Человеческий фактор. Том 5 - Крёмер К.
ISBN 5-03-001817-4
Скачать (прямая ссылка):
Представление слуховой н тактильной информации
17 7
диодисплеях применяется «естественный» код, т. е. сохраняется прямое соответствие между пространственными и временными компонентами исходной информации и компонентами информации, предъявляемой оператору. В таких случаях для декодирования информации на выходе дисплея не возникает нужды в специальном обучении оператора. Простым примером может служить звук запуска автомобильного двигателя. Этот незако-дированный звук обеспечивает важную информацию для понимания того, как координировать операцию включения стартера с нажатием на педаль газа. Примером высокоскоростного тактильного канала с «естественным» кодом является использование метода Тадома, применяемого некоторыми слепоглухими для восприятия речи. По этому методу слепоглухой прикладывает свои ладони к лицу говорящего с тем, чтобы ощущать вибрации гортани, открытие и закрытие рта и дуновение воздуха, сопровождающие речь. Эти тактильные ключи непосредственно связаны с движениями, порождающими речь, причем для лиц, овладевших методом Тадома, обеспечивают хорошее распознавание речи.
При «искусственном» кодировании нет естественного соответствия между пространственными и временными элементами исходной информации и элементами информации на выходе дисплея. Например, в будущем может быть разработано устройство для передачи глухим речевой информации, в котором сначала осуществляется (компьютерное) распознавание речевых форм, а затем эти фонемы предъявляются с помощью дисплея. Последовательность фонем могла бы предъявляться тактильной системой, воздействующей на кожу рук или тела пользователя. Существует возможность спроектировать такое дисплейное устройство (см. разд. 6.3), которое при достаточной тренировке пользователя позволит достичь очень высокой скорости передачи информации. Короче говоря, конкретный выбор «естественной» или «искусственной» системы кодирования должен учитывать реципрокные взаимоотношения между наиболее важными факторами, такими, как необходимый объем обучения пользователя, размеры популяции потенциальных пользователей и конечная эффективность, достигаемая с помощью данной системы.
6.2. Слуховой канал
Слуховой канал является достаточно эффективным с точки зрения передачи человеку-оператору информации различного рода. В некоторых видах деятельности загрузка слухового канала находится почти на пределе возможности для безопасной и эффективной работы системы. Например, пилоты некоторых
178 Глава 6
Таблица 6.2. Звуковые давления и уровни в ряде жизненных ситуаций [491
Звуковое давление, Уровень давления2),
Па дБ Источник звука
0,00002 0
0,000063 10
0,0002 20
0,002 40
0,0063 50
0,02 60
0,063 70
0,1D 74
0,2 80
0,63 90
2 100
6,3 110
20 120
ЮО 140
Порог слышимости Шелест листвы Студия звукозаписи Библиотека
Тихое конторское помещение Разговорная речь (на расстоянии
1 м)
Радиопередача средней громкости Дорожный шум днем Типичная фабрика Поезд в метро
Симфонический оркестр (фортиссимо)
Рок-группа Взлет самолета Болевой порог
') 0,1 Па (уровень 74 дБ) — нормативное давление, принятое для калибровки приборов. 2) Определяется формулой (1).
пассажирских самолетов должны различать, идентифицировать и правильно реагировать на 30...40 сигналов тревоги и предупреждения. Помимо этого слуховой канал интенсивно используется для речевого общения. В последующих разделах этой главы мы обсуждаем распознавательные способности слухового канала и принципы оценки свойств звуковых сигналов и рече-еых сообщений.
6.2.1. Чувствительность
Слуховая система чувствительна к широкому диапазону интенсивности звука: от 0,00002 Па до давления около уха 20 Па. Динамический диапазон при этом составляет шесть порядков величины. Общепринято описывать интенсивность звука с помощью уровня звукового давления Lp в децибелах:
Lp = 201g (p/pr), (1)
где р и рг — это среднеквадратические величины звукового давления, причем рг является нормативным давлением, составляющим 0,00002 Па. В табл. 6.2 приведены уровни звукового давления и сами звуковые давления в некоторых типичных звуковых средах. Уровень звукового давления обычно измеряется с помощью прибора, который особым образом фильтрует, интегрирует и усредняет параметры входного звука. Период, в течение
Представление слуховой и тактильной информации
179
которого сигнал интегрируется, варьирует от около 200 мс (режим быстрого измерения) до более чем 500 мс (режим медленного измерения). Для 'фильтрации выбирается одна из нескольких весовых характеристик фильтра, обозначаемых буквами «Л», «В» или «С». Л-фильтр имеет характеристику, близкую к спектральной характеристике чувствительности уха человека. Тип фильтра принято указывать после численного значения уровня звукового давления, например 72 дБ (Л). Стандартными для большинства прикладных измерений являются установки режима медленного измерения и весовой характеристики типа Л.
В некоторых случаях требуется определить звуковое воздействие точнее, чем это позволяет обычный измеритель уровня звукового давления. Такая необходимость возникает, в частности, тогда, когда слуховые дисплеи создают звуки очень короткой длительности или когда слабые звуковые сигналы имеют шумовой характер. Точные измерения нельзя провести из-за сравнительно длительного периода интегрирования у обычных измерителей уровня звукового давления. Не подходят они и для тех случаев, когда интерес представляет точная спектральная характеристика звука и требуется установить уровень каждой частотной составляющей. В этих случаях необходимо использовать частотный анализатор (спектр-анализатор). Наиболее типичны анализаторы, имеющие ширину полосы частот размером в одну или 1/3 октавы. Эти приборы определяют звуковое давление для каждой из набора смежных на шкале частоты полос. Для еще более точных измерений с намного лучшим частотным разрешением применяются аналоговые и цифровые анализаторы волн.
