第五章聽覺顯示器

第五章聽覺顯示器定義：聽覺顯示器是聽覺通道向人傳遞聲音信息的裝置分類：基于功能特性的分類反饋信息聽覺顯示器（操作行為反饋、系統(tǒng)狀態(tài)信息提示）輔助信息聽覺顯示器告警信息聽覺顯示器二.基于聲音特性的分類1.語音聽覺顯示器2.非語音聽覺顯示器三.基于顯示設備的分類1.固定的聽覺顯示器2.基于頭部的聽覺顯示器聽覺器的特點迫聽性（難以被主動關閉）全方位性（接受聲音不必轉頭）變化敏感性（時間解析度高）繞射性與穿透性（繞射性、折射性、反射性）聽覺顯示器的必要性視覺通道已不能滿足人-機交互的需要，傳統(tǒng)的視覺人-機界面在發(fā)揮著重要作用的同時仍存在難以彌補的缺陷聽覺通道有許多視覺通道不具有的優(yōu)點，可以彌補視覺界面的不足，拓寬人-機交互信道，降低視覺通道的負載傳統(tǒng)視覺顯示器存在以下問題視覺通道信息過載視覺注意范圍有限視覺顯示空間受限用戶活動范圍受限照明環(huán)境依懶性聽覺顯示器的適用場合視覺超載視覺受限故障診斷與告警移動作業(yè)與廣播虛擬環(huán)境助殘領域聽覺顯示器的一般設計原則易識別性易分辨性（異質聲分辨與相近聲分辨）兼容性可控性標準化第二節(jié)聽覺界面設計聽覺界面中使用的聲音來自錄制或者是數(shù)字合成聽覺界面分為語音用戶界面和非語音用戶界面語音用戶界面特點優(yōu)點自然性、高效性、直接性、靈活性2.缺點被動性、瞬態(tài)性、串行性、易受干擾性語音用戶界面評價指標言語可懂度（言語通信中語音信號能被人聽懂的程度，一般用被聽懂的百分比表示）言語可懂度的測定語音質量的主客觀測定言語清晰度指數(shù)②言語可懂度的影響因素信號本身因素（語音強度、言語信號本身特點、信號壓縮與傳輸?shù)馁|量）環(huán)境因素（環(huán)境噪聲、混響時間）語音用戶界面評價指標

2.言語自然度（定量地表示為收聽者對所傳遞語音信息的理解程度）一是系統(tǒng)輸出的言語與真人言語的相似程度二是系統(tǒng)人-機交互與人-人交互這兩個過程的相似程度言語自然度的評價主要是主觀評價，通常采用五級分或十級分的主觀計分方法，也可采用平均意見分數(shù)法語音用戶界面現(xiàn)存問題及發(fā)展趨勢1.現(xiàn)存問題（1）口音和方言等言語可變性問題（2）自然語言的理解問題

