2 系统设置： Validation Screen
2 系统设置： Drift Correction Screen
2 系统设置： Output Screen
2 系统设置： Data Recording Screen
3 软件介绍： Windows SPC 软件结构
3 软件介绍： 程序导向的模板层级结构
• 所有模板都基于“simple“。 • 每一模块完成某个特殊功能。
EyeLink II 系统概览
眼动追踪原理
人们一直认为基于视频的眼动追踪系统最容易装配和操作。但是，这种系统的欠缺之处在 于数据采集率太低，空间分辨率不高，噪音高且容易造成数据缺失。EyeLink公司使用定制的 高速相机和高敏度图像处理技术研制的系统改变了这种现状。第二代EyeLink系统拥有优异的 解析度（resolution噪音限度＜0.01○＝＞和数据采集速度（每秒钟500次取样），据称是同类 产品中性能最优异的。这种性能使得该系统的速度噪音非常低，是理想的眼跳分析（saccade analysis）和眼动追踪工具。此外，实时的注视位置数据传输的延迟（delay）只有3毫秒，所 以很适合注视跟随（gaze-contingent）的显示。 EyeLink II系统包括一个有皮质护垫的头盔，头盔上固定有三个微型摄像机。头盔的重心 较低，稳定性好而旋转惯性较小，使得整个系统轻巧便利，令被试在实验中感觉舒适，不易 疲劳。系统没有使用镜子，操作简便。两个分开的摄像机保证既可以进行双眼追踪，又能够 任意选择被试的优势眼而不用像大多数头盔式眼动仪那样进行机械调整。每个摄像机都有嵌 入式照明装置，经过数字校正可以满足全视野的照明需求，同时，还可以对周围环境的照明 条件进行数字校正。这些保证了系统捕捉瞳孔的优越能力。 头盔上还整合了一个微型的光学头部追踪摄像机，这保证了被试在实验中即使有自然的 小范围头部移动和说话也仍能保持对注视点的准确追踪。这种光学镜头有极低的噪音水平， 使得计算出的注视位置数据和真正的眼睛位置数据间只有微小误差，从而保证这些数据可用 来进行眼跳分析。相反，其他采用磁镜头头部追踪设备的头盔式眼动仪的角度噪音太大，限 制了其注视位置数据的应用。 EyeLink追踪眼动的原理是首先利用头镜校正，保证面部与屏幕平行，从而视线与屏幕中 央垂直。这时，屏幕四角的发射器成为视平面的原点。进一步经过眼镜校正，将视线和屏幕 坐标一一对应起来——即所看的坐标点就是记录的坐标点。

• • • •来自•可单独作为行为学软件
眼动数据分析软件 EyeLink Data Viewer
EyeLink Data Viewer
•Excellent Data Visualization
•Spatial Overlay, Temporal Graph, and Playback Views •Fixations, Saccades, Blinks, Interest Areas, etc.
EB/E-Prime/Matlab 刺激工作站 眼动数据 脑电数据
EYELINK
信号采集工作站
EGI
信号采集工作站
Eyelink设备相关论文
使用Eyelink设备在国际学术期刊发表的论文超过 2600余篇，与心理认知相关的论文超过900余篇。 详细情况请登陆： /publications.html
EyeLink眼动追踪系统 EyeLink Eye Tracking System
北京爱生科贸有限公司
丁帅 Ding Shuai 2013.11
目 录 Agenda
• Eyelink眼动系统构成 System Structure and Components • Eyelink产品分类 Eyelink Family • 实验演示 Demo • Experiment Builder介绍 EB Hands-on
国内用户： 中科院心理所 中科院生物物理所 四川华西医院 北京安定医院
Typical MRI Configuration
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• • • • •
延续Eyelink 1000的所有功能； 新的操作系统，空间噪声更低； 双眼Remote模式，更大的头动范围； Camera改为Ethernet通信； Host PC可以选配笔记本，便携度极大提高

