Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.18419/opus-11778
Authors: Amann, Marco
Title: Visualization of differences in perception caused by vision deficiency
Issue Date: 2021
metadata.ubs.publikation.typ: Abschlussarbeit (Master)
metadata.ubs.publikation.seiten: 80
URI: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-ds-117952
http://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/11795
http://dx.doi.org/10.18419/opus-11778
Abstract: Simulation of visual impairments may be used to counter design exclusion and improve the accessibility of products. Whilst first-hand experience of the simulated scene is important, having to manually look for differences caused by vision deficiencies, let alone judge their severity, is time-consuming and error-prone. In this work, we develop an error metric that tracks errors and uncertainty throughout the stages of a simulator for visual impairments. This allows us to visualize errors and uncertainty independently in all tracked dimensions. We add more advanced view modes to the simulator to enable visualization of our error metric in combination with the input and output images. We further extend the simulator to include simulations for strabismus, astigmatism and retinal ganglion cells. By simulating several combinations of vision deficiency, we found that a visualization of the proposed metric can be used to identify problematic areas in a scene. Depending on the use case, one may need to select different combination functions generating scalar values, e.g. the aggregated standard deviation of the RGBXY vector. With a comparison of our metric to SSIM, we found that our metric can cope better with displaced features of an image but may produce blurred visualizations. We conclude that although our metric imposes considerable performance penalties on the simulator, it has advantages compared to approaches based exclusively on input and output images.
Simulation von Fehlsichtigkeiten kann dabei helfen, ausgrenzendes Design zu verhindern und die Barrierefreiheit von Produkten zu verbessern. Während die Erfahrung der simulierten Szene wichtig bleibt, ist es zeitaufwendig und fehleranfällig, durch Fehlsichtigkeiten verursache Unterschiede zu erkennen oder deren Schwere zu beurteilen. In dieser Arbeit entwickeln wir eine Metrik, die Fehler und Unsicherheit durch die einzelnen Schritte der einer Fehlsichtigkeitssimulation hindurch verfolgt. Dies erlaubt uns, Fehler und Unsicherheit aus allen aufgezeichneten Dimensionen zu visualisieren. Wir fügen fortgeschrittene Anzeigemodi zum Simulator hinzu, sodass unsere Metrik in Kombination mit dem Eingabe- oder Ausgabebild visualisiert werden kann. Des Weiteren wird der Simulator um Strabismus, Astigmatismus und eine Simulation der retinalen Ganglienzellen erweitert. Durch das Simulieren verschiedener Kombinationen von Fehlsichtigkeiten konnten wir feststellen, dass die Visualisierung unserer Metrik dazu verwendet werden kann, problematische Regionen in einer Szene zu identifizieren. Abhängig vom Anwendungsfall müssen womöglich andere Kombinationsfunktion ausgewählt werden, die einen Skalar erzeugen, beispielsweise die aggregierte Standardabweichung des RGBXY Vektors. Durch einen Vergleich unserer Metrik mit SSIM konnten wir feststellen, dass unsere Metrik besser mit verschobenen Bildelementen klar kommt, aber unter Umständen verschwommene Visualisierungen erzeugt. Wir schlussfolgern aus dieser Arbeit, dass, obwohl die Metrik starke Laufzeitkosten verursacht, sie Vorteile gegenüber Ansätzen hat, die ausschließlich auf dem Vergleich der Eingabe- und Ausgabebilder basieren.
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