RU2752755C1 - Method for individual correction of parameters of technical channels for transmission of educational content perceived by auditory organs - Google Patents
Method for individual correction of parameters of technical channels for transmission of educational content perceived by auditory organs Download PDFInfo
- Publication number
- RU2752755C1 RU2752755C1 RU2020129377A RU2020129377A RU2752755C1 RU 2752755 C1 RU2752755 C1 RU 2752755C1 RU 2020129377 A RU2020129377 A RU 2020129377A RU 2020129377 A RU2020129377 A RU 2020129377A RU 2752755 C1 RU2752755 C1 RU 2752755C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parameters
- students
- individual
- student
- teacher
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
- G10L—SPEECH ANALYSIS OR SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
- G10L19/00—Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
Abstract
Description
Изобретение относится к области образования, а именно к способам коррекции параметров акустического канала передачи образовательного контента.The invention relates to the field of education, and in particular to methods for correcting the parameters of the acoustic transmission channel of educational content.
Обучающиеся могут воспринимать информацию в процессе обучения при помощи различных анализаторов, например, зрительного, слухового, тактильного, осязательного, вкусового [Ситдикова Г.Ф., Яковлева О.В., Яковлев А.В. Практикум по физиологии сенсорных систем: кожная сенсорная система, слуховой анализатор, вкусовая чувствительность/ Ситдикова Г.Ф., Яковлева О.В., Яковлев А.В. - Казань: КГУ.- 2009. - 39 с., стр. 1 - 39, Инженерная психология : метод. указания и контр. вопр. для студ. спец. «Моделирование и компьютерное проектирование радиоэлектронных средств» и «Техническое обеспечение безопасности» заоч. Формы обуч. / сост. В.М. Алефиренко. - Минск : БГУИР, 2009 - 17 с., стр. 1 - 17]. Students can perceive information in the learning process using various analyzers, for example, visual, auditory, tactile, tactile, gustatory [Sitdikova GF, Yakovleva OV, Yakovlev A.V. Workshop on the physiology of sensory systems: skin sensory system, auditory analyzer, gustatory sensitivity / Sitdikova G.F., Yakovleva O.V., Yakovlev A.V. - Kazan: KSU. - 2009. - 39 p., Pp. 1 - 39, Engineering psychology: method. instructions and counter. question for stud. specialist. "Modeling and computer design of radio electronic means" and "Technical security" correspondence course. Forms of training. / comp. V.M. Alefirenko. - Minsk: BSUIR, 2009 - 17 p., P. 1 - 17].
Существующие способы передачи информации обучающимся рассчитаны в основном слуховой анализатор. При этом слуховой аппарат человека при восприятии переданной речевой информации выступает в качестве приемника. В аппарат, обозначаемый термином «ухо», входят: наружное (звукоулавливающий аппарат), среднее (звуко-передающий аппарат) и внутреннее (звуковоспринимающий аппарат) ухо. Ухо человека обладает свойствами частотного анализатора, дискретным восприятием по частотному и динамическому диапазонам. Ухо воспринимает определенные частоты звуков благодаря функциональной способности волокон его мембраны к резонансу. Физиологическое значение наружного и среднего уха заключается в проведении и усилении звуков. Слуховой анализатор человека «улавливает» форму волны, частотный спектр чистых тонов и шумов, осуществляет анализ и синтез в определенных пределах частотных компонент звуковых раздражении, обнаруживает и опознает звуки в большом диапазоне интенсивностей и частот.The existing methods of transmitting information to students are designed mainly by the auditory analyzer. In this case, the human hearing aid acts as a receiver when perceiving transmitted speech information. The apparatus designated by the term "ear" includes: the external (sound-detecting apparatus), the middle (sound-transmitting apparatus) and the inner (sound-perceiving apparatus) ear. The human ear has the properties of a frequency analyzer, discrete perception in frequency and dynamic ranges. The ear perceives certain frequencies of sounds due to the functional ability of the fibers of its membrane to resonate. The physiological significance of the outer and middle ear lies in the conduction and amplification of sounds. The human auditory analyzer "captures" the waveform, the frequency spectrum of pure tones and noises, analyzes and synthesizes within certain limits the frequency components of sound stimulation, detects and identifies sounds in a wide range of intensities and frequencies.
Выделяют следующие характеристики слухового аппарата человека: частотный и динамический диапазон, избирательность (разрешающая способность), абсолютный и дифференциальный пороги (по громкости и высоте), область слухового восприятия, ширина критической полоски слуха на средних и высоких частотах, чувствительность к чистым тонам, временной порог чувствительности, постоянная времени слуха при нарастании звука и при спаде и др. При этом значения данных характеристик для каждого человека индивидуальны [Характеристики слуха и разборчивость речи. Электронный ресурс: https://siblec.ru/telekommunikatsii/ustrojstva-preobrazovaniya-i-obrabotki-informatsii-v-sistemakh-podvizhnoj-radiosvyazi/4-kharakteristiki-slukha-i-razborchivost-rechi. Дата обращения 30.08.2020 г.; Методологические основы инженерной психологии. Электронные ресурс: https://infopedia.su/3x62d9.html. Дата обращения 30.08.2020 г.].The following characteristics of the human hearing system are distinguished: frequency and dynamic range, selectivity (resolution), absolute and differential thresholds (in terms of loudness and height), area of auditory perception, width of the critical hearing aid at medium and high frequencies, sensitivity to pure tones, time threshold sensitivity, the time constant of hearing when the sound rises and falls, etc. In this case, the values of these characteristics for each person are individual [Hearing characteristics and speech intelligibility. Electronic resource: https://siblec.ru/telekommunikatsii/ustrojstva-preobrazovaniya-i-obrabotki-informatsii-v-sistemakh-podvizhnoj-radiosvyazi/4-kharakteristiki-slukha-i-razborchivost-rechi. Date of treatment 08/30/2020; Methodological foundations of engineering psychology. Electronic resource: https://infopedia.su/3x62d9.html. Date of treatment 08/30/2020].