眼动追踪技术的指标类型
• 直观性数据 • 扫描路径 • 蜂群图 • 焦点图 • 热图
文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
统计分析类指标
• 眼动研究中，常用统计指标分为： • -基本指标：注视类、眼跳类 • -合成指标：凝视时间类、扫描路径类等
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阅读一句话时的眼动
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阅读一段话时的眼动
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浏览照片时的眼动
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浏览图画时的眼动
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目前最常用眼动技术记录方法
角膜反射法
• 由光源发出的光线经红外 滤光镜过滤后只有红外线 可以通过红外线经过半反 射镜后
部分到达反射镜经反射 镜发射到达眼球,眼球对 红外线的反射光经同一反 射镜到达能锁定眼
• 睛的特殊的瞳孔摄像机, 通过连续的记录从人的眼 角膜和瞳孔
• 兴趣区凝视率：指兴趣区内凝视时间与整 个图片凝视时间的比例。
• 对特定区域内目标的凝视率越高，表明该 区域的信息提取难度越大，或者兴趣高。
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眼跳类指标
• 眼跳定义：发生在两次注视之间的眼睛运 动，通常持续20-35毫秒。
• 反射的红外线,然后利用 图像处理技术,得到眼球 的完整图像

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“眼球活动” “扩瞳实验”
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②主要特点：
本系统是一套红外线瞳孔追踪、摄像记录 及自动分析系统。通过选择不同的光学镜头及 计算机图形处理软件模块，可测定眼球的运动 轨迹或测定双侧瞳孔的变化规律。
应用对探索性眼球活动（EEM）的检测分析， 可为精神分裂症提供临床辅助诊断标志。
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根据阿尔茨海默病（AD）患者的脑组织 中，支配瞳孔收缩的Einger-Westphal核（乙 酰胆碱能神经细胞核）充满了老年斑和神经 纤维缠结，以及AD患者对胆碱能拮抗剂（ 扩瞳剂）特别敏感的原理，用扩瞳试验来早 起筛选或辅助诊断阿尔茨海默病。
8
探索性眼球运动 (EEM)有两个主 要的评定指标为NEF和RSS。他发现 ，精神分裂症患者的NEF和RSS都比 正常人明显较少，尤其是RSS，具有 相当好的诊断价值。
9
小岛卓也的方法：用红外线投射于角膜，由微型摄象机 摄取后，拼凑在背景图象上，决定眼动活动的部位。
缺点：仪器的“头盔”庞大，易招致受检者心理紧张或 不合作，人工记录和分析费用较昂贵、费时，难以在临床推广 应用。
眼动检测
1
“眼睛是心灵的窗户，从眼神可以观 察到人们思想和感情的变化。为此，精 神病学家曾对眼球活动与精神活动、特 别是与精神疾病的关系，进行了不少研 究。
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有关眼球活动与精神疾病关系的研究有两种：
一是美国哈佛大学医学院的Holzman教授从 1973年起研究被试者在注视来回运动着的目标时 的眼球活动，称为平稳眼跟踪（smooth pursuit eye movement,SPEM）。Holzman发现精神分裂症患者 有65%呈阳性结果，正常人只有8%，但患者的一 级亲属也有45%阳性。Holzman认为SPEM是精神 分裂症的生物学标志，可能是一种特征性标志。

临床研究 精神错乱：精神分裂症 发展性障碍：诵读困难，ADHD 神经退化疾病：帕金森氏症， 闭合性头部损伤
应用研究
人机互动；人因学；工效学； 图形用户界面和网络应用评价 ；广告心理学；眼控人机界面 ；注视跟随；虚拟现实； 生物医学工程；人工智能和机 器人学； 警觉；运动心理学；军事；航 空和交通心理学；人事评鉴
四、眼动仪的应用：基础和应用领域
神经生理学和眼科学 眼跳程序；眼动控制； 眼球平滑追踪；眼球震颤诊断 会聚眼动
知觉和认知 早期视觉和心理物理学；
眼跳整合；变化检测； 场景、面部和物体知觉；三维 知觉；眼—手协调； 视觉注意和视觉搜索；注意和 动作；心理语言学； 阅读和语言加工；双语和言语 ；记忆编码和提取；工作记忆 ；推理和决策
利用自编的刺激呈现程序，将呈现材料放入统一文件夹， 调用SelectPicture程序选择图片，并安排顺序，保存路径。 然后运行Picture程序，逐个呈现图片，图片10秒钟后自动 更新，否则可以连续按ESC和SPACE键切换，每次试验都 从注视中央点开始。
Step8 ＝＞转换文件，分析数据
用EDF2ASC程序转换EDF文件为ASCII文件，调用数据分 析软件，分析眼动指标，并进行轨迹模拟。
1、排除畏惧心理，适应环境。
• 在陌生的环境里，人的本能之一就是对所有事物的畏 惧感，由于搞不清楚状况，而变得手足无措。其实这 是完全没有必要的，因为在不同的时间、空间段里， 每个人都是新员工，而所有的老员工也都是经历过这 样的历程，逐渐成长成熟的。很多新员工一开始上班 就怕，怕领导骂，怕同事挤兑，怕与宾客接触，怕工 作出偏差……怕的越多，错得越多，因为你越怕就越 不敢去做，越不做，你掌握的知识与经验就越少，错 误率当然也就越高。而错误次数的增多之后，恐惧心 理就会更重，从而形成一种恶性循环。

