SU1361607A2 - Устройство преобразовани сигналов дл тактильного воспри ти информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к тренажерам и предназначаетс  дл  выработки квазиречевого рефлекса в виде способности оператора воспринимать зна- jTll (Л N) Й/г;;

Description

ки алфавита и цифры в координатно- матричном .вибротактильном коде без привлечени  зрени , например в каналах обратной св зи оператора с пультом , при бесклавишном вводе символов и в устройствах, дл  реабилитации больных,, например слепых или глухих. Целью изобретени   вл етс  расширени области применени  устройства путем обеспечегш  выработки координатно- вибротактильн ого ре4шекса у оператора без привлечени  зрени . Дл  этого устройство по авт.св. № 1148039 выполнено в виде тренажера, в который дополнительно введены узел 31 формировани  слога, который входами соединен с выходами узла 28 пам ти кода длительности, его служебные входы соединены с выходами генератора 34,

Изобретение относитс  к устройствам дл  тактильного воспри ти  информации координатно-вибротактиль- ным кодом, снимаемой, например, с навигационных пультов- судов, а также тренажеров навигационных комплексов (НК) и предназначено в качестве тренажера дл  выработки квазиречевого рефлекса, который позвол ет опера тору навигационного комплекса вос- приршмать символы, эквивалентные знакам алфавита, без привлечени  зрени , и  вл етс  усовершенствованием устройства по авт.св. № 1148039.

Цель изобретени  - расширение области применени  устройства за счет формировани  сигналов дл  выработки координатно-вибротактильного- рефлекса оператора, например, навигационного комплекса без привлечени  зрени .

На фиг,1 приведена структурна  схема устройства; на фиг.2 - схемы узла формироваьш  слоган узла предъ влени  вербальных стимулов;на фиг.3 структурна  схема узла пам ти кода длительности; на фиг.4 - структурна  схема узла формировани  сигналов; на фиг,5 - структурна  схема узла формировани  кодов; на фиг.6 - структурна  схема коммутатора; на фиг.7

и узел предъ влени  вербальных стимулов , составленный, например, из цифрового синтезатора речи, усилител  и электроакустического преобразовател . Устройство повьппает скорость считывани  кодов символов текущего слова и совмещает по времени тактильное и вербальное предъ вление символов информации. Устройство позвол ет обеспечить при тактильном воспри тии символов -верб альное сложное сопровождение информации В безмашинном варианте, исключить сложную систему пам ти лексического материала, обеспечить четкое деление символов на гласные и согласные и формирование слога с учетом элементов просодики , т.е. ударени , паузы и т.п.1 з.п.

:ф-ЛЫ, 10 ил. . .

схема блока управлени ;на фиг.8 - структурна  схема формировател  импульсов; на фиг.9 - структурна  схе- 5 ма буферного накопител ; на фиг.10-- структурна  схема цифрового синтеза- тора речи.

Устройство содержит блок 1 формировани  цифровых тактильных символов, 10 блок 2 формировани  управл ющего воздействи , блок 3 формировани  кодовых сигналов тактильного воздействи , узел 4 логических совпадений, входами 5 св занный с выходами 6 дешифра- 15 тора 7, блок В распределени  сигналов , входы 9 узлов 4 соединены через элемент 10 задержки с выходом 11 блока 3,-который соединен с соответствующим вькодом узла 12 формирова- 20 ни  сигналов. Устройство также содержит узел 13 ключей, предусилитель 14. Блок 2 соединен с сигнальным выходом 15 узла 12. Устройство содержит также датчики 16 и 17 цифровых 25 тактильных символов, элемент ИЛИ 18-, усилитель 19, узел 20 пам ти, делитель 21 частоты, причем выход усилител  19 по шине 22 подключен к входам узла 20 пам ти, элементы И 23, 30 1ШЮЧИ 24 и 25, св занные выходами-с блоками 26 датчиков (тактильной чувствительности ) буквенных символов.

входом 27 узел 12 подключен к выходу узла 20.

Блок 3 содержит узел 12, узел 28 пам ти кода длительности (стимулов), узел 29 регистрации межсимвольных интервалов и узел 30 формировани  кодов . Блок 1 содержит узел 4 логических совпадений и узел 13 ключей. Блок 2 содержит элемент 18, усилител 19, узел 20 и делитель 21.

