RU2256432C1 - Многофункциональное устройство частичной замены функций зрения для слепых - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к техническим средствам реабилитации инвалидов по зрению, и предназначено для создания специализированных аппаратных средств, позволяющих инвалидам по зрению получать расширенную информацию о свойствах объектов, таких как цвет, светлота, яркость, контраст и адекватно классифицировать полученные данные. Устройство содержит оптический фотоприемник 1, первый усилитель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, блок управления 4, генератор импульсов излучателей 5, второй усилитель 6, полихромный излучатель 7, генератор полифонических колебаний 8, выходной усилитель 9, блок регулировки выходного сигнала 10, звуковое индикационное устройство 11, блок записи/воспроизведения 12, микрофон 13, переключатель режимов 14 и блок питания 15. Изобретение позволяет облегчить процесс исследования объектов, повысить точность и достоверность определения параметров исследуемых объектов. 4 ил.

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к техническим средствам реабилитации инвалидов по зрению, и предназначено для создания специализированных аппаратных средств, позволяющих незрячим людям получать расширенную информацию о свойствах объектов, таких как цвет, светлота, яркость, контраст и адекватно классифицировать полученные данные. Изобретение найдет эффективное применение в быту, в профессиональной деятельности, в специальном образовании, при ориентировке и т.д.

В быту, профессиональной деятельности, в обучении и в играх инвалиды по зрению часто сталкиваются с ситуациями, в которых им необходимо иметь представление о некоторых видимых свойствах объектов, на которые, как правило, ориентируются зрячие люди, формируя их в соответствии со своими потребностями.

В качестве некоторых примеров потребности получения информации о видимых свойствах объектов в профессиональной деятельности инвалидов по зрению можно привести необходимость различения светлоты объектов или их цвета при сортировке тканей, жгутов или деталей, определении стороны листа с плоскопечатным текстом для правильной его укладки в сканер для последующей правильной работы с компьютерными программами распознавания и озвучивания текста и т.д.

Примерами практического использования подобной информации в специальном образовании могут являться исследования нарисованных контуров фигур и рисунков, знаков, картографических маршрутов и др.

В быту определение или оценка яркости объектов необходима при проверке правильности выключения источников света, при проверке функционирования индикационных ламп бытовых электроприборов и др.

При ориентировке даже самая простая информация об оптических свойствах препятствий и ориентиров может существенно улучшить качество самостоятельного передвижения: для этого могут быть полезны и определение цвета известного ориентира (например, стены, двери и др.) для правильной его идентификации при возникновении проблем движения по стандартному маршруту и выделение ярких источников оптического излучения, например фонарей или витрин, при использовании их в качестве удаленных ориентиров. Кроме того, определение или оценка видимых параметров многих природных объектов также может служить важным дополнительным источником информации для незрячего или слабовидящего человека. К таким свойствам (параметрам) относятся во многих случаях цвет, светлота, контрастность, яркость и освещенность объектов.

Исходя из вышеизложенного, необходимо считать разработку устройства подобного назначения актуальной технической и социальной задачей.

Известно устройство для преобразования видимого изображения в звуковую форму (Европейский патент “A blind person transformer of vision to sound” EP 0235460 A1, A 61 F 9/08, G 09 В 21/00, выбранное в качестве аналога), включающее отдельный конструктивный блок, содержащий фоточувствительные датчики яркости и цвета, два переключателя режимов: (оценки цвета или яркости), соединенный кабелем с неким аппаратно-программным комплексом, предназначенным для анализа полученных данных, их обработки и представления результатов в форме речевых сигналов (например, “красный” или “темный”), наушника и (или) динамика. Измерения проводятся в непосредственном контакте с исследуемой поверхностью, при этом полученный аналоговый сигнал с фоточувствительных датчиков преобразуется в цифровой код и пересылается на аппаратно-программный комплекс для анализа. После проведенного анализа сигналов, полученных с фоточувствительных датчиков, результат представляется в речевой форме. Объектами озвучивания являются цвета или уровни освещенности (пять уровней).