阅
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发展心理学
• 遗传与环境在心理发展中的作用 • 那些心理是先天的？ • 哪些心理是后天的？ • 以婴儿为被试来解决此问题
大家好
38
以婴儿为被试所遇到的问题
• 婴儿不会说话，怎么办？
大家好
39
1个月与2个月的婴儿是如何看人脸的
大家好
40
face scanning in autism
大家好
• 商家最为关心的问题：
（1）怎样的广告才能使消费者过目不忘，记住 自己的商品？
（2）怎样的广告才能激发消费者的购买欲望？
大家好
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问题的提出
• 广告效果的评价主要采用的是事后感知调查、购 买意愿调查、经济效益评估等手段。
• 这些方法无法获得用户观看视频广告过程中的心 理加工活动，而用户对广告的感知和态度都是在 观看过程中形成的。
大家好
9
阅读一句话时的眼动
大家好
10
阅读一段话时的眼动
大家好
11
浏览照片时的眼动
大家好
12
浏览图画时的眼动
大家好
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目前最常用眼动技术记录方法
角膜反射法
大家好
• 由光源发出的光线经红外 滤光镜过滤后只有红外线 可以通过红外线经过半反 射镜后
部分到达反射镜经反射 镜发射到达眼球,眼球对 红外线的反射光经同一反 射镜到达能锁定眼
大家好
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眼动追踪技术的指标类型
• 直观性数据 • 扫描路径 • 蜂群图 • 焦点图 • 热图
大家好
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统计分析类指标
• 眼动研究中，常用统计指标分为： • -基本指标：注视类、眼跳类 • -合成指标：凝视时间类、扫描路径类等

2 系统设置： Drift Corcreen
2 系统设置： Data Recording Screen
3 软件介绍： Windows SPC 软件结构
3 软件介绍： 程序导向的模板层级结构
• 所有模板都基于“simple“。 • 每一模块完成某个特殊功能。
1 实验准备工作（Pre –Ex）
•
EL II 有一系列configuration files，通过对它们的设 置可以控制眼动仪。以下将逐个分析。
• •
在开始记录眼动之前，要正确地设置眼球和头部镜 头并对被试的视线和头部位置进行校正和确认，确保 瞳孔位置和屏幕位置一一对应。
设置和校正不恰当将直接影响数据的准确性。
4 分析流程
浏览EDF文件:执行EDFVIEW程序,该程序是一 个标准的DOS程序，其记录数据的上限是2分钟； EDFVIEWX.EXE 是另一个扩展程序，其记录数据 的上限受到机器内存的限制，大约内存每增加100 兆可以增加5分钟的记录时间。但是如果在 Windows的DOS外壳下执行该程序，需要将扩展 内存修改至更大。 一个 EDF 文件包括多组眼动坐标数据和事 件信息。其包括的事件有：blinks、saccades、 fixations 、button press and release。 可以有选择地提取数据进行分析。
二、EyeLink II 系统简介
2 EyeLink II 的主要特点：
• • • • • • • • • • • • 高速记录双眼位置，数据采集率高达500Hz。 优越的空间解析度（<0.005°）,低噪音（<0.01° RMS）。 准确度，平均注视位置误差 <0.5°。 头部自由—没有扣合带、颚托或其他固定装置。 两种工作方式—瞳孔或瞳孔-角膜记录。 头盔装置案工效学原理设计，轻便耐用。 和大多数眼睛或隐形眼镜兼容。 易于设置、校正和确认。 实时操作反馈。 在线数据分析，可分辨眼跳、注视、回扫等眼动模式。 强劲的应用程序界面（API）。 与EyeLink其他应用软件兼容。

