第五章听觉显示器

第五章听觉显示器定义：听觉显示器是听觉通道向人传递声音信息的装置分类：基于功能特性的分类反馈信息听觉显示器（操作行为反馈、系统状态信息提示）辅助信息听觉显示器告警信息听觉显示器二.基于声音特性的分类1.语音听觉显示器2.非语音听觉显示器三.基于显示设备的分类1.固定的听觉显示器2.基于头部的听觉显示器听觉器的特点迫听性（难以被主动关闭）全方位性（接受声音不必转头）变化敏感性（时间解析度高）绕射性与穿透性（绕射性、折射性、反射性）听觉显示器的必要性视觉通道已不能满足人-机交互的需要，传统的视觉人-机界面在发挥着重要作用的同时仍存在难以弥补的缺陷听觉通道有许多视觉通道不具有的优点，可以弥补视觉界面的不足，拓宽人-机交互信道，降低视觉通道的负载传统视觉显示器存在以下问题视觉通道信息过载视觉注意范围有限视觉显示空间受限用户活动范围受限照明环境依懒性听觉显示器的适用场合视觉超载视觉受限故障诊断与告警移动作业与广播虚拟环境助残领域听觉显示器的一般设计原则易识别性易分辨性（异质声分辨与相近声分辨）兼容性可控性标准化第二节听觉界面设计听觉界面中使用的声音来自录制或者是数字合成听觉界面分为语音用户界面和非语音用户界面语音用户界面特点优点自然性、高效性、直接性、灵活性2.缺点被动性、瞬态性、串行性、易受干扰性语音用户界面评价指标言语可懂度（言语通信中语音信号能被人听懂的程度，一般用被听懂的百分比表示）言语可懂度的测定语音质量的主客观测定言语清晰度指数②言语可懂度的影响因素信号本身因素（语音强度、言语信号本身特点、信号压缩与传输的质量）环境因素（环境噪声、混响时间）语音用户界面评价指标

2.言语自然度（定量地表示为收听者对所传递语音信息的理解程度）一是系统输出的言语与真人言语的相似程度二是系统人-机交互与人-人交互这两个过程的相似程度言语自然度的评价主要是主观评价，通常采用五级分或十级分的主观计分方法，也可采用平均意见分数法语音用户界面现存问题及发展趋势1.现存问题（1）口音和方言等言语可变性问题（2）自然语言的理解问题

（3）背景噪声问题（4）输出语音的自然性

2.发展趋势（1）语音输入（语音识别）方面（2）语音输出（语音合成）方面（3）其他新的功能（声纹识别、音频信息管理与检索、机器“同声传译”）

语音用户界面设计要点1.言语易懂度与自然度言语清晰度方面，清晰度在75个百分点以上语音强度方面，语音强度最好在60~80dB男声女声选择方面，女生的可懂度一般高于男声，因此最好采用女声言语内容方面及句式方面，信息内容最好选用多音节的单词和信息冗余度大的句子，采用常用的、熟悉的、肯定式的2.语音输出信号的时滞对用户输入的语音信号的识别因需要占用一定的时间而尚未完成，应及时对用户显示一个反馈信息，如“正在处理中”或“等待您的指示”3.语音超文本界面的广度和深度非语音用户界面及其设计要点特点（1）优点宽频性，人类语音频率主要在500~4000hz保密性，有一定编码规则快捷性，呈现速度很快，即时性简洁性，简短明了抗干扰性，更不易受环境背景噪声的影响（2）缺点有一定编码规则，使用者需要经过一定的程度的训练表征方式交互速度言语独立性言语可懂性语音听觉界面语音较慢（受语速影响）较差（不同国家、不同方言不通用）合成言语输出较差，但事前录制的自然言语输出较好，不需要进行学习非语音听觉界面非语音（日常声音、乐音）较快（不受语速影响）较快（不同国家，不同方言用户通用，具有全球性听标较好，但耳标较差，需要事先进行学习非语音用户界面表征方式1.听标听标是指使用自然声音为信号的听觉界面设计方法，它是计算机事件及其属性与自然的有声事件及其属性之间的映射。如，研究者用盘子摔碎的声音来表示删除文件的操作2）听标的优点易理解，包含的信息量大，3）听标的缺点多个声音同时发生时就难以区分而成了噪声，听标难以形成层次结构，难以表征复杂的结构化信息，难以建立自然声音和界面元素的天然联系。非语音用户界面表征方式2.耳标1）耳标及作用耳标是指使用乐声的听觉界面设计方法，是图标的听觉对应物。耳标有特定的短节奏音高序列构成，包括这些因素（节奏，音高，音色，音域，力度变化）2）耳标的优点灵活性，将短的音调序列与动作和物体想联系，既可以由单个音调、最基本的音节等构成单元素耳标，也可以利用声音的音高、音色、音阶、节奏与和声等进行组合。可表现结构信息。3）耳标的缺点作为耳标的乐声与其对应的交互信息存在互联性问题随机、无序、无关联的耳标会造成较大的记忆负荷复杂的复合耳标需要经过专门训练非语音用户界面设计要点音色选择，避免正弦波或方波，倾向于和声音高范围，125~5000HZ音强范围，听觉yu之上10~20dB呈现时间，每个音符不低于0.825秒，呈现方式，节奏、音调、音强的不同组合音域选择，两个信号相差2~3个八度才能有助于区分节奏选择，第一个音符重音，最后一个呈现时间应略长空间位置听觉告警设计告警通常用于向有关人员传递危险信号、设备问题或其他值得注意的状态以便操作人员及时采取纠正措施，避免事故发生。根据人的感觉方式，告警可以分为视觉告警、听觉告警、嗅觉告警、触觉告警和味觉告警等不同的类型。听觉告警信号一般包括你警觉信号和识别或动作信号两个组成部分。听觉告警分类声音信号的性质，可以分为语音告警信号和非语音的音调告警信号。语音告警多采用语音信号的形式，其功能是向操作人员提供信息（系统产生问题的部位和性质等）和指导信息（引导操作人员采取应对措施）音调告警一般采用音调信号的形式，其功能是吸引操作人员的注意并提供关于告警紧急等级的初步信息，有时也称预警信号。基友告警紧急等级的分类告警分为三级：提示、注意、警告（也有研究者分为：注意与提示、告警、应急告警）提示级告警：表明需要提醒操作人员重视某些系统（设备）的安全或正常工作状态、性能状况以及提醒操作人员进行例行操作的信息注意级告警信息：表明将要出现危险状况或某些系统（或设备）故障，该故障将影响任务的完成或导致该系统（设备）性能的降级，需要让操作人员立即知道，但不必立即采取应对措施的信息警告级告警信号：表明已出现了危及安全的状况，必须让操作人员立即知道并采取应对措施告警信息有时也分为五级，即增加两个级别：将个别严重危及安全且时间机器紧迫的告警信息设为危险级，将系统中的一般信号指示设为消息级。常用听觉告警显示器及其特点蜂鸣器：3米内强度一般不超过70分贝，是低声压级、低频率的音响报警装置。钟铃：小的在3米内强度是60~80分贝，中等口径的钟铃可达100分贝，口径1米以上的钟声可传至数公里之外角笛：低声压级