В любых системах связи самое лучшее восприятие происходит, когда приемник (3, фиг. 1) по своим параметрам полностью согласован с параметрами передатчика (2, фиг.1). Сигналы приема S’(t) и передачи S(t) должны быть согласованы по амплитуде, частоте, фазе, спектру, форме амплитудно-частотной характеристике и другим параметрам.In any communication systems, the best perception occurs when the receiver (3, Fig. 1) in its parameters is fully matched to the parameters of the transmitter (2, Fig. 1). The signals of reception S '(t) and transmission S (t) must be matched in amplitude, frequency, phase, spectrum, shape, amplitude-frequency characteristic and other parameters.
В роли передатчика в процессе обучения выступает речевой аппарат преподавателя. Речевые сигналы акустически представляют собой распространяемые в воздушной среде сложные по своей структуре звуковые колебания, которые характеризуются в отношении их частоты (числа колебаний в секунду), интенсивности (амплитуды колебаний) и длительности. Все эти характеристики подвержены изменениям на протяжении одного речевого сигнала.The teacher's speech apparatus acts as a transmitter in the learning process. Speech signals are acoustically distributed in the air, sound vibrations of complex structure, which are characterized in relation to their frequency (number of vibrations per second), intensity (amplitude of vibrations) and duration. All these characteristics are subject to changes during one speech signal.
Источниками возникновения речевых звуков в артикуляторном тракте человека являются:The sources of speech sounds in the human articulatory tract are:
периодические модуляции посредством колеблющихся голосовых связок воздушного потока, подаваемого из легких (голосовой источник);periodic modulation by means of vibrating vocal cords of the air flow supplied from the lungs (vocal source);
турбулентные завихрения воздушного потока в сужениях произносительного тракта (шумовой, или вихревой, источник);turbulent eddies of the air flow in the constrictions of the pronunciation tract (noise, or vortex, source);
скачкообразное изменение давления воздуха в артикуляторном тракте при резком раскрытии смычки (взрывной, или импульсный, источник).abrupt change in air pressure in the articulatory tract with a sharp opening of the bow (explosive, or impulsive, source).
Возбужденный речевой звук модифицируется в отношении своего частотного состава в акустическом фильтре, который образуют активные и пассивные артикуляторные органы (голосовые связки, задняя стенка полости зева, надгортанник, небная занавеска вместе с язычком, язык, губы, зубы, альвеолы, небо) и система резонаторов (полость гортани, полость зева, носовая полость, полость рта, а также полость, образуемая в пространстве между губами и зубами).Excited speech sound is modified in relation to its frequency composition in the acoustic filter, which is formed by active and passive articulatory organs (vocal cords, posterior wall of the pharyngeal cavity, epiglottis, palatine curtain with the uvula, tongue, lips, teeth, alveoli, palate) and the resonator system (laryngeal cavity, throat cavity, nasal cavity, oral cavity, as well as the cavity formed in the space between the lips and teeth).
Ртовый резонатор, роль которого в модификации речевых звуков наиболее важна, может быстро менять свой объем и свою конфигурацию. В результате отдельные составляющие возбужденного звука усиливаются или ослабляются. Каждый звук приобретает в итоге свои индивидуальные акустические особенности. Его отличают от других звуков, во-первых, спектральные амплитудно-частотные характеристики, наблюдаемые при аппаратном анализе как полосы частот, усиленные резонаторами (форманты), и, во-вторых, его временная структура [ И.П. Сусов. Акустические и физиологические характеристики речи. Электронный ресурс: http://homepages.tversu.ru/~ips/2_04.htm. Дата обращения 30.06.2020 г.].The mouth cavity, which plays the most important role in modifying speech sounds, can rapidly change its volume and configuration. As a result, the individual components of the excited sound are amplified or attenuated. As a result, each sound acquires its own individual acoustic characteristics. It is distinguished from other sounds, firstly, the spectral amplitude-frequency characteristics observed in the instrumental analysis as frequency bands, amplified by resonators (formants), and, secondly, its temporal structure [I.P. Susov. Acoustic and physiological characteristics of speech. Electronic resource: http://homepages.tversu.ru/~ips/2_04.htm. Date of treatment June 30, 2020].
