DE2538629A1

DE2538629A1 - Verfahren zur taktilen darbietung von bildern fuer blinde

Info

Publication number: DE2538629A1
Application number: DE19752538629
Authority: DE
Inventors: Alfred Dipl Phys Dr Ing Schief
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1975-08-30
Filing date: 1975-08-30
Publication date: 1977-03-03
Also published as: DE2538629C2

Description

Verfahren zur taktilen Darbietung von Bildern für Blinde Bei der Ausbildung und im Berufsleben ist den Blinden der Zugang zu bildlichen Darstellungen (technische Zeichnungen, Landkarten usw.) zu ermöglichen. Heute bekannte Verfahren setzen dazu die Schwarz-Weiß- oder die Farbverteilung eines Bildes in taktil erfaßbare Reliefbilder oder in Verteilungen erhabener Punkte um.
Der dazu erforderliche Zeitbedarf und die Kosten sind hoch.
Für die Belange der Blinden ist ein Verfahren erwünscht, welches taktil erfaßbare Abbildungen optischer Bilder in kurzer Zeit erzeugt. Wegen der erforderlichen hohen Auflösung (Abstand der Rasterpunkte zu 3 mm) verursacht die Darstellung größerer Bilder mit Hilfe elektrisch ansteuerbarer Stifte einen großen Aufwand.
Das im folgenden vorgeschlagene Verfahren geht von der Vorstellung aus, daß der Blinde beim Abtasten eines taktilen Bildes zu jedem Zeitpunkt nur diejenigen Teile des Bildes benötigt, die sich unter seinen tastenden Fingern befinden. Eine prinzipielle Lösung besteht darin, daß optisch-mechanische Wandler mit der erforderlichen örtlichen Auflösung in kleinen Einheiten zusammengefaßt werden, die der Blinde mit seinen tastenden Fingern über das optische Bild führt. Beispielsweise könnte in diesen Einheiten ein Feld von Photodioden mit einem entsprechenden Feld von Vibratoren oder setzbaren Stiften verbunden sein. Abgesehen von technischen Schwierigkeiten (geringer zur Verfügung stehender Raum, Beleuchtung des Bildes) hat diese Lösung grundsätzliche Nachteile, die in der wesentlich höheren Kapazität des visuellen Sinneskanals gegenüber dem taktilen Kanal begründet sind.
Für die Umsetzung auch einfacher optischer Bilder, die für das visuelle System gedacht sind, in taktil erfassbare Bilder ist eine Maßstabvergrößerung und eine Informationsreduktion (beispielsweise bei der Darbietung von Linienzelchnungen,die gleichzeitig Schrift enthalten, oder bei farbigen Bildern) erforderlich.
Eine schematische Darstellung eines Gerätes, das diese Nachteile vermeidet, zeigt Figur 1. Es besteht aus einer Fernsehkamera zur Abtastung des optischen Bildes und einem auf einem Tisch in zwei Dimensionen frei beweglichen Tastfeld von der Größe einer Fingerkuppe, das vom Blinden mit seinem tastenden Finger an die von ihm gewünschte Stelle geschoben wird. Die Koordinaten des Tastfeldes werden zu jedem Zeitpunkt gemessen; mit den Meßwerten werden aus dem Videosignal der Fernsehkamera diejenigen Teile ausgeblendet die der Position und der Größe des Tastfeldes entsprechen. Der ausgeblendete Teil des Videosignals dient zur Erregung der mechanischen Elemente des Tastfeldes. Auf diese Weise erhält der Blinde den Eindruck, als ob er sich mit seinem tastenden Finger (unter Benutzung einer Einheit entsprechend der zuvor beschriebenen prinzipiellen Lösung) unmittelbar über die Bildvorlage bewegen würde.
In Figur 1 sind nur die wesentlichen Teile dargestellt. Die Bildvorlage 1 wird durch die Schwarz-Weiß-Fernsehkamera 2 aufgenommen.
Auf einem getrennt von der Fernsehkamera stehenden Tisch 3 befindet sich das rechteckige Tastfeld 4. Dieses Tastfeld besteht aus einer zweidimensionalen Anordnung von etwa 30 bis 50 Elementen, beispielsweise elektrisch setzbaren Stiften oder elektrisch erregbaren Vibratoren. Die Koordinaten des Tastfeldes bezüglich eines gedachten Koordinatensystems werden in bekannter Weise auf mechanisch-elektrischem Wege (z.B. Kreuzschienen mit Meßwandlern) oder auf optischem Wege (z.B. unter Verwendung einer zweiten, synchron zur ersten arbeitenden, Fernsehkamera) gemessen.
In Figur 1 ist diese Meßeinrichtunq 5 nur schematisch als Block dargestellt. Ober eine Verbindungsleitung 6 gelangen die Koordinatenwerte zu einer elektrischen Ausblendschaltung 7, der über die Leitung 8 auch die Videosignale der Fernsehkamera 2 zugeführt werden. Aus dem Videosignal werden diejenigen Zeilenabschnitte ausgeblendet, die demlJeweiligen Augenblick vom Tastfeld überdeckten Teilbild entsprechen. Aus dem ausgeblendeten Videosignal des Teilbildes werden durch Abtasten zu äquidistanten Zeitpunkten die Signale zur Erregung der Elemente des Tastfeldes 4 gebildet und diesen durch die Verbindungsleitung 9 zugeführt. Durch die mechanische Führung des rechteckigen Tastfeldes 4 auf dem Tisch 3 ist sicherzustellen, daß das Tastfeld immer parallel zu den Koordiantenachsen liegt. Bei einem frei bewegbaren, auch drehbaren Tastfeld, beispielsweise mit Lagevermessung durch eine zweite Fernsehkamera in der Meßeinrichtung 5, ist auch der Drehwinkel des Tastfeldes zu bestimmen und in der Ausblendschaltung 7 bei der Errechnung der Signale für die Elemente des Tastfeldes zu berücksichtigen.
Durch Verwendung zweier unabhängig voneinander bewegbarer Tastfelder wird die übliche Abtastung eines Bildes mit je einem Finger beider Hände ermöglicht.
Die Trennung der optischen Bildabnahme durch die Fernsehkamera 2 von der taktilen Darbietung auf dem Tisch 3 erlaubt eine freie Wahl des Maßstabes für die taktile Darbietung. Der Maßstab kann während des Arbeitens am Gerät, beispielsweise zur Erfassung eines Details, durch Veränderung des elektrischen Verstärkungsfaktors bei der Messung der Koordinaten des Tastfeldes in der Meßeinrichtung 5 oder durch Verwendung einer Gummilinse in der Fernsehkamera 2 verändert werden.
Mehrfarbige Bildvorlagen, z.B. Landkarten mit Gewässern, Grenzen, Verkehrswegen, Städten und Beschriftung in verschiedenen Farben, können durch Verwendung von Farbfiltern vor der Schwarz-Weiß-Fernsehkamera 2 oder durch Verwendung farbigen Lichtes zur Beleuchtung der Vorlage 1 in Bilder mit Teil informationen aufgelöst werden.
Dadurch ist eine an den Tastsinn angepaßte Informationsreduktion zu erreichen.
Grundsätzlich ist die beschriebene Einrichtung auch zum Lesen von dt-numerischen Zeicheh geeignet. Versuche haben zu zeigen, wie Blinde mit kompiexen Bildern und mit natürlichen Bildern einfacher Gegenstände, die von der Fernsehkamera 2 aufgenommen werden, zurechtkommen.
Die zur Zeit an verschiedenen Stellen laufenden Bemühungen zur Realisierung elektrisch ansteuerbarer Tastfelder und die niedrig gewordenen Kosten für elektronische und elektro-optische Bauteile ermöglichen die kostengünstige Realisierung eines Gerätes nach Figur 1.

