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Diese
Erfindung betrifft ein Massenkommunikationsbewertungssystem.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Massenkommunikationsbewertungssystem,
das dazu benutzt werden kann, Testmaterial von einer zentralen Steuerstelle
zu einer Mehrzahl von Teststellen zu liefern. Teilnehmer an den
Teststellen können
audiovisuelles Testmaterial oder andere kognitive Aufgaben sehen,
und es ist ein Mittel vorgesehen, um die psychologische Antwort
auf das Testmaterial zu bewerten. Ein Netzwerk, wie etwa das Internet,
kann dazu benutzt werden, Daten von den Teststellen zu der zentralen
Stelle zu übertragen, um
diese zu bearbeiten. Wo das Internet benutzt wird, ist daran gedacht,
dass es durchführbar
wäre, Hardware und
Software zu einer relativ großen
Anzahl von Probanden, die über
verschiedene geographische Orte verteilt sind, Altersgruppen und
anderen sozioökonomischen
Gruppen zu liefern. Auf diese Weise kann eine relativ große Anzahl
von Antworten von den gewählten
demographischen Gruppen erhalten werden.
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Die
Testprozeduren können
benutzt werden, das Interesse an audiovisuellem Material, Audiomaterial oder
dergleichen zu bewerten. Man glaubt, dass Bewertungen dieses Typs
in der Werbeindustrie, Filmherstellung und anderen kommerziellen
Aktivitäten
sehr brauchbar sind, welche audiovisuelles, Audio- oder visuelles Material
herstellen. In dieser Beschreibung wird dieses Material im Allgemeinen
als „kognitive
Aufgabe" bezeichnet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Massenkommunikationsbewertungssystem angegeben.
eine
zentrale Steuerstelle;
eine Mehrzahl entfernter Teststellen;
Eingabemittel
an der zentralen Steuerstelle zum Eingeben von Signalen, die eine
kognitive Aufgabe repräsentieren;
Mittel
zum Kommunizieren der eingegebenen Signale zu gewählten entfernten Teststellen über ein
Netzwerk, um eine Zwei-Wege-Kommunikation zwischen der zentralen
Steuerstelle und den entfernten Stellen vorzusehen;
Empfangsmittel
zum Empfangen der eingegebenen Signale und um einem Probanden die
kognitive Aufgabe zu präsentieren;
Erfassungsmittel
an den entfernten Teststellen zum Erfassen von Hirnantwortsignalen
von dem Probanden auf die kognitive Aufgabe;
Mittel zum Kommunizieren
der Hirnantwortsignale zu der zentralen Steuerstelle über das
Netzwerk; und
Prozessmittel zum Berechnen von Veränderungen
der Hirnaktivität
des Probanden an den gewählten
Stellen.
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Die
Erfindung gibt auch ein Verfahren zur Massenbewertung von psychologischen
Antworten in einer kognitiven Aufgabe für einen Kunden an, welches
die Schritte enthält:
Erhalten
von Eingangsdaten, die eine kognitive Aufgabe repräsentieren,
von einem Kunden;
Übertragen
von Eingangsdatensignalen, die die kognitive Aufgabe repräsentieren,
von einer zentralen Steuerstelle zu einer Mehrzahl gewählter Teststellen,
die von der Teststelle entfernt sind, über ein Netzwerk;
Präsentieren
der kognitiven Aufgabe von jeder oder zumindest einigen der gewählten Teststellen;
Erfassen
von Hirnantwortsignalen von Probanden an den gewählten Teststellen;
Übertragen
von Hirnantwortsignalen zu der zentralen Steuerstelle über das
Netzwerk;
Berechnen von Veränderungen
in der Hirnaktivität
der Probanden; und
Berechnen von Ausgangsdaten für den Kunden,
die die Veränderungen
in der Hirnaktivität
auf verschiedene Teile der kognitiven Aufgabe repräsentieren.
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Die
Erfindung gibt auch ein Datenverarbeitungssystem zum Verarbeiten
von Daten an, die von entfernten Teststellen erhalten werden, wobei
das System enthält:
Eingabemittel
an einer zentralen Steuerstelle zum Eingeben von Signalen, die eine
kognitive Aufgabe repräsentieren;
Mittel
zum Kommunizieren der eingegebenen Signale zu gewählten entfernten
Teststellen über
ein Netzwerk zur Übertragung
der eingegebenen Signale zu gewählten
entfernten Stellen, um die kognitive Aufgabe Probanden an den gewählten Teststellen
zu präsentieren;
Mittel
zum Empfangen von Hirnantwortsignalen der Probanden, die über das
Netzwerk zu der zentralen Steuerstelle übertragen werden; und
Prozessmittel
zum Berechnen von Veränderungen
der Hirnaktivität
der Probanden.
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Die
Erfindung gibt auch ein Verfahren zur Massenbewertung von psychologischen
Antworten auf eine kognitive Aufgabe für einen Kunden an, welches
die Schritte enthält:
Erhalten
von Daten, die eine kognitive Aufgabe repräsentieren, von einem Kunden;
Übertragen
von Datensignalen, die die Daten von einer zentralen Steuerstelle
repräsentieren,
zu einer Mehrzahl gewählter
Teststellen, die von der Teststelle entfernt sind, über ein
Netzwerk;
Empfangen der Hirnantwortsignale von den Probanden
an den gewählten
Teststellen, denen die kognitive Aufgabe präsentiert worden ist, aus dem
Netzwerk;
Berechnen von Veränderungen
in der Hirnaktivität
der Probanden; und
Erzeugen von Daten, die die Veränderungen
in der Hirnaktivität
auf verschiedene Teile der kognitiven Aufgabe repräsentieren,
für den
Kunden.
