第五章聽(tīng)覺(jué)顯示器

第五章聽(tīng)覺(jué)顯示器定義：聽(tīng)覺(jué)顯示器是聽(tīng)覺(jué)通道向人傳遞聲音信息的裝置分類(lèi)：基于功能特性的分類(lèi)反饋信息聽(tīng)覺(jué)顯示器（操作行為反饋、系統(tǒng)狀態(tài)信息提示）輔助信息聽(tīng)覺(jué)顯示器告警信息聽(tīng)覺(jué)顯示器二.基于聲音特性的分類(lèi)1.語(yǔ)音聽(tīng)覺(jué)顯示器2.非語(yǔ)音聽(tīng)覺(jué)顯示器三.基于顯示設(shè)備的分類(lèi)1.固定的聽(tīng)覺(jué)顯示器2.基于頭部的聽(tīng)覺(jué)顯示器聽(tīng)覺(jué)器的特點(diǎn)迫聽(tīng)性（難以被主動(dòng)關(guān)閉）全方位性（接受聲音不必轉(zhuǎn)頭）變化敏感性（時(shí)間解析度高）繞射性與穿透性（繞射性、折射性、反射性）聽(tīng)覺(jué)顯示器的必要性視覺(jué)通道已不能滿足人-機(jī)交互的需要，傳統(tǒng)的視覺(jué)人-機(jī)界面在發(fā)揮著重要作用的同時(shí)仍存在難以彌補(bǔ)的缺陷聽(tīng)覺(jué)通道有許多視覺(jué)通道不具有的優(yōu)點(diǎn)，可以彌補(bǔ)視覺(jué)界面的不足，拓寬人-機(jī)交互信道，降低視覺(jué)通道的負(fù)載傳統(tǒng)視覺(jué)顯示器存在以下問(wèn)題視覺(jué)通道信息過(guò)載視覺(jué)注意范圍有限視覺(jué)顯示空間受限用戶活動(dòng)范圍受限照明環(huán)境依懶性聽(tīng)覺(jué)顯示器的適用場(chǎng)合視覺(jué)超載視覺(jué)受限故障診斷與告警移動(dòng)作業(yè)與廣播虛擬環(huán)境助殘領(lǐng)域聽(tīng)覺(jué)顯示器的一般設(shè)計(jì)原則易識(shí)別性易分辨性（異質(zhì)聲分辨與相近聲分辨）兼容性可控性標(biāo)準(zhǔn)化第二節(jié)聽(tīng)覺(jué)界面設(shè)計(jì)聽(tīng)覺(jué)界面中使用的聲音來(lái)自錄制或者是數(shù)字合成聽(tīng)覺(jué)界面分為語(yǔ)音用戶界面和非語(yǔ)音用戶界面語(yǔ)音用戶界面特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)自然性、高效性、直接性、靈活性2.缺點(diǎn)被動(dòng)性、瞬態(tài)性、串行性、易受干擾性語(yǔ)音用戶界面評(píng)價(jià)指標(biāo)言語(yǔ)可懂度（言語(yǔ)通信中語(yǔ)音信號(hào)能被人聽(tīng)懂的程度，一般用被聽(tīng)懂的百分比表示）言語(yǔ)可懂度的測(cè)定語(yǔ)音質(zhì)量的主客觀測(cè)定言語(yǔ)清晰度指數(shù)②言語(yǔ)可懂度的影響因素信號(hào)本身因素（語(yǔ)音強(qiáng)度、言語(yǔ)信號(hào)本身特點(diǎn)、信號(hào)壓縮與傳輸?shù)馁|(zhì)量）環(huán)境因素（環(huán)境噪聲、混響時(shí)間）語(yǔ)音用戶界面評(píng)價(jià)指標(biāo)