Кроме того, устройство содержит узел 31 формировани  слога, который входами 32 соединен с выходами 33 узла 28 пам ти, его служебные входы соединены с выходами по опорной частоте fp и импульсам синхронизации генератора 34. К выходам 35-38 узла 31 подключен узел 39 предъ влени  вербальных стимулов, составленный из цифрового синтезатора 40 речи (фиг.2) усилител  41 и электроакустического преобразовател  42. Узел 31 содержит формирователь 43 импульсов, коммутатор 44, дешифратор 45, распределитель 46 импульсов и буферный накопитель 47, соединенный входами 48 и 49- с выходами коммутатора 44, входами 50 и 51 соединенного с соответствующими выходами формировател  43, выходы 52-54 которого соединены с соответствующими входами 55-57 буферного накопител  47, соединенного с выходами 35-37 узла 31.

Распределитель 46 соединен служебными входами с источниками питани , с шиной опорной частоты и синхронизации , с входами 58 обратной св зи. Выходы распределител  46 соединены с выходами 59 узла 31, выходы 60 - с сигнальными выходами узла 31, а другие выходы подключены к клеммам питани  блоков и устройств тренажера

Узел 28 (фиг.З) имеет регистр 61 дл  приема текущего символа в виде 8-разр дного стандартного кода (в КОИ-8), регистр 62 дл  приема кода длительности текущего символа в режиме диалога, буферный регистр 63,  чейки 64 пам ти, элемент И-НЕ 65, щину 33 выдачи кода символа, шину 66 переключени  режима, регистры 67 и 68 пам ти длительности гласного и согласного символов, первую и вторую группы элементов И 69 и 70, первый 71 и второй 72 элементы И, инвертор 73 и шину 74 признака. Потенциальный сигнал высокого уровн  Лог.1 соответствует гласным, а низкого уроуровн  Лог.О соответственно согласным . Информационные входы регистров 67 и 68 соединены через коммутатор

(не показано) с выходами 59 узла 31 (фиг. 2).

Узел 12 (фиг.4) имеет счетчик 75 кодов, триггер 76, делитель 77 частоты , элементы ИЛИ 78, сигнальный

выход 15, первый 79 и второй 80 элементы И-НЕ, пусковой вход 81, элемент 82 задержки, щину 83 вьщачи сигнала Готовность во внешнее устройство или на входы 58 узла 31 в режиме работы с инструктором или во врем  самоподготовки, второй пусковой вход 84, элемент ИЛИ 85, шину 86 опорной частоты, управл ющий 87 и информационные 88 и 27 входы.

Узел 30 (фиг.5) содержит счетчик 89, коммутатор 90, счетный .вход 91, шину 92 выдачи сигнала Готовность, элемент 93 задержки, выходы 94-96 и элемент И-НЕ 97..

Блок 8 (фиг. 1) имеет дополнительно установленные первый 98 и второй 99 элементы ИЛИ дл  выработки обобщенного сигнала гласного символа, входы которых подключены к выходам

элементов И 23, установленных в электрическую цепь только гласных символов , а выходы элементов ИЛИ 98 и 99 соединены с шиной 74 признака. Узел 29 выполнен на элементах

пам ти.

Коммутатор 44 (фиг.2 и 6) составлен , например, из двух групп элементов И 100 и 101 соответственно 8-ми разр дами кода символа с входами

102-105.

Распределитель 46 (фиг.7 содержит клавишное устройство 106 ввода буквенно-цифровых символов, входы и выходы которого соответственно соединены с входами 58 обратной св зи (фиг.2) и выходами 59 и 60 узла 31, узел управлени  семисегментным индикатором , составленный из регистра .108 данных, входы которого соединены

с входами 32 узла 31, а выходы - с входами дешифратора 109 преобразовател  кода символа в семисегментный, выходы которого через усилители 110 соединены с входами индикатора 107.

В состав распределител  46 входит пульт 111, соединенньй входами с источником питани  (не показан), а выходами 112 с клеммами 113 питани 

блоков и устройств тренажера и генератора 34, с сигнальными выходами 60 узла 31,- к которым подсоединены выходы 114 и 115 пульта 111. Входы и выходы распределител  46 с помощью разъема (не показан) могут быть подключены к входам-тренажера (фиг.1), например, в режиме обучени  с инструктором , самоподготовки и пр..