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Die
Erfindung gibt auch eine Teststelle zur Kommunikation mit einer
zentralen Steuerstelle über
ein Netzwerk an, wobei die Stelle enthält:
Empfangsmittel zum
Empfang von Eingangssignalen über
das Netzwerk von der zentralen Steuerstelle, wobei die Signale eine
kognitive Aufgabe repräsentieren;
Präsentationsmittel,
um die kognitive Aufgabe einem Probanden zu präsentieren;
Erfassungsmittel
zum Erfassen von Hirnantwortsignalen von dem Probanden auf die kognitive
Aufgabe; und
Mittel zum Kommunizieren der Hirnantwortsignale
zu der zentralen Steuerstelle über
das Netzwerk.
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Die
Erfindung gibt auch ein Verfahren zur Signalübertragung von einer entfernten
Stelle zu einer zentralen Steuerstelle an, welches die Schritte
enthält:
Empfangen
von Datensignalen, die eine kognitive Aufgabe repräsentieren,
von einer zentralen Steuerstelle über ein Netzwerk;
Präsentieren
der kognitiven Aufgabe einem Probanden;
Erfassen von Hirnantwortsignalen
von dem Probanden; und
Übertragen
der Hirnantwortsignale zu der zentralen Steuerstelle über das
Netzwerk.
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In
einer bevorzugten Form der Erfindung umfasst das Netzwerk das Internet.
in diesem Fall ist es relativ leicht, eine Kommunikation zwischen
der zentralen Steuerstelle und einer Vielzahl von teilnehmenden
entfernten Stellen herzustellen. Die entfernten Stellen können mit
Hardware ausgestattet sein, die es ermöglichen, dass Programme und
Daten zu den entfernten Stellen übertragen
werden, um in dem System teilzunehmen.
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Es
ist beabsichtigt, dass das System dazu benutzt werden kann, kommerziell
wertvolle Information für Kunden
zu erzeugen, im Hinblick auf Antworten auf audiovisuelles Material,
wie etwa Fernsehwerbung, für Standwerbung,
Film- oder Fernsehpräsentationen,
Rundfunkwerbung oder andere audiovisuelle, visuelle oder Audiosignale.
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Es
ist bekannt, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bewerten der
elektrischen Aktivität
des Gehirns eines Probanden anzugeben, durch Berechnung der Amplitude
und Phase des visuell evozierten Dauerzustandspotenzials (SSVEP)
für einen
Probanden, und dann Signale zu erzeugen, die die Antwort des Gehirns auf
eine kognitive Aufgabe repräsentieren.
Dieser Prozess kann mehrere Male für eine Anzahl unterschiedlicher
Probanden wiederholt werden, um eine durchschnittliche oder mittlere
Antwort zu erzeugen. Es wird auf die
US-Patente
Nr. 5,955,388 und
5,331,969 Bezug
genommen. Es ist nun realisiert worden, dass durch das Vorsehen
geeigneter Hardware und Software, und durch Nutzung des Internet,
ein sehr breites Spektrum von Probanden leicht bewertet werden kann.
Dies ermöglicht
eine Massenbewertung von Testmaterialien, die bequem an einer großen Anzahl
von entfernten Stellen durchgeführt
werden kann. Die zentrale Steuerstelle kann auch demographische
Information in Bezug auf die Stellen und ihre zugeordneten Probanden
enthalten, um hierdurch eine Gelegenheit für die Auswahl von Probanden
auf eine bestimmte Eingabe vorzusehen, oder durch Absichern von
Antworten von bestimmten demographischen Probandengruppen.
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Es
wird auch auf die Patentschrift
US-A-5 730 146 Bezug genommen, die ein EEG-System für therapeutische
Zwecke offenbart.
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Die
Erfindung wird nun weiter in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, worin:
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Massenkommunikationsbewertungssystems der
Erfindung;
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2 ist
ein Blockdiagramm einer zentralen Steuerstelle;
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3A ist
ein Blockdiagramm für
eine entfernte Stelle;
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3B ist
ein Blockdiagramm für
eine alternative entfernte Stelle;
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4 ist
ein schematisches Blockdiagramm für einen Teil der Hardware an
einer entfernten Stelle;
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5 ist
eine schematische Draufsicht, die die Eingabe von Signalen zu den
Augen eines Probanden zeigt;
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6 zeigt
die Verwendung eines Teilspiegels, um Signale zum Auge eines Probanden
zu kombinieren;
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7, 8 und 9 sind
schematische Ansichten von LED-Abschirmungskäfigen;
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10 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines Teils der Hardware an einer
entfernten Stelle;
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11 zeigt
einen Teil einer LED-Treiberschaltung;
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12 zeigt
eine Schaltung zum Erfassen von Umgebungslichtstärke;
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13 zeigt
eine detailliertere Schaltung zum Betreiben des LED-Felds;
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14 zeigt
die LED-Feldluminanzfunktion der eingegebenen Spannung; und
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15 zeigt
ein Flussdiagramm für
einen Teil des Systems.
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1 zeigt
schematisch ein Massenkommunikationsbewertungssystem 2 der
Erfindung. Es umfasst eine zentrale Steuerstelle 4, die
mittels eines Netzwerks 8 mit einer Mehrzahl entfernter
Teststellen 6 gekoppelt ist. Das Netzwerk 8 umfasst
bevorzugt das Internet 10. Die zentrale Steuerstelle 4 ist
mit dem Internet mittels eines digitalen Hochgeschwindigkeitslinks 12 gekoppelt,
und jede der Teststellen 6 sind mit dem Internet 10 in der
gewöhnlichen
Weise durch ein Modem 14 verbunden.