К недостаткам этого устройства следует отнести следующее:

- ограниченность исследований и неудобство практического применения устройства вследствие необходимости подсоединения к автономному сенсорному блоку отдельного устройства анализа и генерации речевых сообщений,

- возможность представления полученных результатов только в речевой форме, что при исследовании больших объектов или пространств может быть очень длительной и утомительной процедурой, т.к. для достижения поставленной цели каждую точку исследуемого пространства необходимо индивидуально озвучивать в речевой форме,

- ограниченность определения яркостных параметров объектов (5 градаций) не позволяет эффективно выделять и разделять элементы поверхностей, имеющих близкие яркостные параметры,

- возможность только контактного исследования свойств поверхностей объектов, отсутствие возможности определения и исследования удаленных препятствий или ориентиров, таких как солнце, луна, фонари, окна, открытые проходы и т.д.,

- отсутствие специализированных режимов работы, основанных на определении цвета или освещенности, приспособленных для выполнения специфических нужд слепого человека, таких как идентификация по цвету типа объекта и др.

Известно также устройство для определения цвета и яркости поверхностей (патент Франции №8801827, A 61 F 9/08, 1988. “Dispositif optoacoustique destine aux non-voyants”), наиболее близкое по технической сущности и выбранное в качестве прототипа. Устройство содержит фотоэлементы, чувствительная площадка которых снабжена оптическими фильтрами (красным, синим, зеленым). Сигналы с чувствительных элементов анализируются блоком обработки, который может формировать два типа сигналов: сигнал цветности и сигнал яркости. Сигнал цветности воздействует на программируемый счетчик (коэффициент деления которого определяется сигналом цветности), на который также воздействует низкочастотный генератор. В результате формируется модулированный электрический сигнал, частотные параметры которого зависят от состояния фоточувствительных элементов. Этот сигнал подается на усилитель, который возбуждает звуковые колебания пьезодинамика. Громкость звучания информационного сигнала определяет сигнал яркости, управляющий режимом усиления выходного усилителя звуковых частот. Устройство предназначено для использовании незрячими людьми при оценке яркости окружающего пространства и определения цвета исследуемых предметов путем преобразования излучения видимого диапазона в определенном телесном угле в звуковые частотно-модулированные сигналы.

Недостатком указанного устройства является ограниченность получаемой информации и ее неопределенность, что выражается в следующем:

- сложно, практически, представить цвет объектов с помощью звукового сигнала, изменяющего тональность;

- представление цвета в устройстве обеспечивается с помощью звучащих музыкальных нот, соответствующих различным цветам. Однако выбор соотношений нот и цветов, которые они должны обозначать, является субъективным, основанным на одном из алгоритмов, выбранным разработчиком и вследствие своей дискретности и субъективности не позволяет с высокой точностью определять, оценивать или сравнивать цвета;

- использование исключительно внешних источников света (например, солнца) ограничивает возможности функционирования устройства в темное время суток;

- использование только внешних источников света может приводить к ошибкам распознавания характерных свойств объектов (например, светлая поверхность с падающей на нее тенью не может восприниматься устройством как однородная);

- отсутствуют специализированные режимы работы, основанные на определении цвета или освещенности, приспособленных для выполнения специфических нужд слепого человека, таких как идентификация по цвету типа объекта и др.

Настоящее изобретение решает задачу расширения возможностей распознавания инвалидами по зрению элементов окружающей среды и их свойств, повышения точности и достоверности определяемых видимых параметров объектов, правильности их классификации, для обеспечения прикладных приложений, а также повышения удобства использования устройства.

Решение поставленной задачи осуществляется следующим образом.