（3）背景噪聲問題（4）輸出語音的自然性

2.發(fā)展趨勢（1）語音輸入（語音識別）方面（2）語音輸出（語音合成）方面（3）其他新的功能（聲紋識別、音頻信息管理與檢索、機器“同聲傳譯”）

語音用戶界面設計要點1.言語易懂度與自然度言語清晰度方面，清晰度在75個百分點以上語音強度方面，語音強度最好在60~80dB男聲女聲選擇方面，女生的可懂度一般高于男聲，因此最好采用女聲言語內容方面及句式方面，信息內容最好選用多音節(jié)的單詞和信息冗余度大的句子，采用常用的、熟悉的、肯定式的2.語音輸出信號的時滯對用戶輸入的語音信號的識別因需要占用一定的時間而尚未完成，應及時對用戶顯示一個反饋信息，如“正在處理中”或“等待您的指示”3.語音超文本界面的廣度和深度非語音用戶界面及其設計要點特點（1）優(yōu)點寬頻性，人類語音頻率主要在500~4000hz保密性，有一定編碼規(guī)則快捷性，呈現(xiàn)速度很快，即時性簡潔性，簡短明了抗干擾性，更不易受環(huán)境背景噪聲的影響（2）缺點有一定編碼規(guī)則，使用者需要經過一定的程度的訓練表征方式交互速度言語獨立性言語可懂性語音聽覺界面語音較慢（受語速影響）較差（不同國家、不同方言不通用）合成言語輸出較差，但事前錄制的自然言語輸出較好，不需要進行學習非語音聽覺界面非語音（日常聲音、樂音）較快（不受語速影響）較快（不同國家，不同方言用戶通用，具有全球性聽標較好，但耳標較差，需要事先進行學習非語音用戶界面表征方式1.聽標聽標是指使用自然聲音為信號的聽覺界面設計方法，它是計算機事件及其屬性與自然的有聲事件及其屬性之間的映射。如，研究者用盤子摔碎的聲音來表示刪除文件的操作2）聽標的優(yōu)點易理解，包含的信息量大，3）聽標的缺點多個聲音同時發(fā)生時就難以區(qū)分而成了噪聲，聽標難以形成層次結構，難以表征復雜的結構化信息，難以建立自然聲音和界面元素的天然聯(lián)系。非語音用戶界面表征方式2.耳標1）耳標及作用耳標是指使用樂聲的聽覺界面設計方法，是圖標的聽覺對應物。耳標有特定的短節(jié)奏音高序列構成，包括這些因素（節(jié)奏，音高，音色，音域，力度變化）2）耳標的優(yōu)點靈活性，將短的音調序列與動作和物體想聯(lián)系，既可以由單個音調、最基本的音節(jié)等構成單元素耳標，也可以利用聲音的音高、音色、音階、節(jié)奏與和聲等進行組合?？杀憩F(xiàn)結構信息。3）耳標的缺點作為耳標的樂聲與其對應的交互信息存在互聯(lián)性問題隨機、無序、無關聯(lián)的耳標會造成較大的記憶負荷復雜的復合耳標需要經過專門訓練非語音用戶界面設計要點音色選擇，避免正弦波或方波，傾向于和聲音高范圍，125~5000HZ音強范圍，聽覺yu之上10~20dB呈現(xiàn)時間，每個音符不低于0.825秒，呈現(xiàn)方式，節(jié)奏、音調、音強的不同組合音域選擇，兩個信號相差2~3個八度才能有助于區(qū)分節(jié)奏選擇，第一個音符重音，最后一個呈現(xiàn)時間應略長空間位置聽覺告警設計告警通常用于向有關人員傳遞危險信號、設備問題或其他值得注意的狀態(tài)以便操作人員及時采取糾正措施，避免事故發(fā)生。根據(jù)人的感覺方式，告警可以分為視覺告警、聽覺告警、嗅覺告警、觸覺告警和味覺告警等不同的類型。聽覺告警信號一般包括你警覺信號和識別或動作信號兩個組成部分。聽覺告警分類聲音信號的性質，可以分為語音告警信號和非語音的音調告警信號。語音告警多采用語音信號的形式，其功能是向操作人員提供信息（系統(tǒng)產生問題的部位和性質等）和指導信息（引導操作人員采取應對措施）音調告警一般采用音調信號的形式，其功能是吸引操作人員的注意并提供關于告警緊急等級的初步信息，有時也稱預警信號?；迅婢o急等級的分類告警分為三級：提示、注意、警告（也有研究者分為：注意與提示、告警、應急告警）提示級告警：表明需要提醒操作人員重視某些系統(tǒng)（設備）的安全或正常工作狀態(tài)、性能狀況以及提醒操作人員進行例行操作的信息注意級告警信息：表明將要出現(xiàn)危險狀況或某些系統(tǒng)（或設備）故障，該故障將影響任務的完成或導致該系統(tǒng)（設備）性能的降級，需要讓操作人員立即知道，但不必立即采取應對措施的信息警告級告警信號：表明已出現(xiàn)了危及安全的狀況，必須讓操作人員立即知道并采取應對措施告警信息有時也分為五級，即增加兩個級別：將個別嚴重危及安全且時間機器緊迫的告警信息設為危險級，將系統(tǒng)中的一般信號指示設為消息級。常用聽覺告警顯示器及其特點蜂鳴器：3米內強度一般不超過70分貝，是低聲壓級、低頻率的音響報警裝置。鐘鈴：小的在3米內強度是60~80分貝，中等口徑的鐘鈴可達100分貝，口徑1米以上的鐘聲可傳至數(shù)公里之外角笛：低聲壓級