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Die
zentrale Steuerstelle 4 ist in 2 im näheren Detail
gezeigt. Sie umfasst ein zentrales Computernetzwerk 16,
das zur Zwei-Wege-Kommunikation mit dem Link 12 gekoppelt
ist. Das Netzwerk 16 umfasst bevorzugt eine Reihe von Computern,
die miteinander gekoppelt sind, um die Rechenleistung zu erreichen, die
erforderlich ist, um die große
Menge von Multimediamaterial zu verarbeiten, sowie auch die große Menge von
EEG-Daten von Probanden an dem Internet zu analysieren. Zusätzlich enthält das Netzwerk
geeignete Hardware und Software, um verschiedene Formen des von
den Kunden gelieferten Multimediamaterials zu handhaben. Das Netzwerk 16 ist
mit Ausgabevorrichtungen 18 gekoppelt, wie etwa Druckern
und/oder Videorekordern oder dergleichen. Das Netzwerk 16 kann
mit einer Anzahl von Eingabevorrichtungen 24 gekoppelt sein,
wie etwa Video- und/oder Eingabevorrichtungen, für das von den Kunden zu testende
Empfangsmaterial. Das zu testende Material kann fertige Werbung,
Anamatik, narrative tapes (Erzähl-Bänder) oder
anderes audiovisuelles oder Audiomaterial umfassen, das zugunsten
des Kunden an den Teststellen von den Probanden getestet werden
soll. Das Computernetzwerk 16 kann mit einem Archivmassenspeichersystem 26 gekoppelt sein,
zur elektronischen Speicherung von Eingaben und Signalen, die von
den entfernten Teststellen empfangen werden. Die zentrale Steuerstelle
kann verschiedene Ausgabevorrichtungen 28 enthalten, einschließlich einen
Drucker, einen Videorekorder zum Erzeugen von Videoausgaben zum
Bewerten und/oder Präsentieren an
den Kunden.
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Das
Computernetzwerk 16 enthält Programme, die Fourier-Analyse
benutzen, um die Änderungen
in der Dauerzustandsantwort des Hirns eines Probanden zu erzeugen,
wenn dem Probanden der zeit-veränderliche
kognitive Aufgabenstimulus, wie etwa Werbung oder Audiosignal oder
dergleichen, dargeboten wird. Diese Techniken sind in den vorgenannten
Patenten offenbart und brauchen daher nicht im Detail beschrieben
zu werden. Alternativ kann eine analoge oder Hybridschaltung an
der zentralen Steuerstelle genutzt werden, um die erforderlichen
Signale zu erfassen, wieder gemäß den Prinzipien,
die in den vorgenannten Patenten offenbart wurden.
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Zusammenfassend
führt die
zentrale Steuerstelle 4 eine Anzahl von Funktionen durch,
enthaltend:
- (i) Empfangen von zu testendem
Material vom Kunden (z. B. fertige Werbung, Anamatik, narrative
tapes (Erzähl-Bänder) etc.),
- (ii) Erzeugen von digitalem Multimediatestmaterial,
- (iii) Herunterladen von Testsequenzen zu bestimmten Teilnehmern,
- (iv) Hochladen von elektrischer Hirnaktivitäts-Information von Teilnehmern,
- (v) Verifizieren des Teilnehmerzustands und der Datenqualität,
- (vi) Analysieren von Hirnaktivität,
- (vii) Erzeugen von animierten Sequenzausgaben, und
- (viii) Erzeugen von geschriebenen Berichten.
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Die
zentrale Steuerstelle 4 kann Kommunikationssoftware und
geeignete Kommunikationshardware verwenden, um Testmaterial von
Kunden zu empfangen, wie etwa Pakete, welche kommerziell erhältlich sind und
daher im Detail nicht beschrieben zu werden brauchen. Ein Beispiel
wäre WS
FTP32 oder Cute FTP. Bevorzugt ist die zentrale Steuerstelle 4 so
aufgebaut, dass sie Testmaterial in allen Formaten, Hardcopy, Videoband
und Film etc. akzeptieren kann. Das Testmaterial, in Kombination
mit Information zu den erforderlichen demographischen Profilen,
kann dazu benutzt werden, Multimediatestmaterial zu erzeugen, das über das
Internet zu den gewählten
Teststellen 6 übertragen
wird. Die demographischen Profile in Bezug auf die Teststellen 6 können in
der Speichervorrichtung 26 aufbewahrt werden. Zusätzlich kann
Multimediatestmaterial in der Speichervorrichtung 26 für künftigen
Gebrauch gespeichert werden.
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Elektrische
Hirnaktivität
zusammen mit der spezifischen zeitlichen Information über Ereignisse
in dem Testmaterial wird von den verschiedenen Teststellen 6 hochgeladen,
wie nachfolgend im näheren
Detail erläutert.
Bevorzugt werden die Daten an der zentralen Steuerstelle 4 getestet,
um die Identität
des Teilnehmers zu verifizieren und sicherzustellen, ob die Datenqualität ausreichend
ist, unter Verwendung bekannter Techniken.
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Auf
dem Computernetzwerk 16 läuft Steady State Probe Topography(SSPT)-Analysesoftware,
die dazu benutzt werden kann, regionale Hirnaktivität an Kopfstellen
der Probanden zu erkennen, was nachfolgend im näheren Detail beschrieben wird.
Die SSPT-Ergebnisse können
dem Kunden in einer animierten Zeitserienform dargeboten werden,
das heißt,
als sich bewegender Graph, der das Interesse des Probanden an dem
Multimediatestmaterial veranschaulicht. Alternativ kann dem Kunden
ein illustrierter geschriebener Bericht dargeboten werden.