眼动仪眼动仪（eye tracker）是测试人眼活动情况和研究有关心理过程的专用仪器。

人在进行无意注意或者有意注意时，眼睛的视线总是对准知觉对象的某一点（即眼睛的注视点），并不断地转动着视线以转换注意的目标。

眼睛是以跳动的方式将视线转换到新的目标上去的，在每次目标转换以后，眼睛稍许停顿片刻，注视这一目标，然后再跳动到新的注视点上去。

在注意对象时，眼睛就是这样不断地以注视、跳动、再注视……来达到对知觉对象的整体观察。

眼动仪就是用来研究注意时眼球运动的轨迹，以确定注意时不同部分所起的作用，进而分析信息加工过程的某些特点。

眼动仪的结构如下图所示，包括测试计算机、图像显示计算机和测试托架。

测试计算机与图像显示计算机之间可进行同步通讯。

实验时，被试将下颚放在安装有红外灯和摄像头的托架上，注视前方图像显示计算机屏幕上的图形。

主试通过测试计算机来控制图像显示计算机上所显示的图像，并采集分析被试的眼动数据。

图2－18眼动仪（采自普升科技有限公司，2003）眼动仪系统通过加工来自红外线瞳孔摄像机的眼睛视频信息，来识别和确定瞳孔中心和角膜反射点之间的距离变化。

通过测量这些点横向和纵向的向量距离，得到各注视点的坐标，从而获得眼动的精确测量值。

该系统的数据记录单元或打印机、绘图仪可记录眼动过程的详细数据，如眼珠的水平和垂直运动的时间、位移距离、速度及瞳孔直径、注视位置等，并描绘出眼动的连续轨迹。

可对图像数据进行采集分析：注视分析可显示出发生视觉刺激时注视点移动的路径，以及观看活动图像或静止图像时目光停留位置和时间；统计分析则可显示绝对的和相对的注视时间，及选定时间段内注视持续时间所占的百分比。

此外，还可记录相关实验数据，如注视点数据（每个注视点的平均持续时间和百分比）、兴趣区（向被试呈现的视觉刺激的某一特定区域）、驻留时间（花费在注视一个兴趣区上的总时间）、扫视时间和距离（两个注视点之间的间隔时间和长度）、平均瞳孔直径等。