Многофункциональное устройство частичной замены функций зрения для слепых, содержащее последовательно соединенные оптический фотоприемник, первый усилитель и аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к первому входу блока управления, выходной усилитель, на выходе которого установлено индикационное звуковое устройство, а к третьему входу подключен блок регулировки уровня выходного сигнала, а также переключатель режимов работы устройства, выход которого подключен ко второму входу блока управления, и блок питания, подключенный к соответствующим входам оптического фотоприемника, первого усилителя, аналого-цифрового преобразователя, блока управления, выходного усилителя, индикационного звукового устройства, блока регулировки уровня выходного сигнала и переключателя режимов работы, согласно настоящему изобретению снабжено установленными на первом выходе блока управления последовательно соединенными генератором импульсов излучателей, вторым усилителем и полихромным излучателем, а также генератором полифонических колебаний, вход которого подключен ко второму выходу блока управления, а выход - к первому входу выходного усилителя, и блоком записи и воспроизведения речи, выход которого подключен ко второму входу выходного усилителя, первый вход соединен с третьим выходом блока управления, а второй вход - с выходом микрофона, при этом соответствующие входы генератора импульсов излучателей, второго усилителя, полихромного излучателя, генератора полифонических колебаний, блока записи и воспроизведения речи и микрофона подключены к блоку питания.

Технический результат настоящего изобретения заключается в существенном расширении количества правильно и адекватно воспринимаемых инвалидом по зрению или человеком с нарушениями зрения элементов окружающего пространства (цвета, яркости, контраста), а также их правильной классификации. Изобретение позволяет инвалидам по зрению значительно облегчить процесс исследования объектов, повысить достоверность и точность определения различных параметров исследуемых объектов и их свойств, упростить процессы настройки и регулировки устройства при его создании, снизить энергопотребление и соответственно снизить габариты, вес и цену законченного устройства, создать условия для самостоятельного расширения функциональных свойств устройства.

Сущность изобретения поясняется примером конкретной реализации устройства для исследования поверхности объектов и источников света следующими чертежами:

фиг.1 - блок-схема устройства;

фиг.2 - блок-схема блока управления 4;

фиг.3 - укрупненная блок-схема алгоритма работы устройства;

фиг.4 - вариант формирования полифонических частот.

Патентуемое устройство (фиг.1) содержит последовательно соединенные оптический фотоприемник 1, первый усилитель 2 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, выход которого подключен к первому входу блока управления 4.

На первом выходе блока управления 4 установлены последовательно соединенные генератор импульсов излучателей 5, второй усилитель 6 и полихромный излучатель 7.

Второй выход бока управления 4 подключен к генератору полифонических колебаний 8, выход которого подключен к первому входу выходного усилителя 9. Третий вход выходного усилителя 9 соединен с блоком регулировки выходного сигнала 10, позволяющего изменять уровень сигнала, подаваемого с выходного усилителя 9 на индикационное звуковое устройство 11, вход которого подключен к выходу выходного усилителя 9.

Третий выход блока управления 4 подключен к первому входу блока записи-воспроизведения 12, выход которого подключен ко второму входу выходного усилителя 9, а второй вход - к выходу микрофона 13.

Устройство содержит также переключатель режимов 14, выход которого подключен ко второму входу блока управления 4, и блок питания 15, обеспечивающий функционирование всех блоков устройства (1-14).

Все блоки патентуемого устройства могут быть реализованы на основе современных электронных компонентов высокой степени интеграции, что обеспечивает минимизацию массогабаритных характеристик устройства, повышенную надежность и долговечность.

Оптический фотоприемник 1 обеспечивает получение информации о яркости исследуемого сектора пространства и может быть реализован, например, в виде фотодиода S1337-66BR (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2003 г., стр.947, а также www.elfa.se), или другого фоточувствительного элемента, обладающего чувствительностью в спектральной области восприятия человеческого глаза (диапазон от фиолетовой до красной области оптического спектра).

Усилители 2, 6 и 9 обеспечивают соответственно необходимый уровень сигнала оптического фотоприемника 1, полихромного излучателя 7, индикационного устройства 11 и могут быть реализованы по любой известной схеме усилителей мощности и усилителей фотосигнала, например по схемам, приведенным в каталоге-справочнике радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2003 г., стр.1036 - схема включения микросхемы LM 386 и схема усилителя сигнала фотодиода ОРТ 101, стр.949.

Аналого-цифровой преобразователь 3 предназначен для проведения аналого-цифрового преобразования сигнала с фотоприемника для дальнейшей его обработки в цифровой форме и может быть реализован на основе одного из современных микроконтроллеров (например, PIC 16F876, каталог фирмы Microchip: Product line card (january-march 2003),стр.7; а также www.microchip.com.).