2.言語(yǔ)自然度（定量地表示為收聽(tīng)者對(duì)所傳遞語(yǔ)音信息的理解程度）一是系統(tǒng)輸出的言語(yǔ)與真人言語(yǔ)的相似程度二是系統(tǒng)人-機(jī)交互與人-人交互這兩個(gè)過(guò)程的相似程度言語(yǔ)自然度的評(píng)價(jià)主要是主觀評(píng)價(jià)，通常采用五級(jí)分或十級(jí)分的主觀計(jì)分方法，也可采用平均意見(jiàn)分?jǐn)?shù)法語(yǔ)音用戶界面現(xiàn)存問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)1.現(xiàn)存問(wèn)題（1）口音和方言等言語(yǔ)可變性問(wèn)題（2）自然語(yǔ)言的理解問(wèn)題

（3）背景噪聲問(wèn)題（4）輸出語(yǔ)音的自然性

2.發(fā)展趨勢(shì)（1）語(yǔ)音輸入（語(yǔ)音識(shí)別）方面（2）語(yǔ)音輸出（語(yǔ)音合成）方面（3）其他新的功能（聲紋識(shí)別、音頻信息管理與檢索、機(jī)器“同聲傳譯”）

語(yǔ)音用戶界面設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.言語(yǔ)易懂度與自然度言語(yǔ)清晰度方面，清晰度在75個(gè)百分點(diǎn)以上語(yǔ)音強(qiáng)度方面，語(yǔ)音強(qiáng)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(yǔ)內(nèi)容方面及句式方面，信息內(nèi)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(yǔ)音輸出信號(hào)的時(shí)滯對(duì)用戶輸入的語(yǔ)音信號(hào)的識(shí)別因需要占用一定的時(shí)間而尚未完成，應(yīng)及時(shí)對(duì)用戶顯示一個(gè)反饋信息，如“正在處理中”或“等待您的指示”3.語(yǔ)音超文本界面的廣度和深度非語(yǔ)音用戶界面及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)寬頻性，人類(lèi)語(yǔ)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(shí)性簡(jiǎn)潔性，簡(jiǎn)短明了抗干擾性，更不易受環(huán)境背景噪聲的影響（2）缺點(diǎn)有一定編碼規(guī)則，使用者需要經(jīng)過(guò)一定的程度的訓(xùn)練表征方式交互速度言語(yǔ)獨(dú)立性言語(yǔ)可懂性語(yǔ)音聽(tīng)覺(jué)界面語(yǔ)音較慢（受語(yǔ)速影響）較差（不同國(guó)家、不同方言不通用）合成言語(yǔ)輸出較差，但事前錄制的自然言語(yǔ)輸出較好，不需要進(jìn)行學(xué)習(xí)非語(yǔ)音聽(tīng)覺(jué)界面非語(yǔ)音（日常聲音、樂(lè)音）較快（不受語(yǔ)速影響）較快（不同國(guó)家，不同方言用戶通用，具有全球性聽(tīng)標(biāo)較好，但耳標(biāo)較差，需要事先進(jìn)行學(xué)習(xí)非語(yǔ)音用戶界面表征方式1.聽(tīng)標(biāo)聽(tīng)標(biāo)是指使用自然聲音為信號(hào)的聽(tīng)覺(jué)界面設(shè)計(jì)方法，它是計(jì)算機(jī)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(pán)子摔碎的聲音來(lái)表示刪除文件的操作2）聽(tīng)標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)易理解，包含的信息量大，3）聽(tīng)標(biāo)的缺點(diǎn)多個(gè)聲音同時(shí)發(fā)生時(shí)就難以區(qū)分而成了噪聲，聽(tīng)標(biāo)難以形成層次結(jié)構(gòu)，難以表征復(fù)雜的結(jié)構(gòu)化信息，難以建立自然聲音和界面元素的天然聯(lián)系。非語(yǔ)音用戶界面表征方式2.耳標(biāo)1）耳標(biāo)及作用耳標(biāo)是指使用樂(lè)聲的聽(tīng)覺(jué)界面設(shè)計(jì)方法，是圖標(biāo)的聽(tīng)覺(jué)對(duì)應(yīng)物。