[论文解读] Finger Based Technique (FBT): An Innovative System for Improved Usability for the Blind Users' Dynamic Interaction with Mobile Touch Screen Devices

Mohammed Fakrudeen, Sufian Yousef+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2014

Tactile and Sensory Interactions参考文献 9被引用 3

一句话总结

本文提出了一种名为基于手指的触控技术（Finger Based Technique, FBT）的新颖触控交互系统，专为视障用户设计，旨在提升其在平面触屏设备上的动态交互体验。通过将虚拟按键映射至特定手指位置（使用单指或双指触控定位），FBT 实现了比 iPhone VoiceOver 更快、更准确的文本输入，其中单指 FBT 的输入速度达到 3.26 WPM，显著优于现有方法。

ABSTRACT

This paper presents Finger Based Technique (FBT) prototypes, a novel interaction system for blind users, which is especially designed and developed for non-visual touch screen devices and their applications. The FBT prototypes were developed with virtual keys to be identified based on finger holding positions. Two different models namely the single digit FBT and double digit FBT were propounded. FBT technique were applied using two different phone dialer applications: a single digit virtual key for the single digit FBT model and a double digit virtual key with audio feedback enabling touch as input gesture for the later one. An evaluation with 7 blind participants showed that single digit FBT was significantly faster and more accurate than double digit FBT. In addition to that, single digit FBT was found to be much faster than iPhone VoiceOver entry speeds in performing similar tasks. Furthermore, our research also suggests 11 accessible regions for quick access or navigation in flat touch screen based smart phones for blind users. These accessible regions will serve as a usability design framework and facilitate the developers to place the widget for the blind user for dynamic interaction with the touch screen devices. As far as is known to the authors, this is a novel suggestion.

研究动机与目标

• 设计并评估一种新颖的交互技术，以提升视障用户在平面触屏移动设备上的动态交互体验。
• 识别视障用户在动态交互过程中，可通过手指定位快速且可靠访问虚拟按键的触屏可访问区域。
• 比较单指与双指 FBT 原型在输入速度、准确率及用户偏好的表现差异。
• 为开发者提供可用性框架，以便战略性地将控件放置于可访问区域，以提升系统可访问性。

提出的方法

• 基于手指的触控技术（FBT）将虚拟按键映射至触屏上特定手指的位置，利用食指与中指定位输入位置。
• 开发了两个原型：单指 FBT（每根手指对应 10 个虚拟按键）与双指 FBT（每根手指对应 5 个虚拟按键，并提供音频反馈）。
• 系统利用手指实际持握位置作为空间参考，无需理解视觉布局。
• 通过按压对应手指位置的虚拟按键进行文本输入，双指模型中提供音频反馈。
• 系统使用标准手机拨号应用实现，以确保实际应用可行性与跨平台兼容性。
• 通过 7 名视障参与者执行文本输入任务，对两种 FBT 模型进行评估，并与 VoiceOver 的表现进行对比。

实验结果

研究问题

• RQ1 单指 FBT 在文本输入速度与准确率方面与双指 FBT 相比如何？
• RQ2 FBT 是否能够实现比现有无视觉依赖方法（如 iPhone VoiceOver）更快的文本输入速度？
• RQ3 在动态交互过程中，触屏上哪些手指位置对视障用户最为可访问且易于使用？
• RQ4 视障用户更偏好哪种交互模式？影响其偏好的因素有哪些？
• RQ5 在平面触屏上，哪些区域最适合放置控件，以实现视障用户快速、可靠的访问？

主要发现

• 单指 FBT 的平均输入速度达到 3.26 WPM，显著快于以往研究中报告的 iPhone VoiceOver 的 2.1 WPM。
• 双指 FBT 的平均输入速度为 1.93 WPM，虽慢于 VoiceOver，但与其他非视觉输入方法相比仍具可比性。
• 单指与双指 FBT 在错误数量上无显著统计差异（p = 0.14），表明尽管速度不同，但准确率相当。
• 尽管性能较慢，70% 的参与者更偏好双指 FBT，原因在于其按键定位更直观，且与顺序输入习惯更契合。
• 本研究识别出触屏上 11 个可访问区域（如食指上方与下方、拇指位置及手指之间），适合为视障用户优化放置控件。
• FBT 系统展现出跨平台兼容性，因所有虚拟按键均位于手指持握位置，表明其具备在更广泛设备上部署的潜力。