Блок регулировки уровня выходного сигнала 10, подключенный к третьему входу выходного усилителя 9, предназначен для обеспечения ситуационно необходимой громкости индикационного звукового устройства 11 и в простейшем случае может быть реализован на основе переменного резистора (см. схему включения микросхемы LM 386, приведенную в каталоге-справочнике радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2003 г., стр. 1036).

В качестве звукового индикационного элемента 11 в патентуемом устройстве может быть использован, например, миниатюрный динамик типа 43CS08B2 (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2003 г., стр.1497).

Блок управления 4 (Фиг.2) содержит следующие элементы: мультиплексор-вычислитель (арифметическо-логическое устройство) 16, блок портов ввода-вывода 17, блока памяти 18, блока сравнения данных 19. Мультиплексор - вычислитель 16 обеспечивает синхронную работу всего блока, в том числе связанных с ним двунаправленной многоразрядной шиной блок портов ввода-вывода 17, блок памяти 18, блок сравнения данных 19. Мультиплексор-вычислитель 16 может быть реализован, например, в виде стандартной микро-ЭВМ ATtiny (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2003 г., стр.1238).

Блок памяти 18 предназначен для записи в нем эталонных параметров сигнала, соответствующих различным цветам, их интенсивностям и насыщенности, а также для хранения основной функциональной программы работы устройства. Блок памяти 18 может быть реализован на базе стандартной микросхемы 24LC65 (каталог фирмы Microchip: Product line card (january-march 2003), стр.35, или www.microchip.com).

Блок сравнения данных 19 обеспечивает сравнение данных блока оптического фотоприемника 1, усиленных и преобразованных в аналого-цифровом преобразователе в цифровой код с записанными в блоке памяти 18 цифровыми эталонами цветов, яркостей и интенсивностей; может быть реализован на основе стандартной микросхемы 74LS85/NTE (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2003 г., стр.1175).

Все узлы блока управления 4 (блоки 16-19) могут быть реализованы на базе однофункциональных электронных компонентов, однако предпочтительней их реализация на основе одного микроконтроллера (например, PIC 16F876, каталог фирмы Microchip: Product line card (january-march 2003),стр.7; www.microchip.com.). со следующими характеристиками:

- программируемая память - 14336 байт,

- количество портов ввода-вывода – до 22,

- количество восьмиразрядных аналого-цифровых преобразователей - до пяти,

- количество внутренних таймеров - до трех,

- возможные интерфейсы: AUSART, MI2S, SPI,

- максимальное быстродействие - до 20 мГц.

Первый и второй входы блока управления 4 являются соответственно первым и вторым входами блока портов ввода-вывода, а первый, второй и третий выходы блока управления являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока портов ввода-вывода.

Функционирование блока управления 4 обеспечивает согласованную работу всего устройства, в том числе:

- согласованную работу оптического фотоприемника 1 и полихромного излучателя 7,

- управление работой генератора полифонических колебаний 8,

- управление работой блока записи-воспроизведения речи 12,

- переключение режимов работы устройства,

- обмен и сравнение информации, полученной с блока аналого-цифрового преобразования 3 с эталонной информацией, заключенной в блоке памяти 18.

Генератор полифонических колебаний 8 служит для создания разнообразных электрических сигналов, способных инициировать работу индикационного звукового устройства 11 и может быть реализован по известным схемам управляемого генератора (см., например, микросхему 4029, каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2003 г., стр.1192). Один из вариантов формирования полифонических сигналов представлен на Фиг.4.

Генератор импульсов излучателей 5 предназначен для излучения световых импульсов в блоке полихромного излучателя 7, согласованно с работой блока аналого-цифрового преобразования 3 и может быть реализован по известным схемам управляемого генератора (см., например, микросхему 4029, каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2003 г., стр.1192).

Генератор импульсов излучателей 5 и генератор полифонических колебаний 8 могут быть реализованы на отдельных электронных компонентах малой степени интеграции, вместе с тем оптимальным является их реализация на базе основного используемого микроконтроллера, например PIC 16F876 (каталог фирмы Microchip: Product line card (january-march 2003), стр.7).