Зачастую индивидуальные характеристики речевого аппарата преподавателя и индивидуальные характеристики слухового аппарата обучающихся не совпадают, тем самым рассогласованность отрицательно влияет на возможность и качество приема образовательного контента. Ситуация усугубляется при использовании технических средств, при этом степень рассогласования предопределяется их характеристиками.Often, the individual characteristics of the teacher's speech apparatus and the individual characteristics of the students' hearing apparatus do not coincide, thereby the mismatch negatively affects the possibility and quality of receiving educational content. The situation is aggravated when using technical means, while the degree of mismatch is predetermined by their characteristics.
На принимаемый сигнал также непосредственное влияние оказывает среда распространения. Интенсивность (мощность, звуковое давление) акустической волны, распространяющейся в воздушной среде, убывает при удалении от источника сигнала. Это убывание обусловлено расширением фронта волны и ее поглощением и рассеянием. Размер и форма помещения, его отделка, расположение объектов в пространстве вследствие возникновения явлений поглощения, рассеяния, отражения, интерференции звуковых волн, оказывают существенное влияние на параметры принимаемого сигнала. Кроме того, порог слышимости слухового анализатора существенно зависит от условий прослушивания: в тишине или на фоне шума (или другого мешающего звука).The received signal is also directly influenced by the propagation medium. The intensity (power, sound pressure) of the acoustic wave propagating in the air decreases with distance from the signal source. This decrease is due to the expansion of the wave front and its absorption and scattering. The size and shape of the room, its decoration, the location of objects in space due to the occurrence of phenomena of absorption, scattering, reflection, interference of sound waves, have a significant impact on the parameters of the received signal. In addition, the threshold of hearing of the auditory analyzer significantly depends on the listening conditions: in silence or against the background of noise (or other disturbing sound).
Суть изобретения состоит в том, чтобы в процессе взаимодействия между преподавателем и обучающимися была достигнута согласованность характеристик речевого аппарата преподавателя (передатчика) с характеристиками слухового аппарата каждого обучающегося (приемника) за счет коррекции параметров используемых технических средств. При этом параметры акустического канала не корректируются, так как минимизирована дистанция между источником звука и акустоэлектрическим преобразователем, а также между электроакустическим преобразователем и органами слуха человека.The essence of the invention lies in the fact that in the process of interaction between the teacher and the students, consistency of the characteristics of the teacher's speech apparatus (transmitter) with the characteristics of the hearing aid of each student (receiver) was achieved by correcting the parameters of the technical means used. In this case, the parameters of the acoustic channel are not corrected, since the distance between the sound source and the acoustoelectric transducer, as well as between the electroacoustic transducer and the human hearing organs, is minimized.
Известен способ озвучивания помещений (RU 2503140, H04R 5/02, G10K 15/02, A61B 8/00, 27.12.2013 г., Бюл. № 36), заключающийся в выделении спектральных компонент электрического сигнала, соответствующих различным полосам частот, преобразовании электрических сигналов в звуковые с использованием громкоговорителей. Способ также включает использование отражающей поверхности, акустически связанной с громкоговорителями, настройку системы с установлением в каждой паре громкоговоритель - отражающая поверхность стоячей волны на выбранной в соответствии с внешними метеорологическими параметрами и индивидуальной восприимчивостью к частоте, которую определяют тестовым прослушиванием с одновременным измерением жизненно важных физиологических параметров человека. Задача решаемая изобретением, состоит в повышении степени комфорта слушателя акустической системы за счет согласования стоячих волн в акустической системе и помещении как с внутренними ритмами слушателя, так и с характерными частотами внешних полевых агентов.There is a known method of sounding rooms (RU 2503140,
Недостатком данного способа является то, что индивидуальные особенности обучающихся используются для получения усредненных характеристик, так как число электроакустических преобразователей меньше числа возможных слушателей. При этом необходимо учитывать посторонние источники звуковых колебаний.The disadvantage of this method is that the individual characteristics of students are used to obtain averaged characteristics, since the number of electro-acoustic transducers is less than the number of possible listeners. In this case, it is necessary to take into account extraneous sources of sound vibrations.
Известен лингафонный кабинет «Диалог-1» (https://iro-ufa.ru/predmetnaya-sreda/lingafonnye-kabinety/item/43-lingafonnyj-kabinet-dialog-1-ot-8-do-18-polzovtelej). Суть его состоит в том, что преподаватель может объединять обучающихся в пары, группы, подключаться к любому рабочему месту в аналоговом лингафонном кабинете для контроля обучающегося (прослушивания) или корректировки его работы (диалога). Обучающиеся могут проговаривать изучаемый материал с самопрослушиванием. У обучающегося на пульте расположен регулятор громкости и разъем для гарнитуры.The language laboratory "Dialogue-1" is known (https://iro-ufa.ru/predmetnaya-sreda/lingafonnye-kabinety/item/43-lingafonnyj-kabinet-dialog-1-ot-8-do-18-polzovtelej). Its essence lies in the fact that the teacher can unite students in pairs, groups, connect to any workplace in the analog language laboratory to control the student (listening) or adjust his work (dialogue). Students can speak the material under study with self-listening. The student has a volume control and a headset jack on the remote control.