Формирователь 43 (фиг,8) составлен из первого 116 и группы вторых 117 и 118 элементов задержки,, регистра 119, соединенного с входами 32 узла 31 (фиг,2), а выходами с адресными входами дешифратора 120 символов (ГС и СС), первый выход которого (по сигналу ГС) через первый форми рователь 121 одиночного импульса соединен с выходом 122, а второй (по сигналу СС) соединен через второй формирователь 123 одиночного импульса с вторым выходом 124 формировател  43, Кроме того, выходы формирователей 121 и 123 соединены через эле- мент ИЛИ 125 с входом элемента 116 задержки выход которого соединен с ши.ной 52 сигнала Символ, а третий выход 126 дешифратора 120 по при-зо информации от внешнего источника;

цифровых тактильных символов (ЦТС участием инструктора и без него; цифро-буквенной информации без ве бального сопровождени .

знаку Интервал соединен с шиной 53 сигнала 1-й строб паузы и через группу параллельно соединенных элементов 117 и 118 с шиной 54 вьщачи последовательности стробов Пауза, Выходы 122 и 124 формировател  43 (фиг,2) соединены с соответствующими входами 51 коммутатора 44 (фиг.2), Формирователь 43 имеет синхронизирующий вход

Накопитель 47 (фиг,9) имеет узел 128 пам ти,  чейки 129 и 130 которого соединены входами 131 и 132 и выходами 133 и 134 с шинами 48, 49 и 35, 36 отдельно гласных и отдельно согласных символов, узел 135 записи, составленный из дешифратора 136, первого коммутатора 137, формировател  138 стробов, второго коммутатора 139, первого 140 и второг о 141. элементов задержки,, узел 142 формировани  строки , который имеет первый 143 и второй 144 триггеры. Первый счетчик 145, третий коммутатор 146, первый 147 и второй 148 элементы ИЛИ,.а также узел 149 ординаты записи, который состоит из второго счетчика 150, третьего 151 и четвертого 152. элементов ИЛИ,.

и шины 153 строба Запись и 154 .Длина строки.

Цифровой синтезатор 40 речи (фиг,2 и 10) содержит дискретный возбудитель 155, первый мультиплексор 156, первый регистр 157 сдвига параллельного кода, первый 158 и второй 159 блоки вычислени  скал рного про0 изведени , посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) 160, счетчик 161 адреса, источник 162 кодов управл ющих сигналов, генератор 163 тактовых сигналов, второй мультиплексор 164,

5 второй регистр 165 сдвига параллельного кода, третий 166 и четвертый 167 блоки вычислени  скал рного произведени , цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 168, шины 169-171, вход 172 и выход 173, .

Тренажер.позвол ет готовить операторов к тактильному воспри тию информации с речевым сопровождением тактильного слога в следующих режи5 мах воспри ти  символов переменной длительности: слога из гласных с участием инструктора и самосто тельно; слога из гласных и согласных с участием инструктора и самосто тельно;0

информации от внешнего источника;

цифровых тактильных символов (ЦТС) с участием инструктора и без него; цифро-буквенной информации без вербального сопровождени .

Следующим этапом  вл етс  воспри тие информации стандартной длительности , установленной по осредненным речевым символам (PC) и записанной в пам ть.

Блок 1 предназначен дл  формировани  координаты ЦТС по сигналу, поступающему с выхода дешифратора 7, и импульсной последовательности, по- ступак цей с выхода узла 12 через предусилитель 14 и блок 2 дл  управлени  работой датчиков 16 и 17, с равной дл  всех-длительностью по данным узла 20,

Блок 2 предназначен дл  выработки обобщенного сигнала, группируемого по сигналам, поступающим с выходов узлов 4- с помощью элемента ИЛИ 18j его усилени  и формировани  в виде строба считывани , а также записи , хранени  и выдачи кода длительности ЦТС, различаемого оператором как по координате вибро стимулов, так и по частоте, отличной от символов-эквивалентов речевых сигналов (PC).

Блок 3 предназначен дл  формировани  кодовых сигналов тактильного воздействи , которое делитс  на р д операций, реализуемых аппаратурно за счет синхронизации преобразований сигналов в отдельных узлах, и их логической взаимосв зи, функции при этом распределены, следующим образом Узел 28 (фиг.З) предназначен дл  длительного хранени  кодов-эквивалентов длительности символов в  чейках 64, выполненных из интегральных микросхем ПЗУ на 32 восьмиразр дных слова. Резерв пам ти может быть использован в дальнейшем при наращивании символики. Указанные микросхемы содержат дешифратор адреса  чеек па- м ти, в которые записаны коды интервала времени предъ влени  текущего символа.