Программирование микроконтроллера в этом случае может вестись с помощью стандартного программатора микроконтроллеров “PRO MATE” или “ТРИТОН”.

Переключатель режимов 14 служит для переключения режимов работы устройства и может быть реализован в виде стандартной кнопки или переключателя, например DI-08S (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2003 г., стр.99).

Полихромный излучатель 7 обеспечивает облучение исследуемой поверхности различными по спектру световыми потоками (как правило - красным, зеленым и синим) и может быть реализован, например, на основе многоцветного светодиода, или нескольких одноцветных светодиодов типа 110106, 110104, HLMPWG02 (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2003 г., стр.926-927).

Блок записи-воспроизведения 12 предназначен для генерации речевых сообщений и может быть реализован на основе одной из микросхем фирмы “Winbond”, например ISD2560 или ISD 4002 (см. Микросхемы для телефонии и средств связи. М., Додека, 1999, стр.288, а также www.ISD.com.)

Микрофон 13 служит для самостоятельной записи пользователем цветов или других вербальных определений характеристик поверхностей исследуемых объектов. В качестве микрофона может быть использован, например, EM-6LS или ES301 (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2003 г., стр.1489).

Блок питания 15 предназначен для функционирования всего устройства в целом и может быть реализован на стандартных источниках питания - батарейках, аккумуляторах, например N-6PT (см. каталог-справочник радиотехнических элементов шведской фирмы ELFA за 2003 г., стр.1333).

Благодаря своим расширенным эксплуатационным возможностям разработанное устройство может работать как в различных режимах, так и в комбинациях этих режимов:

1. пассивный дистанционный локационный режим для определения яркостной картины окружающего пространства в заданном телесном угле;

2. контактный активный режим для определения яркостно-цветовых параметров исследуемых объектов;

3. контактный активный режим для определения цветов исследуемых поверхностей;

4. контактный активный идентификационный режим для идентификации нужных объектов по их яркостно-цветовым параметрам;

5. режим записи данных и речевых обозначений для реализации режима 4.

Комбинации имеющихся в наборе режимов работы устройства позволяют инвалиду по зрению по новому организовать процесс исследования поверхностей объектов, сочетая динамично изменяющиеся в реальном масштабе времени звуковые полифонические сигналы (режимы 1 и 2) с классификационными речевыми определениями в других режимах (режимы 3 и 4), что позволяет значительно сократить время на исследование характеристик неоднородных объектов, индивидуально оптимизировать и сделать более эргономичными эти процессы.

Патентуемое устройство работает следующим образом.

В первом пассивном режиме оптический фотоприемник 1 воспринимает яркостные характеристики окружающего пространства в заданном телесном угле, преобразуя их в электрические сигналы, которые после усиления в блоке первого усилителя 2 и проведения аналого-цифрового преобразования в блоке 3 попадают на блок управления 4. Блок управления 4 управляет частотными последовательностями генератора полифонических колебаний 8, которые после усиления инициируют работу индикационного звукового устройства 11. Наиболее эргономичным является режим, при котором повышенной яркости объекта соответствует более высокая частота информационного сигнала с генератора полифонических колебаний 8.

В контактном активном режиме (2) для определения яркостно-цветовых параметров исследуемых объектов устройство прикладывают оптическим фотоприемником 1 к исследуемому объекту, при этом включается полихромный излучатель 7, освещающий поверхность в поле зрения оптического фотоприемника 1. Отраженный от поверхности объекта сигнал воспринимается оптическим фотоприемником 1, который преобразует его в электрический сигнал. Сигнал после усиления в блоке 2 и проведения аналого-цифрового преобразования в блоке 3 поступает на блок управления 4, который на основе полученных результатов управляет генератором полифонических колебаний 8, формирует нужные индикационные сигналы, воспринимаемые пользователем с помощью индикационного устройства блока 11.