Недостатком данного лингафонного кабинета является то, что не учитываются индивидуальные психофизиологические особенности обучающихся, а также то, что регулировке и корректировке подлежит лишь громкость, но не учитываются ряд других более значимых параметров, а именно: высота тона (частота звука), тембр звука и так далее.The disadvantage of this language laboratory is that the individual psychophysiological characteristics of students are not taken into account, as well as the fact that only the volume is subject to adjustment and adjustment, but a number of other more significant parameters are not taken into account, namely: pitch (sound frequency), sound timbre, and so on. Further.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному способу, принятым за прототип, является кафедра лекционная (патент RU 2266696, A47B 19/00, 27.12.2005 г., Бюл. № 36). Кафедра содержит усилитель мощности звуковой частоты, панель управления, динамики, проводной микрофон и радиомикрофон. С помощью органов коммутации, управления и настройки, размещенных на панели управления, производится включение и настройка аудиосистемы, как правило, под параметры органов слуха преподавателя. В зависимости от способа чтения включается радиомикрофон, или проводной микрофон. Для обеспечения слышимости речи выступающего во всем помещении, используется микрофон (1, фиг.2), усилитель мощности (6, фиг. 2) и динамик (7, фиг. 2). Обобщенная схема прототипа представлена на фиг. 2.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed method, taken as a prototype, is the lecture department (patent RU 2266696,
Недостатком способа-прототипа является отсутствие учета индивидуальных особенностей слуха обучаемых, в связи с протяженностью акустического канала в естественной среде и значимых акустических характеристик помещения.The disadvantage of the prototype method is the lack of taking into account the individual characteristics of the hearing of trainees, due to the length of the acoustic channel in the natural environment and the significant acoustic characteristics of the room.
Техническим результатом, достигаемым при применении предлагаемого способа, является обеспечение идентичности n технических каналов передачи образовательного контента независимо от исходной разности параметров речевого аппарата преподавателя и органов слуха обучаемых, и минимизация протяженности акустического канала в естественной среде распространения.The technical result achieved by using the proposed method is to ensure the identity of n technical channels for transmitting educational content regardless of the initial difference in the parameters of the teacher's speech apparatus and the trainees' hearing organs, and minimizing the length of the acoustic channel in the natural distribution environment.
Технический результат достигается за счет учета индивидуальных психофизиологических особенностей звукового восприятия обучаемыми образовательного контента.The technical result is achieved by taking into account the individual psychophysiological characteristics of the sound perception of educational content by students.
Технический результат достигается тем, что в известном способе, заключающемся в генерации акустических колебаний преподавателем, акустоэлектрическом преобразовании сгенерированных колебаний, усилении полученного сигнала, передаче усиленного сигнала, электроакустическом преобразовании полученных сигналов, приеме акустических колебаний органами слуха обучающихся, дополнительно что предварительно производят условную нумерацию рабочих мест обучающихся, присваивают каждому обучающемуся идентификатор, производят идентификацию, аутентификацию и авторизацию обучающихся на индивидуальных рабочих местах, формируют матрицу взаимосвязи номеров рабочих мест и идентификаторов обучающихся, измеряют индивидуальные параметры речевого аппарата преподавателя и органов слуха обучающихся; запоминают измеренные параметры; последовательно попарно извлекают из памяти и сравнивают параметры речевого аппарата преподавателя и органов слуха каждого обучающегося, полученные при начальном тестировании, корректируют параметры каждого n - го предварительного усилителя - корректора и оконечного усилителя путем согласования индивидуальных параметров речевого аппарата преподавателя и органов слуха каждого обучающегося, усиливают акустические колебания с помощью “n” каналов усиления, передают усиленный сигнал по искусственной среде распространения до “n”-индивидуальных электроакустических преобразователей обучающихся.The technical result is achieved by the fact that in the known method, which consists in the generation of acoustic vibrations by the teacher, the acoustoelectric conversion of the generated vibrations, the amplification of the received signal, the transmission of the amplified signal, the electroacoustic conversion of the received signals, the reception of acoustic vibrations by the hearing organs of the students, in addition that the conditional numbering of the workplaces is preliminarily produced students, assign each student an identifier, identify, authenticate and authorize students at individual workplaces, form a matrix of interrelation between workplace numbers and student identifiers, measure individual parameters of the teacher's speech apparatus and students' hearing organs; memorize the measured parameters; sequentially, in pairs, retrieve from memory and compare the parameters of the teacher's speech apparatus and the hearing organs of each student, obtained during the initial testing, adjust the parameters of each n-th pre-amplifier - corrector and the final amplifier by matching the individual parameters of the teacher's speech apparatus and the hearing organs of each student, amplify the acoustic oscillations with the help of “n” amplification channels transmit the amplified signal through the artificial propagation medium to “n” -individual electroacoustic transducers of students.
Из уровня техники не выявлено решений, касающихся способов индивидуальной коррекции параметров технических каналов передачи образовательного контента воспринимаемого органами слуха n-обучаемых, характеризующихся заявленной совокупностью признаков, следовательно, что указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности «новизна».From the prior art, no solutions have been identified regarding methods of individual correction of the parameters of technical transmission channels of educational content perceived by the hearing organs of n-learners, characterized by the claimed set of features, therefore, which indicates the compliance of the claimed method with the "novelty" condition of patentability.
Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The results of the search for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the prototypes of the features of the claimed invention, have shown that they do not follow explicitly from the prior art. From the prior art determined by the applicant, the knowledge of the influence of the essential features of the claimed invention on the achievement of the specified technical result has not been revealed. Therefore, the claimed invention meets the “inventive step” requirement of patentability.
«Промышленная применимость» способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие способ.The "industrial applicability" of the method is due to the presence of an element base, on the basis of which devices that implement the method can be made.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION
Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показано:The claimed method is illustrated by drawings, which show:
фиг. 1 - обобщенная схема передачи и приема сигнала;fig. 1 is a generalized scheme for transmitting and receiving a signal;
фиг. 2 - обобщенная схема прототипа;fig. 2 is a generalized diagram of the prototype;
фиг. 3 - блок-схема способа индивидуальной коррекции параметров технических каналов передачи образовательного контента, воспринимаемого органами слуха.fig. 3 is a block diagram of a method for individual correction of parameters of technical channels for transmitting educational content perceived by the hearing organs.
Действия способа могут быть осуществлены в любом аудиторном помещении, предназначенном для проведения обучающего процесса с применением следующих технических средств: акустоэлектрического преобразователя (микрофона); n предусилителей-корректоров, оконечных усилителей с индивидуальными каналами управления параметрами; сервера базы данных; ПЭВМ; электроакустических преобразователей (телефонных гарнитур обучаемых).The actions of the method can be carried out in any classroom designed for the training process using the following technical means: acoustoelectric transducer (microphone); n preamplifiers-correctors, power amplifiers with individual control channels for parameters; database server; PC; electroacoustic transducers (telephone sets of trainees).
Заявленный способ может быть реализован при помощи алгоритма, блок-схема которого представлена на фиг.3:The claimed method can be implemented using an algorithm, the block diagram of which is shown in figure 3:
1) На первом этапе заявленного способа производят условную нумерацию рабочих мест обучающихся, присваивают каждому обучающемуся идентификатор (бл.10 фиг. 3).1) At the first stage of the claimed method, a conditional numbering of students' workplaces is made, each student is assigned an identifier (block 10 of Fig. 3).
Идентификатор - уникальный признак субъекта или объекта доступа. В качестве идентификатора может использоваться запоминаемый код, биометрический признак или вещественный код [ГОСТ Р 51241-2008: Средства и системы контроля и управления доступом. Классификация. Общие технические требования. Методы испытаний.]. В качестве индентификатора обучающегося могут выступать фамилия, имя, отчество, ник, номер телефона, номер паспорт, адрес электронной почты и т.д.An identifier is a unique attribute of the subject or object of access. A memorized code, biometric feature or real code can be used as an identifier [GOST R 51241-2008: Means and systems for access control and management. Classification. General technical requirements. Test methods.]. The student's surname, first name, patronymic, nickname, phone number, passport number, e-mail address, etc. can be used as the student's identifier.
2) Производят идентификацию, аутентификацию и авторизацию обучающихся на индивидуальных рабочих местах (бл.11 фиг. 3). 2) Produce identification, authentication and authorization of students at individual workplaces (block 11 of Fig. 3).
Идентификация - процесс, позволяющий однозначно определить (распознать) субъект или объект, по его идентификатору, в той или иной системе.Identification is a process that allows you to unambiguously identify (recognize) a subject or object, by its identifier, in a particular system.
Аутентификация - это процедура проверки подлинности субъекта (может быть проведена по паролю, графическому ключу, USB-ключу, отпечатку пальца, сетчатке глаза, по голосу и т.д.). Authentication is a procedure for verifying the identity of a subject (it can be performed using a password, pattern, USB key, fingerprint, retina, voice, etc.).
Авторизация - это предоставление доступа к какому-либо ресурсу (Эл.ресурс: URL: http://it-uroki.ru/uroki/bezopasnost/identifikaciya-autentifikaciya-avtorizaciya.html).Authorization is the provision of access to a resource (E-resource: URL: http://it-uroki.ru/uroki/bezopasnost/identifikaciya-autentifikaciya-avtorizaciya.html).
3) Формируют матрицу взаимосвязи номеров рабочих мест и идентификаторов обучающихся (бл.12 фиг.3).3) Form a matrix of the relationship between the numbers of jobs and identifiers of students (block 12 of figure 3).
4) Генерируют акустические колебания преподавателем и производят акустоэлектрическое преобразование сгенерированных колебаний (бл.13 фиг. 3). Генерация акустических колебаний преподавателем происходит за счет «голосового аппарата» человека, совмещенного с физиологическим аппаратом, предназначенным для дыхания и жевания. Такие характеристики, как: основная частота колебаний голосовых связок, форма голосовых импульсов, их амплитуда, спектральный состав и форма огибающей спектра, играют существенную роль при слуховом восприятии речи (Тоискин В.С. Электроакустические устройства: Учебное пособие. - Ставрополь: СВИС РВ, 2006.-192 с.).4) Generate acoustic vibrations by the teacher and produce acoustoelectric conversion of the generated vibrations (block 13 of Fig. 3). Generation of acoustic vibrations by the teacher occurs due to the "vocal apparatus" of a person, combined with a physiological apparatus designed for breathing and chewing. Characteristics such as: the basic frequency of vibrations of the vocal cords, the shape of voice impulses, their amplitude, spectral composition and the shape of the envelope of the spectrum, play an essential role in the auditory perception of speech (Toiskin V.S. Electroacoustic devices: Textbook. - Stavropol: SVIS RV, 2006.-192 s.).