Узел 28 служит дл  записи кода текущего символа в регистр 61, выдачи адреса символа дл  опроса  чеек 64, дешифратора 7, узла 29 и узла 31 формировани  слога, предварительной записи с пульта 111 (фиг.7) кодов, эквивалентных длительности символов, в регистры 67 и 68 пам ти длительности Т, гласного и Tj, согласного символов и их считывани , приема признака гласного по шине 74, форми- ,руемого элементами ИЛИ 98 и 99 в ;блоке 8.

1 Узел 28 автоматически включает основной канал обмена с помощью элемента И-НЕ 65, блокирующего синхро

ВХОД регистра 63 при низком уровне сигнала на первом входе в режиме обучени , а при опросе  чеек пам ти и наличии на шине 66 разрешающего сигнала выдает с выходов  чеек 64 код установленной стандартной длительно- сти на входы буферного регистра 63 и после этого выдает код в узел 12. В режиме диалога с другим оператором обеспечиваетс  запись кода адреса текущего символа в регистр 61, а его дополнительной части - кода длительности в регистр 62 с последующей выдачей в узел 12. Регистры 61-63 8-разр дные, а регистры 67 и 68 могут быть 4-разр дными.

Узел 12 (фиг.4) предназначен дл  отсчета межсимволвных интервалов совместно с узлами 29 и 30, дл  записи в

Q 5 о

5 Q

5

0

0 g

счетчик 75 кодов, эквивалентных длительности текущего символа, и отсчета соответствующего им количества импульсов , а также выдачи сигнала Готовность по окончании формировани  пачки импульсов и сброса в ноль схемы .

Узел 29 предусмотрен дл  записи, хранени  и выдачи кодов межсимвольньпс интервалов и может быть выполнен из  чеек пам ти, адресные входы которых опрашивают кодом текущего символа.

Узел 30 (фиг.5) предназначен дл  синхронизации работы элементов отдельных узлов при обмене с устройством 106 (фиг.7) ввода буквенно-цифровых символов или внешним устройством путем формировани  и выдачи сигнала , утверждающего готовность узла 28 к приему следующего символа, выдачи синхроимпульсов дл  опроса  чеек 64 и регистров 67 и 68, импульса записи кода в регистр 63, а также импульса дл  записи кода межсимвольного интервала в счетчик 89, регистры f08 (фиг.7) и 119 (фиг.8).

Блок 8 служит дл  дешифрации адреса ключа узла 13, ключей 24 и 25 включени  электрической цепи прохождени  пачки импульсов на вход соответствующего датчика 16 или 17 или блока 26, а также дл  усилени  импульсов в последовательности сигнала..

Узел 31 предназначен дл  упор дочени  и временной организации следовани  цифровых кодов от источника на вход узла 39 с целью согласовани  тактильной и вербальной стимул ции, при этом функции распределены следующим образом.

Формирователь 43 предназначен дл  дешифрации кода текущего символа и вьфаботки управл ющих сигналов синхронизации записи текущих символов,, формировани  слога и перезаписи информации на раздельные входы цифрового синтезатора 40 речи,, сохран  

..очередность поступлени  символов на входы 32.

Коммутатор 44 осуществл т распределение символов по входам 48 и 49 буферного накопител  47 в соответствии с управл ющими сигналами на входах 51.

Дешифратор 45 служит дл  распознавани  символа Ударение и вьщачи сигнала высокого уровн  Лог. Г на выход узла 31.

913

С помощью распределител  46 осуществл ют включение питани  наг отдельные узлы, блоки и устройства тренажера; выдачу сигналов Пуск на соответствующий вход 81 узла 12; изменение длительности символов, и режимов работы; ввод в блок 3 кодов буквенно-цифровых символов; контроль подачи питани  на входы отдельных узлов по световому табло пульта 111 (не показано); визуальный контроль (только дл  инструктора) о точности набора символов с помощью съемного индикатора 107 (фиг, 7);. преобразование кода символа в семисегментный и усилени  сигналов.