В этом режиме введенный в устройство излучатель 7 выполнен полихромным, что обеспечивает кардинальное улучшение качества распознавания и разрешения близких по отражающей способности поверхностей, обеспечивает более тонкое различение свойств поверхностей. Если использовать, например, излучатель с излучением белого цвета, оптический фотоприемник 1 мог бы формировать сходные индикационные сигналы при оценке зеленых и красных областей исследуемого поля в случае, если их интегральные отражательные способности в видимом диапазоне были бы близки. Если излучатель выполнить, например, только красным, фотоприемник 1 может формировать схожие сигналы при исследовании белых и красных областей исследуемого поля. Патентуемое устройство лишено этих недостатков, поскольку поверхность объекта анализируют с помощью излучателей различного цвета. Различия, не обнаруженные при исследовании поверхности с источником излучения одного цвета, могут быть замечены при исследовании с источником излучения другого цвета. Замеченные отличия в разных исследуемых условиях фиксируются блоком управления 4 и формируют соответствующий сигнал управления генератором полифонических колебаний 8, который позволяет пользователю на слух зафиксировать разницу в характеристиках исследуемых поверхностей объектов.

При определении цвета объекта проводится, как правило, три измерения отраженных от исследуемой поверхности сигналов - от красного, синего и зеленого излучателей. Амплитуда отраженных сигналов от источников излучения с разным спектральным составом преобразуется в генераторе полифонических колебаний 8 по линейному или иному закону в частоту, которая, взаимодействуя со звуковым индикатором, воспринимается органом слуха пользователя. При этом в блоке 8 формируется звуковой импульс, состоящий из трех составляющих, отличающихся по частоте, который после усиления подается на индикационное устройство. Каждая из составляющих звукового импульса имеет свой частотный спектр, соответствующий уровню отраженного цветового излучения (обычно, красного, зеленого, синего). После определенной тренировки такие сигналы легко отличаются пользователем на слух при их сравнении. При этом возникает возможность представления спектрального состава отражающей поверхности исследуемого объекта практически без ошибок дискретизации (при использовании многоразрядного, например восьмиразрядного, АЦП) по алгоритму, схожему с работой человеческого глаза, что и позволяет повысить адекватность восприятия пользователем характеристик отражающей способности объекта - его светлоты, интенсивности, цвета. Пример формирования звукового (полифонического) импульса и соответствующих ему тональных частот приведены на Фиг.4. На фигуре наиболее интенсивный отраженный сигнал получен от красного источника излучения, средний уровень отраженного сигнала получен от излучателя синего цвета и наименьший сигнал - от излучателя зеленого цвета.

В контактном активном режиме (3) для определения цветов исследуемых поверхностей оптический фотоприемник 1 подносится к исследуемому объекту, при этом включается полихромный излучатель 7, освещающий поверхность объекта в поле зрения оптического фотоприемника 1. В этом режиме, как правило, достаточно использования трехцветного излучателя (красно-зелено-синего), однако для решения специальных задач (например, для тонкого исследования цвета объектов), число цветовых излучателей может быть увеличено. Применение полихромного излучателя 7 вместо нескольких фотоприемников с оптическими фильтрами (как это имеет место в прототипе) и освещения поверхности белым светом позволяет упростить настройку устройства, снизить его энергопотребление и габариты, что очень важно для мобильных реабилитационных устройств. Это связано с тем, что оптические фильтры не пропускают часть энергии белого света, которая, таким образом, расходуется напрасно. Этого недостатка нет в разработанном устройстве, при облучении исследуемой поверхности цветовым излучением практически вся затраченная световая энергия идет на достижение поставленной цели.

После освещения поверхности объекта полихромным излучателем 7 полученные данные обрабатываются в блоке управления 4 и сравниваются в блоке сравнения данных 19 с записанными в блоке памяти 18 цифровыми эталонами цветов, их интенсивностей и светлоты. На основании проведенного сравнения в блоке 4 идентифицируется цвет объекта, его интенсивность и светлота. Для каждого цвета и уровня яркости в блоке управления 4 имеется свой цифровой код, записанный при его программировании, который пересылается на блок записи-воспроизведения речевых сообщений 12. Сформированный код запускает необходимое, заранее записанное (на программаторе, не входящем в состав устройства, собранном для серийного производства устройств по одной из стандартных схем (см. Микросхемы для телефонии и средств связи. М., Додека, 1999, стр.288-296; см.www.ISD.com.) речевое сообщение (например “Интенсивный”, “Темный”, “Зеленый”). Укрупненная блок-схема алгоритма работы устройства приведена на фиг.3. Полная информация относительно программного продукта, обеспечивающего работу устройства в различных режимах, содержится в технической документации заявителя.