Акустоэлектрический преобразователь - это устройство, преобразующее акустическую энергию (то есть энергию упругих волн в воздушной среде) в электромагнитную энергию в схемах тех устройств, в которых находятся акустоэлектрические преобразователи. (Сапожков М. А. Электроакустика. Учебник для вузов. - М.: «Связь», 1978.)An acoustoelectric transducer is a device that converts acoustic energy (that is, the energy of elastic waves in the air) into electromagnetic energy in the circuits of those devices in which the acoustoelectric transducers are located. (Sapozhkov MA Electroacoustics. Textbook for universities. - M .: "Communication", 1978.)
Акустоэлектрическое преобразование сгенерированных колебаний происходит за счет технического устройства микрофона. Acoustoelectric conversion of the generated vibrations occurs due to the technical device of the microphone.
Микрофон - устройство преобразования акустических колебаний воздушной среды в электрические сигналы (Микрофон//Фотокинотехника: Энциклопедия/Гл. ред. Е. А. Иофис. - М.: Советская энциклопедия, 1981. - 447 с.). В зависимости от способа преобразования акустических колебаний в электрические, микрофоны делятся на электродинамические, конденсаторные, электромагнитные, пьезоэлектрические, угольные, полупроводниковые. Может использоваться линейный микрофон, который удовлетворяет требованиям неискаженной передачи сигнала.Microphone is a device for converting acoustic vibrations of the air environment into electrical signals (Microphone // Photocinema: Encyclopedia / Ed. E. A. Iofis. - M .: Soviet encyclopedia, 1981. - 447 p.). Depending on the method of converting acoustic vibrations into electrical ones, microphones are divided into electrodynamic, condenser, electromagnetic, piezoelectric, carbon, semiconductor. A line microphone can be used that satisfies the requirement for undistorted signal transmission.
5) Измеряют индивидуальные параметры речевого аппарата преподавателя и органов слуха обучающихся (бл.14 фиг.3).5) Measure the individual parameters of the teacher's speech apparatus and students' hearing organs (block 14 of Fig. 3).
К основным параметрам речевого аппарата относятся:The main parameters of the speech apparatus include:
- громкость тона (уровень звука) (может быть измерена при помощи шумомера (ГОСТ 17187-2010 (IEC 61672-1:2002) Шумомеры. Часть 1. Технические требования);- tone volume (sound level) (can be measured using a sound level meter (GOST 17187-2010 (IEC 61672-1: 2002) Sound level meters.
- высота тона (частота звука) (может быть измерена при помощи частотомера (Эл.ресурс: URL: https://1000eletric.com/pribor-dlya-izmereniya-chastoty-zvuka);- pitch (sound frequency) (can be measured using a frequency counter (E-resource: URL: https://1000eletric.com/pribor-dlya-izmereniya-chastoty-zvuka);
- тембр звука (может быть измерен при помощи специализированной аппаратуры - спектрометра (в устройство которого входит микрофон специального назначения и усилитель звука) (Эл.ресурс: URL: https://videoforme.ru/wiki/akterskoe-masterstvo/vidy-tembrov-golosa);- the timbre of sound (can be measured using specialized equipment - a spectrometer (the device of which includes a special-purpose microphone and a sound amplifier) (Electronic resource: URL: https://videoforme.ru/wiki/akterskoe-masterstvo/vidy-tembrov- golosa);
- спектральная амплитудно-частотная характеристика.- spectral amplitude-frequency characteristic.
Основными параметрами органов слуха являются: The main parameters of the hearing organs are:
- порог слуха (минимальный уровень звука, который человек может воспринять);- hearing threshold (the minimum sound level that a person can perceive);
- порог дискомфорта (уровень звука, вызывающий у человека неприятные ощущения);- the threshold of discomfort (the level of sound that causes discomfort in a person);
- частотный диапазон слуха;- frequency range of hearing;
- динамический диапазон слуха (совокупность уровней звука, которые человек способен воспринимать);- dynamic range of hearing (a set of sound levels that a person is able to perceive);
- дифференциальный порог слуха (минимальные различия по частоте, интенсивности или длительности звука, воспринимаемые человеческим слухом, называются дифференциальным порогом слуха). (Ухо как приемник информации. Второе переработанное и дополненное издание. Авторы: Э. Цвикер, Р. Фельдкеллер. Перевод с немецкого под редакцией Б.Г. Белкина. Москва: Издательство «Связь», 1971).- differential hearing threshold (the minimum differences in frequency, intensity or duration of a sound perceived by human hearing are called differential hearing threshold). (The ear as a receiver of information. The second revised and enlarged edition. Authors: E. Zwicker, R. Feldkeller. Translated from German under the editorship of BG Belkin. Moscow: Publishing house "Svyaz", 1971).