Буферный накопитель 47 предназначен дл  приема и записи кодов текущих символов в  чейки 129 и 130 в соответствии с адресом,, вырабатываемым схемой управлени  записи-считьшани  данных в накопитель, выборки  чеек пам ти после прихода первого и последующих стробов Пауза и выдачи данных в цифровой синтезатор 40 речи в сопровождении стробов Запись.

Цифровой синтезатор 40 речи предназначен дл  выработки аналога PG путем формировани  кодов, соответ ствующих тональному - гласному или шумовому - согласному сигналу, на входе путем последовательного осуществлени  коммутации кодовых комбинаций по тактовым импульсам,- сдвига параллельного кода по всей разр дной сетке, вычислени  скал рных произведений и-накоплени  суммы произведе- НИИ кодов отсчетов сигнала возбуждени  и отсчетов откликов гщфровых: фильтров, поступающих из посто нного запоминающего устройства, выработки адреса отклика и отсчета отклика, выработки коэффициентов ортогонального разложени  квадратного корп  из огибающей кратковременного спектра PC в виде управл ющих сигналов, поступающих дл  вычислени  скал рного произведени , получени  в,конце временной базы синтеза отсчетов PCj цифроаналогового преобразовани  отсчетов PC и синхронизации по времени всего цикла преобразований.

Перечисленные функции осуществл ютс  элементами и блоками синтезатора . Усилитель предназначен дл  акустического усилени  звучани  удар- ньрс слогов. Датчик предназначен дл  акустического воспроизведени  PC.

7I О

Устройство работает следующим образом .

Подготовка оператора к работе на тренажере начинаетс  с ознакомлени  с устройством и методикой, разъ снени  координатно-вибротактильного кода при воспри тии символов и соответстви  координат стимул ции поверхности пальцев рук тому или иному символу (знаку). Оператора обучают основным приемам работы на клавиатуре устройства ввода буквенно-цифровых символов, котора  может быть

выполнена рефлексной, а также знаком т с методикой формировани  слогов и техникой паралл ьного тактильного и вербального воспри ти  стимулов.. Предварительно инструктор с пульта 111 (фиг,7) записывает в регистры 67 и 68 (фиг.З) дпительность гласных и согласных символов в виде обобщенных параметров Т;, и Т соответственно среднему темпу произношени  PC

в диапазоне от 1000 до 20 мс.

Затем оператор устанавливает на пальцы рук датчики тактильной чувствительности в соответствии с прин тым пор дком их расположени .

Рассмотрим работу блока 3-формировани  кодовых сигналов тактильного воздействи  (фиг.З и 4). В исходном состо нии триггер 76, счетчики 75 и 89 и коммутатор 90 установлены в

ноль единичным уровнем сигнала на

R-входах. Импульсы опорной частоты с

входа 86 не проход т на вход делител  77, так как на втором входе элемента И-НЕ 79 .низкий уровень сигнала

с выхода триггера 76.

В этом режиме основной канал ( чейки 64 И регистр 63) блокирован элементом И-НЕ 65 (фиг.З), на первом входе которого сигнал низкого уровн /

а в регистр 62 информаци  не заноситс .

Вывод информации из накопител  - узла 28 начинают подачей сигнала высокого уровн  - Лог,1 на вход 81

50

с пульта 111 по шине Пуск в момент

времени tj , чем осуществл етс  запуск узла 12. (фиг.4), Сигнал Лог.1 с выхода элемента ИЛИ 85 поступает на установочный вход триггера 76. gg Потенциальный сигнал с его выхода открьтает элемент И-НЕ 79. С этого времени тактовые импульсы поступают от генератора 34 (фиг.2) через делитель 77 на вход счетчика 75 и щину

1113

83 сигнала Готовность во внешнее устройство (в данном случае --на вхо устройства 106 ввода буквенно-цифровых символов).Первый .импульс проходи на выход счетчика 75 и открывает элемент И-НЕ 80. Последующий импульс с выхода делител  77 проходит на выход элемента И-НЕ 80, устанавливает счетчик 75 в ноль, сбрасывает триггер 76, запускает элемент 82, который формирует первый интервал в пределах 1-3 мс. Одновременно этот же импульс с выхода 83 поступает в устройство 106 в виде сигнала Готовность, а .также на счетный вход 91 узла 30 формировани  кодов (фиг.5).