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Eine
typische Teststelle 6 ist in 3A im
näheren
Detail gezeigt. Die Teststelle 6 enthält typischerweise einen Computer 30,
der mit einem Monitor 32 oder einem Fernseher gekoppelt
ist, einer Tastatur 34 und einer Maus 36 oder
einer anderen Anzeigevorrichtung. Der Computer 30 ist mit
dem Internet 10 mittels des Modems 14 gekoppelt,
wie gezeigt. Die Teststelle 6 enthält einen Helm 38,
der so angeordnet ist, um elektrische Hirnaktivität des Probanden 40 aufzunehmen,
wobei der Helm mittels einer Steuer- und Schnittstellenschaltung 42 mit
dem Computer 30 gekoppelt ist.
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3B zeigt
eine alternative Anordnung für
die Teststelle 6. Diese Stelle enthält einen Netzwerkcomputer 31,
der mit der Schnittstellenschaltung 42 gekoppelt ist, wie
zuvor. Die Konfiguration des Helms 38 ist auch die gleiche.
Der Netzwerkcomputer 31 erzeugt eine Ausgabe an einen Fernseher 33 und
empfängt
eine Eingabe von einem Joystick 35, der für den Probanden 40 zugänglich ist.
Der Netzwerkcomputer 31 enthält geeignete Hardware oder
Software zum Betreiben des Fernsehers 33, um dem Probanden
das Testmaterial anzuzeigen.
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Der
Computer 30 umfasst bevorzugt einen Netzwerkcomputer oder
PC oder dergleichen, der eine zusätzliche gesonderte Festplatte 44 enthält, die
ausschließlich
für die
Erfindung verwendet wird und für
den Probanden 40 normalerweise nicht zugänglich wäre. Die
Software, die für
die Anzeige von Testmaterial an den Probanden 40 und zum
Steuern der Übertragung
von Hirnantwortsignalen zu der zentralen Steuerstelle 4 erforderlich
ist, ist bevorzugt auf der gesonderten Festplatte 44 gespeichert.
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Der
Helm 38 enthält
eine Mehrzahl von Elektroden, die die Hirnaktivität des Probanden 40 aufnehmen können. Der
Helm 38 enthält
ein Visier 46, durch das der Proband 40 das auf
dem Monitor 32 angezeigte Testmaterial sehen kann. Das
Visier 46 liefert jedoch dem peripheren Sichtfeld des Benutzers
die Anzeige eines kontinuierlichen Hintergrundflackerns. Ein Lichtsensor 48 ist
ebenfalls an dem Visier 46 angebracht, um die Umgebungslichtdaten
zu bestimmen. Die Eingabe zu dem Lichtsensor 48 kann dazu
benutzt werden, die Beleuchtungsstärken an der Teststelle korrigierend
zu steuern.
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Signale,
welche die elektrische Hirnaktivität repräsentieren, werden von der Schnittstellenschaltung 42 erfasst
und in dieser aufgezeichnet. Allgemein gesagt, die Schnittstellenschaltung 42 ist
so angeordnet, dass sie die Signale filtert und verstärkt und
dann digitalisiert und die Signale in einem verschlüsselten
Format speichert. Die Teststelle 6 kann Programme enthalten,
die auf der Festplatte 44 gespeichert sind, um die gespeicherten
Daten zu testen, um eine etwaige EEG-Abnormalität in den Daten zu erfassen
und geeignete Signale zu liefern, um anzuzeigen, dass ein weiteres
Testen nicht angemessen wäre.
Wenn die von der Schnittstellenschaltung 42 empfangenen
Signale jedoch geeignet sind, können
die Daten zu der zentralen Steuerstelle 4 über die
Kopplung des Multimediacomputers 30 mit dem Internet übertragen
werden.
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Wie
oben angegeben, kann der Computer 30 einen Standard-PC
oder einen Netzwerkcomputer aufweisen, der mit einer gesonderten
Festplatte 44 ausgestattet ist, um Programme und Daten
zu speichern, die sich auf die Testprozeduren beziehen. In der bevorzugten
Anordnung wäre
das Modem 14 normalerweise eingeschaltet und durch geeignete
Signalstellung von der zentralen Steuerstelle 4 in der
Lage, den Computer 30 zu aktivieren, so dass das Herunterladen
von Programmen und Testmaterial ausgeführt werden kann. Diese Materialien
würden
normalerweise auf der gesonderten Festplatte 44 gespeichert.
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5 stellt
schematisch die optischen Komponenten des Visieres 46 dar.
Das Visier 46 enthält
zwei halb-versilberte Spiegel 50 und 52, die ermöglichen,
dass der Proband 40 den Monitor 32 sieht und auch
das gesteuerte Hintergrundflackern erhält. Das Hintergrundflackern
wird mittels erster und zweiter LED-Felder 54 und 56 erzeugt
und wird zu den Augen der Benutzer durch die Spiegel 50 und 52 hin
reflektiert. Jedes LED-Feld
umfasst bevorzugt neun LED-Vorrichtungen, die in einem drei mal
drei-Feld angeordnet sind und die in einem doppelten Faraday-Käfig 58 zur
elektrischen Abschirmung angeordnet sind. Ein typischer Faraday-Käfig 58 ist
in den 7, 8 und 9 schematisch
dargestellt.