Для точного определения параметров органов слуха обучающихся может использоваться аудиометр, который является электроакустическим измерительным аппаратом, предназначенным для исследования слухового анализатора человека (Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание).To accurately determine the parameters of students' hearing organs, an audiometer can be used, which is an electroacoustic measuring device designed to study the human auditory analyzer (Great Medical Encyclopedia (BME), edited by Petrovsky B.V., 3rd edition).
Тестирование может осуществляться предварительно с сохранением параметров в ПЗУ ПЭВМ в ходе нескольких занятий, либо обучающимися путем самостоятельной регулировки по наиболее комфортному восприятию образовательного контента.Testing can be carried out in advance with saving the parameters in the ROM of the PC during several sessions, or by students by self-adjustment for the most comfortable perception of educational content.
6) Запоминают измеренные параметры (бл.15 фиг.3). Измеренные параметры запоминают в базе данных (по каждому занятию) с дополнительной пометкой преподавателя об активности (пассивности), настроении обучаемого.6) Memorize the measured parameters (block 15 of figure 3). The measured parameters are stored in the database (for each lesson) with an additional note by the teacher about the activity (passivity), the student's mood.
7) Последовательно попарно (преподаватель и i-обучаемый) извлекают из памяти и сравнивают параметры речевого аппарата преподавателя и органов слуха каждого обучающегося, полученные при начальном тестировании. (бл.16 фиг.3).7) Sequentially in pairs (teacher and i-student) retrieve from memory and compare the parameters of the teacher's speech apparatus and hearing organs of each student, obtained during the initial testing. (block 16, fig. 3).
8) Корректируют параметры каждого n - го предварительного усилителя - корректора и оконечного усилителя путем согласования индивидуальных параметров речевого аппарата преподавателя и органов слуха каждого обучающегося (бл.17 фиг.3) в соответствии с полученными результатами. При этом производят согласование до практического совпадения индивидуальных параметров речевого аппарата преподавателя и органов слуха каждого обучающегося.8) Correct the parameters of each n-th pre-amplifier - corrector and final amplifier by matching the individual parameters of the teacher's speech apparatus and the hearing organs of each student (block 17 of Fig. 3) in accordance with the results obtained. At the same time, an agreement is made until the practical coincidence of the individual parameters of the teacher's speech apparatus and the hearing organs of each student.
Предварительный усилитель-корректор предназначен для усиления низкочастотного сигнала, его фильтрации, коррекции, преобразования, сдвига по частоте в большую и меньшую сторону. Благодаря этому изменяются характеристики звука. Кроме того, предусилитель может использоваться для регулировки сигнала либо смешивания нескольких звуков в один. Данное устройство используется для согласования параметров голоса преподавателя и параметров органов слуха обучающихся. В настоящее время предусилители-корректоры имеют минимальные размеры и стоимость, что позволяет создавать индивидуальные тракты передачи для каждого обучаемого.The preamplifier-equalizer is intended for amplification of a low-frequency signal, its filtering, correction, conversion, frequency shift up and down. This changes the characteristics of the sound. In addition, the preamplifier can be used to adjust the signal or mix several sounds into one. This device is used to match the parameters of the teacher's voice and the parameters of the students' hearing organs. At present, preamplifiers-correctors have the minimum size and cost, which allows you to create individual transmission paths for each student.
9) Усиливают акустические колебания с помощью “n” каналов усиления, по числу обучающихся, с регулировкой-коррекцией мощности (бл.18 фиг.3).9) Acoustic vibrations are amplified using “n” amplification channels, according to the number of students, with power adjustment-correction (block 18 of figure 3).
10) Передают усиленный сигнал по искусственной среде распространения до n-индивидуальных электроакустических преобразователей обучающихся (бл.19 фиг.3).10) An amplified signal is transmitted over an artificial propagation medium to n- individual electro-acoustic transducers of students (block 19 of Fig. 3).
В качестве электроакустических преобразователей могут использоваться телефоны, в различном исполнении. Электроакустический преобразователь - это устройство, преобразующее энергию электромагнитных волн в акустическую. (Сапожков М. А. Электроакустика. Учебник для вузов. - М.: «Связь», 1978.).Telephones in various designs can be used as electroacoustic transducers. An electroacoustic transducer is a device that converts the energy of electromagnetic waves into acoustic energy. (Sapozhkov MA Electroacoustics. Textbook for universities. - M .: "Communication", 1978.).
Типичными и наиболее распространенными представителями искусственной среды распространения сигнала являются кабели.Cables are the typical and most common representatives of the artificial signal propagation environment.
11) Производят электроакустическое преобразование полученных сигналов (бл.20 фиг.3).11) Produce electro-acoustic conversion of the received signals (block 20 of figure 3).
12) Принимают акустические колебания органами слуха обучающихся (бл.21 фиг.3).12) Accept acoustic vibrations by the hearing organs of students (block 21, figure 3).