耳標(biāo)有特定的短節(jié)奏音高序列構(gòu)成，包括這些因素（節(jié)奏，音高，音色，音域，力度變化）2）耳標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)靈活性，將短的音調(diào)序列與動(dòng)作和物體想聯(lián)系，既可以由單個(gè)音調(diào)、最基本的音節(jié)等構(gòu)成單元素耳標(biāo)，也可以利用聲音的音高、音色、音階、節(jié)奏與和聲等進(jìn)行組合?？杀憩F(xiàn)結(jié)構(gòu)信息。3）耳標(biāo)的缺點(diǎn)作為耳標(biāo)的樂(lè)聲與其對(duì)應(yīng)的交互信息存在互聯(lián)性問(wèn)題隨機(jī)、無(wú)序、無(wú)關(guān)聯(lián)的耳標(biāo)會(huì)造成較大的記憶負(fù)荷復(fù)雜的復(fù)合耳標(biāo)需要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)訓(xùn)練非語(yǔ)音用戶界面設(shè)計(jì)要點(diǎn)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(qiáng)范圍，聽(tīng)覺(jué)yu之上10~20dB呈現(xiàn)時(shí)間，每個(gè)音符不低于0.825秒，呈現(xiàn)方式，節(jié)奏、音調(diào)、音強(qiáng)的不同組合音域選擇，兩個(gè)信號(hào)相差2~3個(gè)八度才能有助于區(qū)分節(jié)奏選擇，第一個(gè)音符重音，最后一個(gè)呈現(xiàn)時(shí)間應(yīng)略長(zhǎng)空間位置聽(tīng)覺(jué)告警設(shè)計(jì)告警通常用于向有關(guān)人員傳遞危險(xiǎn)信號(hào)、設(shè)備問(wèn)題或其他值得注意的狀態(tài)以便操作人員及時(shí)采取糾正措施，避免事故發(fā)生。根據(jù)人的感覺(jué)方式，告警可以分為視覺(jué)告警、聽(tīng)覺(jué)告警、嗅覺(jué)告警、觸覺(jué)告警和味覺(jué)告警等不同的類(lèi)型。聽(tīng)覺(jué)告警信號(hào)一般包括你警覺(jué)信號(hào)和識(shí)別或動(dòng)作信號(hào)兩個(gè)組成部分。聽(tīng)覺(jué)告警分類(lèi)聲音信號(hào)的性質(zhì)，可以分為語(yǔ)音告警信號(hào)和非語(yǔ)音的音調(diào)告警信號(hào)。語(yǔ)音告警多采用語(yǔ)音信號(hào)的形式，其功能是向操作人員提供信息（系統(tǒng)產(chǎn)生問(wèn)題的部位和性質(zhì)等）和指導(dǎo)信息（引導(dǎo)操作人員采取應(yīng)對(duì)措施）音調(diào)告警一般采用音調(diào)信號(hào)的形式，其功能是吸引操作人員的注意并提供關(guān)于告警緊急等級(jí)的初步信息，有時(shí)也稱預(yù)警信號(hào)?；迅婢o急等級(jí)的分類(lèi)告警分為三級(jí)：提示、注意、警告（也有研究者分為：注意與提示、告警、應(yīng)急告警）提示級(jí)告警：表明需要提醒操作人員重視某些系統(tǒng)（設(shè)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(jìn)行例行操作的信息注意級(jí)告警信息：表明將要出現(xiàn)危險(xiǎn)狀況或某些系統(tǒng)（或設(shè)備）故障，該故障將影響任務(wù)的完成或?qū)е略撓到y(tǒng)（設(shè)備）性能的降級(jí)，需要讓操作人員立即知道，但不必立即采取應(yīng)對(duì)措施的信息警告級(jí)告警信號(hào)：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(yīng)對(duì)措施告警信息有時(shí)也分為五級(jí)，即增加兩個(gè)級(jí)別：將個(gè)別嚴(yán)重危及安全且時(shí)間機(jī)器緊迫的告警信息設(shè)為危險(xiǎn)級(jí)，將系統(tǒng)中的一般信號(hào)指示設(shè)為消息級(jí)。常用聽(tīng)覺(jué)告警顯示器及其特點(diǎn)蜂鳴器：3米內(nèi)強(qiáng)度一般不超過(guò)70分貝，是低聲壓級(jí)、低頻率的音響報(bào)警裝置。鐘鈴：小的在3米內(nèi)強(qiáng)度是60~80分貝，中等口徑的鐘鈴可達(dá)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(jí)