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Die
Luminanzausgabe der LED-Vorrichtungen ist in Bezug auf die angelegte
Spannung nicht linear. Dementsprechend ist, erfindungsgemäß, eine
Schaltung vorgesehen, um die LED-Ausgaben so zu steuern, dass sie
linear werden. Dies wird mittels einer Rückkopplungsschaltung 60 erreicht,
wie sie in 11 gezeigt ist. Die Schaltung 60 enthält einen
Phototransistor 61, der mit dem negativen Eingang eines
Operationsverstärkers 62 gekoppelt
ist. Der Phototransistor 61 ist so angeordnet, dass er
eine Ausgabe von einem oder dem anderen der LED-Felder 54 und 56 oder
von einer damit verbundenen weiteren LED-Vorrichtung empfängt. Die
Schaltung 60 liefert eine Rückkopplung für die LED-Treiberschaltung 64,
wie in 4 gezeigt. Eine Schaltungsrealisierung für die LED-Treiberschaltung 64 ist
in 13 gezeigt. Die Treiberschaltung 64 enthält einen Eingang 66,
der Eingangssignale von einem Mikroprozessorkontroller 68 über einen
Digitalanalogwandler 69 erhält. Die Eingangssignale werden
in Verstärkerstufen 72 und 74 verstärkt, wobei
die Rückkopplungsschaltung 60 für eine negative
Rückkopplung
zu den Stufen 72 und 74 sorgt, wie gezeigt. Die
LED-Treiberschaltung 64 ist daher in der Lage, eine lineare
Luminanzausgabe von den LED-Feldern 54 und 56 zu
erzeugen, über einen
vernünftigen
Bereich von Spannungen, die an dem Eingang 66 angelegt
werden. Dies ist graphisch in 14 dargestellt,
wo die X-Achse die Eingangsspannung auf dem Eingang 66 darstellt
und die Y-Achse die Luminanz von dem Feld 54 oder 56 darstellt.
Wie angegeben, ist die Ausgangsluminanzlinie 76 von etwa
0 Volt bis etwa 4 Volt im Wesentlichen linear. Bevorzugt haben die
LED-Flackersignale einen sinusförmigen
Wellenverlauf.
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Der
Digitalanalogwandler 69 erzeugt den sinusförmigen Wellenverlauf,
wenn der Mikroprozessorkontroller 68 die Sinuswellendaten
sendet, die in einer Sinusnachschlagetabelle LUT gehalten werden,
die in einem Direktzugriffsspeicher 100 gespeichert ist.
Ein Softwarezähler
wird als Zeiger für
die verwendete Sinuswellen-LUT verwendet, um die Sinuswelle zu konstruieren.
Die Ausgangsfrequenz des Wellenverlaufsgenerators wirkt gleich der
Interupttaktfrequenz, dividiert durch die Anzahl von digitalisierten
Punkten 256 in der in dem Programm enthaltenen Sinuswelle
LUT. Die gesamte nicht-lineare Verzerrung für eine 256 Punkt-Sinuswelle
beträgt
0,71%. Die rekonstruierten Sinuswellen werden dann durch eine geeignete
Filterschaltung, die in der LED-Treiberschaltung 64 vorgesehen
ist, tief-passgefiltert, um die gesamte nichtlineare Verzerrung
zu reduzieren.
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Der
Helm 38 kann zu einem Fahrradhelm ähnlich aussehen, und wird dazu
benutzt, Elektroden 82 zum Sensieren von elektrischer Hirnaktivität (EEG)
aufzunehmen. Die Elektroden sind bevorzugt in den Helm eingezogen,
und es kann eine Zuganordnung vorgesehen sein, um die Elektroden
abzusenken, um mit dem Kopf des Probanden 40 Kontakt herzustellen.
Die gesamte Verkabelungs-, Elektronik- und Zuganordnung ist bevorzugt
innerhalb der Helmschale versteckt, wobei nur ein Kabel 84 mit
der Rückseite
des Helms verbunden ist und sich zu der Schaltung 42 erstreckt.
Die Elektroden 82 sind mit Verstärker 86 einheitlicher
Verstärkung
und mit sehr hoher Impedanz gepuffert, wie in 4 gezeigt.
Die Elektroden sind an vorbestimmten Positionen an dem Helm angeordnet,
um sich über
interessierende Hirnbereiche hinweg aufzureihen, gemäß bekannten Techniken.
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Jeder
der Verstärker 86 hat
eine einheitliche Verstärkung
(nicht-invertierend) mit einem sehr niedrigen Eingangsbiasstrom
(1 nA), sehr geringem Rauschen (0,23 uV), und eine zusätzliche
Verstärkung
wird durch Verstärker 87 mit
sehr hoher Eingangsimpedanz (400 Gohm) erzielt. Die Elektrodenimpedanz
kann geschätzt werden,
indem ein sehr kleiner Strom an der Elektrodenstelle durch einen
großen
Widerstand geschickt wird. Die Elektrodenimpedanz kann dann geschätzt werden,
da sie einen Arm eines Potenzialteilers bildet. Die Ausgänge von
den Verstärkern 86 werden
mit Sample- und Hold-Schaltungen 88 über Filterschaltungen 90 gekoppelt,
die für
eine Bandpassfilterung sorgen. Den Band-begrenzenden Instrumentenverstärker folgt
ein geschalteter Filter mit größerer Verstärkung und
sehr steiler hoher Abtrennung. Der geschaltete Filter speist einen
zweistufigen Hoch-Trennfilter (zum Beseitigen und Takten durch den
geschalteten Filter), dann zu den Sample- und Hold-Schaltungen 88.
Die Ausgänge
der Sample- und Hold-Schaltungen 88 sind mit einem Analog-Multiplexer 91 und
einem 16 Bit-Analogdigitalwandler 92 verbunden. Das aufgezeichnete
EEG wird normalerweise mit einer 16 Bit-Genauigkeit digitalisiert.
Ein 16 Bit-Dynamikbereich bedeutet, dass die analoge Eingangsverstärkung für alle Teilnehmer
auf einem vorbestimmten Wert fixiert werden kann. Da der analoge Multiplexer 91 durch
die individuellen Sample- und Hold-Schaltungen 88 (eine
pro EEG-Kanal) gespeist wird, wird keine Datenzeitverzerrung auftreten.
Alle EEG-Daten und andere relevante Zeitgeberinformation wird in einem
statischen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (S-RAM) 94 in
der Schnittstellenschaltung 42 gespeichert. Die Daten-
und Zeitgeberinformationen können
dann in einer Verschlüsselungsschaltung 96 verschlüsselt werden
und über
einen seriellen Port 98 zu dem Multimediacomputer 30 geschickt
werden. Der Computer lädt dann
diese Daten zu der zentralen Steuerstelle 4 über ein
serielles Link in dem Kabel 84 hoch.
