СПОСОБ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ВИДЕОИНФОРМАЦИИ Российский патент 2004 года по МПК G09B21/00 A61F9/08 

Изобретение относится к тифлотехнике и предназначено для представления видеоинформации, в частности цветных изображений, в виде, доступном для восприятия человеком с ограниченными физическими возможностями по зрению.

Способ представления видеоинформации, описанный в настоящей заявке, применим для представления цветных изображений, имеющих достаточно четко выраженный контур отдельных деталей изображения. В предлагаемом способе используют осязательное восприятие изображения с возможностью слухового восприятия информации о цвете участка изображения и осязательного восприятия местоположения этого участка изображения на плоскости. При этом актуальной является задача оптимизации взаимно однозначного представления звуковыми сигналами информации о цвете с точки зрения точности и скорости слухового восприятия и возможности сопровождения этой информации координатами участка изображения.

Известен способ представления символьной видеоинформации, при котором каждому символу видеоинформации соответствует определенная комбинация из шести точек на плоскости, воспринимаемая тактильно. Любая из точек этой комбинации может находиться в одном из двух состояний: плоская и выпуклая. Множеству состояний этих точек соответствует определенный буквенно-цифровой символ (код Брайля). Например, символу азбуки - букве "а" соответствует код с выпуклой первой и плоскими остальными точками и т.д. [1].

Однако этот способ представления видеоинформации ограничен областью представления буквенно-цифровых символов и не позволяет представлять графические изображения в виде, доступном для восприятия человеком с ограниченными физическими возможностями по зрению (оператором).

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ представления видеоинформации, при котором изображение представляют в виде множества точек на плоскости, при этом любая из точек этого множества может находиться в одном из двух состояний: или плоская, или выпуклая, причем множества плоских или выпуклых точек соответствуют контурам отдельных деталей изображения либо областям, ограниченным этими контурами, и восприятие видеоинформации осуществляется при тактильном контакте с точками изображения, причем точки изображения имеют признак в виде звукового сигнала, и при тактильном восприятии точек изображения воспроизводится признак в виде акустического сигнала, который воспринимают через слуховой канал (см. заявку DE 19624402, кл. А 61 F 9/08, 1998).

Недостатком данного способа является отсутствие информации о цвете изображения (контура или отдельных областей), что не позволяет обеспечить восприятие оператором цветных изображений, а также отсутствие оперативной информации о положении изображения на плоскости.

Техническим результатом изобретения является повышение информативности видеоизображения за счет возможности представления цветных изображений в виде, доступном для восприятия оператором, обеспечение оперативного тактильного определения координат участков изображения на плоскости и получение при этом высоких характеристик точности и скорости восприятия видеоинформации.

Для достижения указанного технического результата предложен способ представления видеоинформации, при котором изображение представляют в виде множества точек на плоскости. Любая из точек этого множества может находиться в одном из двух состояний: плоская и выпуклая, причем множества плоских или выпуклых точек соответствуют контурам отдельных деталей изображения либо областям изображения, ограниченным этими контурами, и восприятие видеоинформации осуществляется при тактильном контакте с точками изображения. При этом новым является то, что точки изображения имеют признак цвета в виде звукового сигнала, однозначно соответствующего цвету точки, и при тактильном восприятии точек изображения выделяют признак цвета в виде акустического сигнала, который воспринимают через слуховой канал. Плоскость изображения разбита на зоны, и границы зон осязательно физически различимы с основной поверхностью изображения. При этом желательно, чтобы границы зон имели разметку в виде повторяющихся выступов, и целесообразно, чтобы частота следования повторяющихся выступов изменялась в зависимости от координат зоны на плоскости изображения. Причем желательно, чтобы при тактильном контакте с точками изображения дополнительно воспроизводился шум, характерный для данного участка изображения, и также целесообразно, чтобы при тактильном контакте с точками изображения, для которых отсутствует характерный для данного участка изображения шум, воспроизводился комфортный шум.

Предлагаемый способ иллюстрируется на примере изображения, приведенного на чертеже.

Предлагаемый способ представления видеоинформации осуществляют следующим образом.

Для представления видеоинформации используют (см. чертеж) прямоугольную плоскую матрицу изображения 1, состоящую из набора плоских 2 и выпуклых 3 точек, при этом плоскость изображения разбита на зоны 4 с помощью горизонтальных и вертикальных границ 5 зоны, имеющих разметку в виде повторяющихся выступов 6.

Точки изображения 1 могут находиться в одном из двух состояний: плоская 2 или выпуклая 3, причем множества плоских или выпуклых точек соответствуют контурам отдельных деталей изображения либо областям, ограниченным этими контурами. Например, солнце на чертеже представлено в виде круга как область из выпуклых точек, линия горизонта - в виде прямой из выпуклых точек и т.д..

При осязательном контакте оператора с представленным изображением (ощупывание изображения пальцами руки) осуществляется восприятие формы и размеров отдельных деталей изображения.

Для восприятия оператором расположения деталей изображения на плоскости изображения, а также взаимного расположения деталей изображения относительно друг друга, может использоваться информация о направлении перемещения пальцев руки оператора. Помимо этого, оперативный контроль нахождения пальцев руки на изображении в процессе осязательного контакта с изображением осуществляют с помощью координатной сетки, нанесенной на плоскости с изображением. Для этого плоскость изображения 1 разбита на зоны 4 с помощью горизонтальных и вертикальных границ 5, осязательно физически различимых с основной поверхностью изображения. Границы 5 зон имеют разметку в виде повторяющихся выступов 6, частота следования которых изменяется в зависимости от координат зоны на плоскости изображения. Например, выступы по границам зон следуют чаще при приближении к левому верхнему углу плоскости изображения.