3m
Infra-Red定标器， 坐标： -195,130,
-195,-130, 195,130, 195,-130；
屏幕坐标：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ选择反应
-176.0, 132.0, 176.0, -132.0
一、EyeLink II 系统的最新特点
• 高速记录双眼位置，数据采集率高达500Hz，但在Pupil-CR 模式（更精确）下只能达到250HZ。 • 优越的空间解析度（<0.005°）,低噪音（<0.01° RMS）。 • 准确度，平均注视位置误差 <0.5°。 • 头部自由—没有扣合带、颚托或其他固定装置，阅读眼穷中 最好加装颚托。 • 两种工作方式—瞳孔或瞳孔-角膜记录。 • 头盔装置案工效学原理设计，轻便耐用。 • 和大多数眼睛或隐形眼镜兼容。 • 易于设置、校正和确认。 • 实时操作反馈，最小时滞< 3ms，可以实现眼动控制和注视 跟随（gaze-contingent）显示。 • 在线数据分析，可分辨眼跳、注视、回扫等眼动模式。 • 强劲的应用程序界面（API），和多种刺激呈现程序兼容， 如Matlab、E-Prime等。
MSG 749682 DISPLAY_COORDS 0 0 799 599 MSG 749682 FRAMERATE 60.07 Hz. MSG 缺陷和困难：目前我们只能根据实验的原始文件 814201 !CAL ——EDF编 >>>>>>> CALIBRATION (HV9,Pupil) FOR LEFT: <<<<<<<<< 译出ASCII 文件（其中记录了主要的眼动事件：包括注视、眼跳、 MSG 814201 !CAL Calibration points: 眨眼、平滑追踪等信息和每个事件对应的抽样数据，包括双眼坐 MSG 814201 !CAL 187.4, 22.7 -1705, 1458 标、瞳孔大小、眼跳速率等），然后编写分析软件进行分析。而 MSG 2439814 !CAL VALIDATION HV9 LR LEFT GOOD ERROR 0.39 avg. 0.63 max OFFSET 1.25 deg. -18.5,-42.4 pix. 且由于定标的要求，现在的程序还不能脱离二维显示屏幕，不能 MSG 2439814 !CAL VALIDATION HV9 LR RIGHT GOOD ERROR 0.28 avg. 0.51 进行真正的实景研究。更主要的是，对实验材料呈现方面还不能 max OFFSET 2.04 deg. 10.4,-76.0 pix. 系统的控制，目前只能做到按既定时间逐个显示位图文件，从而 MSG 2476832 DRIFTCORRECT LR LEFT at 400,300 OFFSET 0.79 deg. -17.0,-22.0 限制了研究。目前一些研究者提供了 E-Prime和Matlab接口的刺激 pix. 呈现程序。 MSG 2476832 DRIFTCORRECT LR RIGHT at 320,40 OFFSET 0.34 deg. -10.0,5.8 pix. 编写出了数据分析软件Data Viewer，不仅能够定量取得眼动 SFIX R 2476846 指标，而且可以模拟再现眼动轨迹，这一步我们现在也能做到。 2476846 398.8 299.6 2504.0 400.8 301.8 1901.0 . 增加了一个实景镜头，通过三个镜头定标，可以实现全视野 2476848 398.7 299.9 2504.0 400.9 302.2 1902.0 . 眼动追踪，设置过程吸取其他眼动仪优点，非常简便。遗憾的是， EFIX R 2476840 2477610 772 401.8 303.4 2350 实景实验尚未和数据分析软件整合，要分析眼动过程，只能通过 SSACC R 2477612 视频再现的手段人工推测！整个升级服务大约需要 ，000美元。 ESACC R 2477612 2477638 28 382.8 298.3 363.1 196.3 2.81 10 171 SBLINK L 2486892 主程序的改进：主要是显示分辨率可以更高，对各种图像文 2486986 . . 0.0 . . 0.0 I 件兼容。 EBLINK L 2486892 2486994 104

其中,ACCorpus_SR 子库共由 50 位录音人(25 男 25 女)对 5 类情感(中性、高兴、生气、恐惧和悲伤)演 绎得到面,1对6k语Hz料采资样源,1的6b上it述量现化状.每，个应发该音如者何的对数现据有均资包源含进语行音补情充感和段丰落富和？语能音否情通感过命技令术两手种段类对型训. 练语料的选
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2013-11-01 语音情感识别研究进展综述[EI检索]
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1. 情感描述方式大致可分为离散和维度两种形式
前者将情感描述为离散的、形容词标签的形式，如高兴、愤怒等。
后者则将情感状态描述为多维情感空间中的点。
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2. 依据情感描述模型的不同，将数据语料资源划分为离散情感数据库和维 度情感数据库两个分支，二者的区别在于情感标注形式的不同,前者以离散的
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4. 依据情感描述模型的不同，当今语音情感识别系统所采用的识别算法可以分为两类： 离散语音情感分类器和维度语音情感预测器
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（1）基于离散情感描述模型的语音情感识别研究称作离散语音情感识别,它们一般被建模为标准的模式分类 问题,即使用标准的模式分类器进行情感的识别 。常用于语音情感识别领域的分类器，线性的有：Naïve Bayes 构Cla建ss合ifie理r,L、in高ea效r A的NN语(a音rti情fic感ial识ne别ur模al 型ne是tw语or音k),情Lin感ea识r S别VM研(s究up的po重rt中ve之ct重or，ma它ch负in责e)等对;大非量线的性训的练有语:D料ec进isio行n Trees,k学-N习N(，k-从ne中are挖st掘ne由ig各hb种or声alg学or特ith征m通),N往on对-li应ne情ar感AN状N态,No的n-映lin射ea通r S路VM，,G从M而M实(G现au对ss测ian试m语ix料tur情em感o状de态l),H的M正M确 (hidde判n M断a与rko识v别mo。del)以及稀疏表示分类器等。其中，使用最为广泛的有 HMM ,GMM,ANN 和 SVM。