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Um
den Betrachtungskomfort zu maximieren, wird die Helligkeit des visuellen Flimmerns
bevorzugt über
eine Dauer von Minuten langsam auf ihren Endwert erhöht.
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Wie
oben erwähnt,
enthält
das Visier einen Lichtdetektor 48 zum Erfassen der Umgebungslichtstärke, wobei
der Detektor 48 mit einer Umgebungslichtstärkendetektorschaltung 43 gekoppelt
ist, von der ein Beispiel in 12 gezeigt
ist. Die Schaltung 43 wandelt die Umgebungslichtstärke in ein
Spannungssignal um, das mit einem Verstärker, einem Tiefbaufilter 93 und
einer Sample- und Hold-Schaltung 95 mit dem Multiplexer 91 gekoppelt
ist, wie in 4 gezeigt. Spannungssignale
von dem Phototransistor 43 laufen durch den Konverter 92 und
werden in den Mikroprozessor 86 eingegeben. Die Treiberspannung
von dem Phototransistor 43 ist linear proportional zur
Umgebungslichthelligkeit. Diese Spannung wird durch Software in
dem Mikroprozessor gemessen, um einen Helligkeitswert zu erhalten.
Wenn der Helligkeitswert zu hoch ist, sind die Umgebungslichtstärken zu
hoch, und es wird eine Meldung erzeugt, um den Probanden anzuweisen,
die Umgebungslichtpegel zu reduzieren.
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Der
Mikroprozessor 68 steuert auch die Datenerfassung durch
Signalisierung des Analogdigitalwandlers 92, um den gegenwärtigen EEG-Wert
an einer Elektrode 82 zu messen, wie durch den Mikroprozessor bestimmt.
Diese Daten werden in dem S-RAM 94 gespeichert. Der Mikroprozessor
mit den Eingangsverstärkern
enthält
bevorzugt mehrere hochgenaue 32 Bit-Zähler/Timer-Erfassungsschaltungen 102.
Diese 32 Bit-Zähler/Timer-Erfassungsschaltungen 102 erzeugen
die Zeitgebersignale für
die Datenerfassung, die visuelle Flackerfrequenz sowie spezifische
Ereignisse in dem getesteten Material. Diese Ereignisse können den Beginn
und das Ende von Werbung enthalten, sowie die Zeitgebung spezifischer
Ereignisse wie etwa Szenenwechsel. Die in den Zählern 102 gehaltenen
Zeitgeberdaten können
erfasst werden, wenn sich die oben erwähnten Ereignisse signalisieren.
Die erfassten Zeitgeberdaten können
zusammen mit dem aufgezeichneten EEG-Daten in dem S-RAM 94 gespeichert
werden, zur späteren Übersendung
und Analyse. Etwaige Änderungen
in dem EEG, einhergehend mit ungeeigneten Zuständen wie etwa Intoxikation
oder Müdigkeit,
werden durch die Software an der zentralen Steuerstelle 4 erfasst,
und die EEG-Daten werden in der nachfolgenden Analyse nicht verwendet.
Die Software an der Teststelle kann auch eine mögliche Entwicklung von Photoepilepsie
erkennen, indem die Amplitude des EEG an der Flackerstimulusfrequenz überwacht
wird. Für
den Fall, dass eine Photoepilepsie erfasst wird, wird der Flackerstimulus
unterbrochen und der Test wird beendet. Die Probanden werden über die
Erfassung von Müdigkeit
oder Intoxikation informiert und aufgefordert, einen geeignet wachen
Zustand für
den Test einzuhalten.
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Am
Ende der Datenerfassung werden die Daten verschlüsselt und über den seriellen Port 98 zum Computer 30 übertragen.
Die verschlüsselten
Daten werden auf der Festplatte 44 gespeichert und dann
zu der zentralen Steuerstelle 4 übertragen.
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Es
versteht sich für
den Fachkundigen, dass handelsübliche
Softwarepakete dazu benutzt werden können, den Großteil der
Videodateihandhabung, Dateispeicherung und Transferfunktionen durchzuführen, die
zur Ausführung
der Techniken der Erfindung erforderlich sind. Zum Beispiel kann
ULead Media Studio dazu benutzt werden, verschiedene Multimediatestdateien
zu erzeugen, welche das zu testende Videomaterial enthalten. Standard-Intemetkommunikationssoftware,
wie etwa WS FTP32 oder Cute FTP kann dazu benutzt werden, Multimediadateien
herunterzuladen. Diese Dateien können
mittels Software wie etwa WINZIP komprimiert und verschlüsselt werden.
Die Übertragung
von verschlüsselten
Hirnaktivitätsdaten
kann zu der zentralen Steuerstelle 4 über FTP erfolgen.
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An
der zentralen Steuerstelle 4 kann Standardhardware und
-software für
die Video- und Audioerfassung
und Digitalisierung verwendet werden. Es können auch Standardvideokompressionstechniken
verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass die Erfassungsrate dreißig Frames
pro Sekunde für
Video und 44 kHz für Audio
ist. Normalerweise würde
eine Erfassungsdauer von bis zu neunzig Minuten für die meisten
Zwecke ausreichen. Das Videokompressionsprotokoll kann MPEG oder
anderes ähnliches
verlustloses Protokoll aufweisen. Die CPU 16 kann eine
Silicon Graphics-Workstation oder ein WINTEL-basiertes System aufweisen.
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Eine
Hochsicherheits-Computemetzwerk-"Firewall" kann installiert
sein, um die Risiken von schädlichem
Hacken gemäß bekannter
Praxis zu reduzieren.