Таким образом, при применении предлагаемого способа, за счет учета и согласования индивидуальных параметров речевого аппарата преподавателя и органов слуха каждого обучаемого, независимо от исходной разности параметров речевого аппарата преподавателя и органов слуха обучаемых, минимизации протяженности акустического канала в естественной среде распространения обеспечивается идентичность n технических каналов передачи образовательного контента. Технический результат достигнут.Thus, when using the proposed method, by taking into account and coordinating the individual parameters of the teacher's speech apparatus and the hearing organs of each student, regardless of the initial difference in the parameters of the teacher's speech apparatus and the students' hearing organs, minimizing the length of the acoustic channel in the natural environment of propagation, the identity of n technical channels is ensured transmission of educational content. The technical result has been achieved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020129377A RU2752755C1 (en) | 2020-09-06 | 2020-09-06 | Method for individual correction of parameters of technical channels for transmission of educational content perceived by auditory organs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020129377A RU2752755C1 (en) | 2020-09-06 | 2020-09-06 | Method for individual correction of parameters of technical channels for transmission of educational content perceived by auditory organs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2752755C1 true RU2752755C1 (en) | 2021-08-02 |
Family
ID=77226304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020129377A RU2752755C1 (en) | 2020-09-06 | 2020-09-06 | Method for individual correction of parameters of technical channels for transmission of educational content perceived by auditory organs |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2752755C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2266696C1 (en) * | 2004-04-22 | 2005-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научное конструкторско-технологическое бюро "Парсек" (НКТБ "Парсек") | Lecture rostrum |
US20090185704A1 (en) * | 2008-01-21 | 2009-07-23 | Bernafon Ag | Hearing aid adapted to a specific type of voice in an acoustical environment, a method and use |
US20120059274A1 (en) * | 2002-01-30 | 2012-03-08 | Natus Medical Incorporated | Method for automatic non-cooperative frequency specific assessment of hearing impairment and fitting of hearing aids |
EP2528356A1 (en) * | 2011-05-25 | 2012-11-28 | Oticon A/s | Voice dependent compensation strategy |
WO2019165332A1 (en) * | 2018-02-24 | 2019-08-29 | Certus Technology Systems, Inc. | User authentication of smart speaker system |
-
2020
- 2020-09-06 RU RU2020129377A patent/RU2752755C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120059274A1 (en) * | 2002-01-30 | 2012-03-08 | Natus Medical Incorporated | Method for automatic non-cooperative frequency specific assessment of hearing impairment and fitting of hearing aids |
RU2266696C1 (en) * | 2004-04-22 | 2005-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научное конструкторско-технологическое бюро "Парсек" (НКТБ "Парсек") | Lecture rostrum |
US20090185704A1 (en) * | 2008-01-21 | 2009-07-23 | Bernafon Ag | Hearing aid adapted to a specific type of voice in an acoustical environment, a method and use |
EP2528356A1 (en) * | 2011-05-25 | 2012-11-28 | Oticon A/s | Voice dependent compensation strategy |
WO2019165332A1 (en) * | 2018-02-24 | 2019-08-29 | Certus Technology Systems, Inc. | User authentication of smart speaker system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Švec et al. | Tutorial and guidelines on measurement of sound pressure level in voice and speech | |
Pulkki et al. | Communication acoustics: an introduction to speech, audio and psychoacoustics | |
CN103239236B (en) | Hearing test and auditory sense assessment device | |
Hirahara et al. | Silent-speech enhancement using body-conducted vocal-tract resonance signals | |
US20220023137A1 (en) | Device and method for improving perceptual ability through sound control | |
Maryn et al. | Calibration of clinical audio recording and analysis systems for sound intensity measurement | |
Castellana et al. | Intra-speaker and inter-speaker variability in speech sound pressure level across repeated readings | |
JP2023171663A (en) | System and method for validation of hearing aids for infants using speech signal | |
Coleman | Comparison of microphone and neck-mounted accelerometer monitoring of the performing voice | |
RU2752755C1 (en) | Method for individual correction of parameters of technical channels for transmission of educational content perceived by auditory organs | |
KR102292544B1 (en) | Apparatus and method for evaluating cognitive response of comparative sounds | |
US10321888B2 (en) | Wireless stethobroadcasting instrument for medical training | |
Toya et al. | Measurements of transmission characteristics related to bone-conducted speech using excitation signals in the oral cavity | |
Thoms et al. | Audiometric test with a smartphone | |
WO2008110016A1 (en) | Wireless headphones for use with a portable auditory and voice system | |
KR101798577B1 (en) | The Fitting Method of Hearing Aids Using Personal Customized Living Noise | |
Pickett | Some applications of speech analysis to communication aids for the deaf | |
van Hengel et al. | A comparison of spectro-temporal representations of audio signals | |
Baiduc et al. | Exploring Optimal Stimulus Frequency Ratio for Measurement of the Quadratic f2–f1 Distortion Product Otoacoustic Emission in Humans | |
Johannes | Differential Analysis of Acoustical Smartphone Recording Capabilities-a Contribution towards Smartphone-modulated Perception of Tinnitus | |
Silverman | The implications for schools for the deaf of recent research on hearing aids | |
Howard et al. | Perceptual features in singing | |
TWI498104B (en) | Hearing ability testing method and system | |
EP3895612B1 (en) | Methods and systems for evaluating hearing using cross frequency simultaneous masking | |
Patrick | Auditory Conduction Equal-Loudness (ACE): A Perceptual Method of Comparing Relative Frequency Response |