Claims

Ansprüche

1.) Verfahren und Gerät zur Darbietung von optischen Bildern an Blinde unter Verwendung des Tastsinnes, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bild durch einen optisch-elektrischen Bildwandler, beispielsweise durch eine Fernsehkamera, abgetastet und in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, daß vom Blinden ein auf einem Tisch frei bewegliches Tastfeld von der Größe einer Fingerkuppe, das eine zweidimensionale Anordnung elektrisch erregbarer Stifte, Vibratoren oder sonstiger den Tastsinn erregender Elemente trägt, bewegt wird, daß die Position des Tastfeldes gegen ein gedachtes Koordinatensystem laufend gemessen wird und aus dem Ausgangssignal des Bildwandlers diejenigen Teile ausgeblendet werden, die der Lage und Größe des Tastfeldes entsprechen, und daß die Elemente des Tastfeldes entsprechend dem ausgeblendeten Teil des Bildes erregt werden, so daß dem Blinden der Eindruck vermittelt wird, den er beim unmittelbaren über fahren des Bildes mit einem optisch-mechanische Wandler tragenden Tastfeld erhalten würde.

2.) Verfahren und Gerät zur Darbietung von optischen Bildern an Blinde unter Verwendung des Tastsinnes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Lage des Tastfeldes mit einem zweiten optisch-elektrischen Wandler, beispielsweise einer zweiten Fernsehkaera, erfolgt.

3.) Verfahren und Gerät zur Darbietung von optischen Bildern an Blinde unter Verwendung des Tastsinnes nach den Ansprüchen 1 und 2» dadurch gekennzeichnet, daß zwei unabhängig bewegbare Tastfelder für je einen Finger beider Hände verwendet werden.

4.) Verfahren und Gerät zur Darbietung von optischen Bildern an Blinde unter Verwendung des Tastsinnes nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Maßstab, mit der das optische Bild auf die taktile Darbietung abgebildet wird, durch Veränderung des Verstärkungsgrades bei der Messung der Koordianten des Tastfeldes oder durch Verwendung einer Gummilinse im optisch-elektrischen Bildwandler einsteilbar gemacht wird.

5.) Verfahren und Gerät zur Darbietung von optischen Bildern an Blinde unter Verwendung des Tastsinnes nach den Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mehfdrbige Bilder durch Verwendung von Farbfiltern vor dem optisch-elektrischen Blldwandler oder durch Beleuchtung des Bildes mit farbigem Licht bei der taktilen Darbietung in Teilbllder aufgelöst werden können.