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Das
gesamte getestete Multimediamaterial sowie die elektrische Hirnaktivität wird für den weitergehenden
Zugriff in der Speichervorrichtung 26 gehalten. Auch kann
eine Archivspeicherung vorgesehen sein, und es ist ein Bandsystem
mit sehr hoher Kapazität
bevorzugt (zumindest für
10000 Gigabyte). Die Archivierung kann mittels Digitaler Videodisk(DVD)-Medien
erfolgen.
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Die
CPU 16 kann mit den Probanden 40 in regelmäßigen Intervallen
kommunizieren, ihren gegenwärtigen
Status informieren/abfragen und die folgenden Funktionen:
- (i) Konnektivitätsprüfung mit Probanden;
- (ii) neue Videodaten zum Herunterladen von dem Server;
- (iii) Entfernen alter Videodaten;
- (iv) EEG-Daten zum Hochladen zum Server; und
- (v) Statuscheck gegenwärtiger Überwachungen.
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Bevorzugt
werden alle Daten vor der Übertragung
verschlüsselt,
und jede Teststelle wird einen eindeutigen Schlüssel zum Dekodieren der Daten
haben.
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Die
elektrische Hirnaktivität
ist gewöhnlich
sehr klein und kann durch ein anderes Signal aufgrund starker Bewegungen
des Teilnehmers, elektrischer Muskelaktivität und Grundversorgungsstörung überlagert
werden. Während
die SSPT-Technik gegen diese Störsignale
sehr widerstandsfähig
ist, ist es wünschenswert,
die Signalqualität
von allen Teilnehmern zu überwachen.
Es kann ein Bereich von Signalverarbeitungssoftware vorgesehen werden,
um die aufgezeichneten Daten sowohl in der Zeitdomäne als auch
in der Frequenzdomäne
zu überprüfen, um
Rauschsignale zu überwachen.
-
Für Probanden 40 im
wachen Zustand kann elektrisches Hirnaktivitäts-Leistungsspektrum und Kreuzspektrum
benutzt werden, um die Identität
des Teilnehmers zu verifizieren, dessen Hirnaktivität gerade
aufgezeichnet wird. Dies ist eine wichtige „Qualitätskontroll"-Maßnahme.
-
Die
Software in der CPU
16 berechnet die Amplitude und Phase
des Visuell Evoziierten Dauerzustandspotenzials (SSVEP) für jeden
13 Hz-Stimuluszyklus. Die Berechnung erfolgte mittels Fourier-Techniken,
mittels der Gleichungen 1.0 und 1.1.
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Die
Berechnung der SSVEP-Fourier-Komponenten, wobei a
n und
b
n jeweils die Cosinus- und Sinus-Fourier-Koeffizienten
sind. n repräsentiert
den n
ten Stimuluszyklus, S ist die Anzahl
der Proben pro Stimuluszyklus (
16), Δτ ist das Zeitintervall zwischen
den Abtastungen, T ist die Dauer eines Zyklus und f(nT + iΔτ) ist das
EEG-Signal.
-
Die
Berechnung der SSVEP-Amplitude und -Phase, wobei an und
bn jeweils die Cosinus- und Sinus-Fourier-Koeffizienten
sind. Die Amplituden- und Phasenkomponenten können mittels entweder Einzelzyklus-Fourier-Koeffizienten
oder Koeffizienten berechnet werden, die durch Integration über mehrere
Zyklen berechnet worden sind.
-
Amplituden-
und Phasenzeitseriensegmente werden dann über die Probanden in dem abgezielten
demographischen Profil aufgemittelt. Das präzise Timing zu den verschiedenen
Ereignissen wird von den verschlüsselten
Datendateien geliefert, die von den teilnehmenden Probanden hochgeladen
werden.
-
Zusätzlich zu
SSVEP-Amplituden- und Phasenänderungen,
die mit dem betrachteten Material einhergehen, ist es auch möglich, die
Elektroden in der Beziehung zwischen dem SSVEP an verschiedenen
Elektroden durch Messung der Kohärenz
zu bestimmen. Dies ist ähnlich
zu dem Korrelationskoeffizienten, der als Funktion der Frequenz
ausgedrückt
ist. Die Kohärenz ändert sich
mit dem psychologischen Zustand des Probanden und gibt daher zusätzliche
Information auf die Antwort zu dem visuell dargebotenen Material.
-
In
diesem Fall kann die Kohärenz über die
Probanden hinweg berechnet werden, wenn sie eine bestimmte Werbung
oder ein Unterhaltungsstück
sehen. Dies ergibt eine Zwischenelektrodenkohärenz als Funktion der Zeit.
Allgemein wird nachfolgend die Nomenklatur verwendet, um mehrere
Probanden und mehrere Elektroden zu berücksichtigen Cg,d,e,n = (ag,d,e,n,
bg,d,e,n) 1.2wobei
- g
- die Filmwerbung indexiert.
- d
- die das Material betrachtenden
Probanden indexiert
- e
- = die Elektrode
- n
- = der Zeitpunkt
-
Für diese
Berechnung werden die folgenden Funktionen definiert:
γg,e1,e2,n = Hg,e1,e2,n/Tg,e1,e2,n 1.3 und
-
Die
SSVEP-Kohärenz
erhält
man dann durch γ2 g,e1,e2,n = |Hg,e1,e2,n|2/T2 g,e1,e2,n 1.6
-
Und
die Phase der SSVEP-Kohärenz
erhält
man durch
-
Sowohl γ2 als
auch Φ können als
Zeitserien dargestellt werden und geben einen Hinweis auf die psychologische
Reaktion, die mit der kognitiven Aufgabe einhergeht. Aus dieser
Indikation kann ein Kunde das wahrscheinliche Interesse oder den
Erfolg einer Werbung, von Fernsehwerbung, des Featurefilms oder
eines anderen Audio-, visuellen oder audiovisuellen Produkts bewerten.