И наконец, для восприятия оператором информации о цвете отдельных участков изображения используют звуковые сигналы, которые сопровождают осязательный (тактильный) контакт оператора с этими участками изображения. Для однозначного представления цвета различных участков изображения звуковыми сигналами может использоваться, например, представление семи основных цветов спектра с помощью семи нот музыкальной октавы. Причем цвету с большей длиной оптической волны должна соответствовать более длинная звуковая волна, т.е. красному цвету соответствуют басовые ноты, а синему и фиолетовому - более высокие звуки. Например, красный цвет - до, оранжевый - ре, желтый - ми, зеленый - фа, голубой - соль, синий - ля, фиолетовый - си.

Общее количество воспроизводимых звуковых частот определяется числом различных цветов в изображении, и при этом необходимо учитывать порог чувствительности среднестатистического слуха при различении звуковых частот.

Слуховая система человека (ухо) устроена так, что воспринимает весь спектр звуковых частот набором из большого количества биологических полосовых фильтров, настроенных по всему диапазону звуковых частот. При восприятии звуков проявляются эффекты маскирования отдельных тонов. Так, сильные звуки подавляют слабые, что позволяет отбрасывать их при воспроизведении без существенного ущерба для качества звучания сигнала. Кроме того, отдельные частоты могут маскироваться сигналами близко отстоящих от них частот. Эти эффекты приводят к осреднему представлению цветов отдельных участков изображения при их отображении звуковыми сигналами. При этом обеспечивается достаточно высокая точность и скорость восприятия цвета участков изображения.

Причем более яркие цвета могут воспроизводиться более сильными (громкими) звуками, менее яркие, приглушенные цвета - слабыми (тихими) звуками.

Для повышения информативности представления изображений воспроизведение звуковых сигналов, отображающих цвета, осуществляется на фоне шума, сопровождающего тактильный контакт оператора с участками изображения. При этом характер шума должен соответствовать воспринимаемому участку изображения. Например, участку, изображающему море, соответствует шум прибоя, птице - щебетание птиц, лесу - шелест листвы, автомобилю - шум работы автомобильного двигателя и т.д.

Для повышения качества восприятия звуковых сигналов целесообразно применение комфортного шума. Воспроизведение звуковых сигналов, отображающих цвета, осуществляют на фоне не раздражающего комфортного шума. Комфортный шум должен отличаться от шумов, характерных для различных участков изображения (самолет, автомобиль, птица).

В предложенном способе каждый участок изображения представлен размерами и формой отдельных деталей изображения, координатами положения воспринимаемого участка изображения и информацией о цвете участка изображения, передаваемой звуковым сигналом. Такое представление изображения позволяет достигнуть более полного восприятия оператором цветных изображений. Следует отметить, что необходимость тактильного определения координат участка изображения обусловлена созданием предпосылок для развития творческих способностей у инвалидов по зрению (например, слепых художников, дизайнеров, архитекторов).

Достигаемым результатом предлагаемого способа представления видеоинформации является повышение информативности воспринимаемого изображения. При передаче цвета звуковыми сигналами достигается более высокая точность и скорость слухового восприятия цвета, что обеспечивается возможностью однозначной связи звукового сигнала с цветом участков изображения.

Источники информации
1. Петцольд Ч. Код. - М.: Издательско-торговый дом "Русская редакция", 2001, с. 15.

2. Parkes D., Brull M. It may not be easy, but it is possible. The World Blind, 14, 1997, p.48.

Способ предназначен для представления цветных изображений в виде, доступном для восприятия человеком с ограниченными физическими возможностями по зрению, и позволяет повысить информативность воспринимаемого изображения. Изображение представляют в виде множества точек на плоскости. Любая из точек этого множества может находиться в одном из двух состояний: плоская или выпуклая. Множества плоских или выпуклых точек соответствуют контурам отдельных деталей изображения либо областям изображения, ограниченным этими контурами. Восприятие видеоинформации осуществляют при тактильном контакте с точками изображения. Точки изображения имеют признак в виде звукового сигнала, однозначно соответствующего цвету точки. Плоскость изображения разбита на зоны, границы которых осязательно физически различимы с основной поверхностью изображения. Границы зон имеют разметку в виде повторяющихся выступов, частота следования которых изменяется в зависимости от координат зоны на плоскости изображения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ представления видеоинформации, при котором изображение представляют в виде множества точек на плоскости, при этом любая из точек этого множества может находиться в одном из двух состояний: или плоская, или выпуклая, причем множества плоских или выпуклых точек соответствуют контурам отдельных деталей изображения, либо областям, ограниченным этими контурами, и восприятие видеоинформации осуществляется при тактильном контакте с точками изображения, причем точки изображения имеют признак в виде звукового сигнала, и при тактильном восприятии точек изображения воспроизводится признак в виде акустического сигнала, который воспринимают через слуховой канал, отличающийся тем, что звуковой сигнал однозначно соответствует цвету точки изображения, плоскость изображения разбита на зоны, и границы зон осязательно физически различимы с основной поверхностью изображения, причем границы зон имеют разметку в виде повторяющихся выступов и частота следования повторяющихся выступов изменяется в зависимости от координат зоны на плоскости изображения.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при тактильном контакте с точками изображения дополнительно воспроизводится шум, характерный для данного участка изображения.3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при тактильном контакте с точками изображения воспроизводится комфортный шум, за исключением участков изображения, которым соответствует характерный для данного участка изображения шум.