В контактном активном режиме (4) для нахождения нужных объектов по их яркостно-цветовым параметрам данные, полученные с конкретной поверхности объекта исследования, записываются в блоке памяти 18 и озвучиваются пользователем особо.

Так, например, он может после приведения переключателя режимов в положение, соответствующее режиму самостоятельной записи (режим 5), записать в блоке памяти 18 результаты измерений, полученные при исследовании цвета пиджака и цвета брюк к нему, одновременно сделав с помощью микрофона 13 и блока записи-воспроизведения речи 12 соответствующие речевые обозначения. Режим записи данных при этом обеспечивается блоком управления 4.

В результате, используя контактный активный режим (4) при поиске нужной вещи, инвалид по зрению сможет с помощью идентификации вещи по ее цветовым и яркостным показателям слышать индикационные речевые сообщения, обозначающие не цвет, а название искомой вещи (“зеленая рубашка”, “брюки к твидовому пиджаку”, “красная бабушкина чашка” и т.д.). В этом режиме цифровые данные о конкретной вещи или объекте запоминаются в блоке памяти 18, при этом им присваивается код, который будет затем инициировать соответствующее записанное речевое сообщение в случае получения аналогичных результатов.

Таким образом, введение в устройство генератора импульсов излучателя 5, второго усилителя 6 и полихромного излучателя 7 позволяет повысить точность преобразования оптических параметров поверхности в их звуковые эквиваленты, что обеспечивает инвалиду по зрению возможность вести исследования окружающих его объектов не только бесконтактным, но и контактным способом, избегая ошибок измерений, связанных с особенностями внешнего освещения исследуемого объекта.

Введение генератора полифонических колебаний 8 позволяет повысить качество различения поверхностей с близкими отражательными характеристиками.

Введение микрофона 13, устройства записи и воспроизведения речевых сигналов 12, генератора импульсов излучателя 5, второго усилителя 6 и полихромного излучателя 7 позволяет пользователю получать информацию о цветовых характеристиках объекта в вербальной форме, а также обеспечить реализацию индивидуальных режимов идентификации вещей по их цвету.

Испытания экспериментального образца устройства показали его высокую востребованность у потенциальных пользователей, обусловленную значительным расширением возможностей, которые предоставляет им новое устройство. Разработанное устройство является первым отечественным определителем цветовых параметров объектов для слепых.

Claims (1)

1. Многофункциональное устройство частичной замены функций зрения для слепых, содержащее последовательно соединенные оптический фотоприемник, первый усилитель и аналого-цифровой преобразователь, выход которого подключен к первому входу блока управления, выходной усилитель, на выходе которого установлено индикационное звуковое устройство, а к третьему входу подключен блок регулировки уровня выходного сигнала, а также переключатель режимов работы устройства, выход которого подключен ко второму входу блока управления, и блок питания, подключенный к соответствующим входам оптического фотоприемника, первого усилителя, аналого-цифрового преобразователя, блока управления, выходного усилителя, блока регулировки уровня выходного сигнала, индикационного звукового устройства и переключателя режимов работы, отличающееся тем, что устройство снабжено установленными на первом выходе блока управления последовательно соединенными генератором импульсов излучателей, вторым усилителем и полихромным излучателем, а также генератором полифонических колебаний, вход которого подключен ко второму выходу блока управления, а выход - к первому входу выходного усилителя, и блоком записи и воспроизведения речи, выход которого подключен ко второму входу выходного усилителя, первый вход соединен с третьим выходом блока управления, а второй вход - с выходом микрофона, при этом соответствующие входы генератора импульсов излучателей, второго усилителя, полихромного излучателя, генератора полифонических колебаний, блок записи и воспроизведения речи и микрофона подключены к блоку питания.

Images