-
Software
zur Herstellung von animierter Zeitserien(„Wurm")-Ausgabe können die Daten von der SSPT-Analyse
und die Multimediadatei, die die Werbung etc. enthält, nutzen.
Die letztendliche Ausgabe besteht aus einer animierten Zeitserie
mit dem getesteten Material (z. B. Werbung), die als Multimediaanimation in
einer Ecke des Schirms dargeboten wird.
-
Information über die
SSVEP-Amplitude und -Phase ist bevorzugt für jede der Aufzeichnungsstellen verfügbar. Bevorzugt
gibt es zwischen 4 und 8 Aufzeichnungsstellen. Information über die
Gehirngeschwindigkeit und -aktivität an den Aufzeichnungsstellen
kann in psychologische Größen umgewandelt
werden, wie etwa „Aufmerksamkeit
für Details" oder „Einfluss
auf künftiges
Verhalten", und
als animierte Zeitserien dargeboten werden.
-
Auf
der CPU 16 kann auch Software zum Erzeugen von geschriebenen
Berichten laufen, welche die psychologischen Variablen während unterschiedlichen
Komponenten des Testmaterials umreißt. Die letztendliche Form
der Berichte kann eine detaillierte Beschreibung der relevanten
psychologischen Variablen für
jede Szene des getesteten Materials enthalten. Dies kann für jede der
Zielgruppen vorgesehen sein.
-
Eine
typische kommerzielle Transaktion, die das System und Verfahren
der Erfindung nutzt, enthält typischerweise
die folgenden Schritte:
- 1. Ein Kunde (ein Werber,
Marktforschungsfirma oder eine Werbeagentur) hat den Wunsch, ein
zu bewerbendes Produkt (z. B. eine fertige Werbung, Anamatik, Double
Head, Billboard etc.) an einer oder mehreren Zielpublikum-Proben
zu testen.
- 2. Werbematerial wird zu der zentralen Steuerstelle 4 als
verschlüsselte
digitale Datei übertragen.
- 3. Teilnehmende Probanden an den Teststellen 6 der
Zielgruppe werden an der zentralen Steuerstelle 4 automatisch
identifiziert.
- 4. Das zu testende Werbematerial wird in ein Segment von Fernsehprogrammen
eingebettet, das für
die Zielgruppe relevant ist. Anderes relevantes Werbematerial kann
auch in das Programmsegment eingebettet werden, um die Testdatei
(TF) zu erzeugen. Mehrere Versionen der TF können erzeugt werden, wo sich die
Reihenfolge der Werbung verändert.
- 5. Die TF wird zu allen relevanten Teilnehmern (zum Beispiel
100) über
das Internet heruntergeladen, unter Verwendung eines geeigneten örtlichen
Internetserviceproviders (ISP). Das Herunterladen findet automatisch
statt. Dies ist kurz im Flussdiagramm von 15 gezeigt.
- 6. Die teilnehmenden Probanden betrachten das Material komfortabel
zu Hause und wann sie wollen. Während
dies stattfindet, wird durch das Visier das visuelle Flackern dargeboten,
und die elektrische Hirnaktivität
wird von den 6–8
Aufzeichnungsstellen in dem Helm 38 aufgezeichnet. Die
gesamte digitalisierte Hirnaktivität zusammen mit der Zeitinformation
in Bezug auf die abgelaufene Betrachtungszeit und das visuelle Flackern
wird verschlüsselt
und als Datendatei (DF) auf der Festplatte 44 gespeichert.
- 7. Bei Abschluss des Aufzeichnungssegments wählt sich der Computer 30 in
den ISP ein und überführt die DF
zu der zentralen Steuerstelle 4.
- 8. Gepoolte Zeitseriendaten für jede Elektrode und Zielgruppe
werden an der zentralen Steuerstelle 4 erzeugt. Diese enthalten
Amplitude und Phase des Visuellen Evoziierten Dauerzustandpotenzials
(SSVEP) sowie die Zwischenelektroden-SSVEP-Kohärenz.
- 9. Es wird eine Animationsdatei erzeugt, welche die Änderungen
in der SSVEP- Amplitude
und -Phase für jede
Elektrode oder spezialisierte Kombination von Elektroden darstellt.
Ein Teil der Anzeigefläche
enthält das
Werbematerial.
- 10. Die animierte Datei, komplettiert mit einem geschriebenen
Bericht, wird zu den Kunden geschickt. Diese kann als verschlüsselte Datei
auf dem Internet oder einer gesonderten Kommunikationsleitung geschickt werden.
-
Es
versteht sich für
den Fachkundigen, dass das System und Verfahren der Erfindung einen
leistungsfähigen
und doch benutzerfreundlichen Weg aufzeigt, die Antwort von demographischen
Zielgruppen auf solche Dinge wie etwa Fernsehwerbung oder dergleichen
zu bewerten. Dies kann mit minimaler Behinderung der Testprobanden
erfolgen, weil sie die kognitive Aufgabe bei sich zu Hause und zu
Zeiten, die den Probanden passen, ausführen können. Sobald die Analyse an
der zentralen Steuerstelle ausgeführt worden ist, können die
Ergebnisse dem Kunden übermittelt
werden, so dass der Kunde dann bestimmen kann, ob die Werbung für einen
bestimmten Zielmarkt erfolgreich wäre. Die Ergebnisse können die
durchschnittliche Antwort des Probanden auf verschiedene Teile der
Werbung anzeigen, so dass bei Bedarf die Werbung modifiziert werden kann,
um deren gesamte Effizienz zu erhöhen.
-
Dem
Fachkundigen werden zahlreiche Modifikationen ersichtlich, ohne
vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