Так как счетчик 89 находитс  в обнуленном состо нии, то этот же импульс проходит на его выход и на шину 92, подтвержда  готовность узла 28 к приему текущего символа из устройства 106.

При нажатии оператором на соответствующую клавишу (сначала изучают , воспри тие гласных символов) в ответ на запрос устройство 106 выдает код текущего символа и соответствующий сигнал записи на входы регистра 61 (фиг.З). Далее адресом опрашивают  чейки 64 и по выходам 33 дешифратор 7, входы узла 29 регистраи;ии межсимвольных интервалов и входы 32 узла 31 формировани  слога. Так как тактильное предъ вление «текущего символа несколько опережает вербальное, то рассмотрим дальнейший ход преобразовани  сигнала.

По вление импульсов на выходах 15 узла 12 и 9А с периодом Т обеспечиваетс  за счет внутренней синхронизации узла 12 по цепи обратной св зи , включающей элементы 82 и 85,триггер 76, элемент 79,. делитель 77 и элемент 80.

Одновременно сигнал Лог.1 с одного из выходов дешифратора 7 проходит через элемент И 23 на вход соответствующего ключа 24 (25), подготавлива  этим электрическую линию канала стимул ции с по.мощью датчиков 26 тактильной чувствительности буквенных символов, и на вход соответствующего элемента ИЛИ 98 или 99, с выхода которого поступает по шине 74 на вход узла 28 обобщенный сигнал Лог.1, соответствующий гласному символу.

12

5

0

5

С приходом очередного синхроимпульса он проходит на выход элемента И 71 (фиг.З), на входы элементов И 69 и вход инвертора 73.

В этот момент времени информаци  регистра 67 в виде кода длительности устанавливаетс  по входам счетчика 75, который работает на вычитание , и при его обнулении завершаетс  период формировани  соответствующего ГТС и очередного сигнала Готовность. Однако без подтверждени  сигнгша Готовность узлом 30 код последующего гласного символа устройством 106 не выставл етс .

Одновременно с приходом на вход 91 узла 30 очередного импульса с выхода 83 узла 12 (фиг.4) он комму- THpveT коммутатор 90, и с его выходов 94-96 со сдвигом,обеспечиваемым элементом 93, поступают на входы  чеек 64 импульсы записи-считывани . Таким образом, период времени,- необходимьй дл  опроса  чеек 64 и перезаписи кодов длительности в счетчики 75 и 89, совмещен по времени с межсимвольным интервалом . При обнулении счетчика очередной импульс с выхода 83 узла 12 проходит на выход счетчика 89, сбрасывает его и коммутатор 90 в ноль, -проходит на выход 92 узла 30 и подтверждает сигнал готовности.

Импульсна  последовательность, сформированна  в узле 12, поступает в блок 8 (фиг.1) с выхода 15 и через усилитель 14 на сигнальный вход ключа 24 (25) , причем управл ющие входы элементов И 23 подключены через элемент 10 к управл ющему выходу 87 узла 12. Это позвол ет осуществить временной сдвиг момента предъ влени  символа на необходимьй пе- с риод задержки, св занный с согласованием тактильного и вербального стимулов .

С выхода ключа 24 (25) пачка Импульсов поступает на вход датчика тактильной чувствительности блока- 26 (фиг.1), координата размещени  которого на пальцах руки соответствует алфавиту вибротактильного кода,Предъ вление каждого гласного символа закрепл етс  в пам ти оператора через некоторый период времени.- Затем , приступают к формированию-слога из согласнЪго и гласного символов. . Отличие заключаетс  в том,, что на

0

5

0

0

5

10

входе 74 узла 28 в этом случае.присутствует сигнал Лог.О, следовательно , на выходе инвертора 73 при- сутствует Лог.Г , которой открываетс  по входу элемент И 72 и в момент прихода очередного синхроимпульса считываетс  код с выходов регистра 68, который соответствует длительности согласного символа..

Рассмотрим последовательность вербальной стимул ции.. Код символа по входам 32 узла 31 поступает на входы регистра 119 (фиг.8) формировател  43, с приходом синхроимпульса по входу 127 осуществл етс  запись данных, которые с входов проход т на выходы регистра 119 и далее на входы дешифратора 120. В первом режиме слог составл ют из 2-3 одинаковых согласных символов, следовательно, с первого выхода дешифратора 120 сигнал- признака запускает формирователь 121,. который вырабатывает короткий импульс.. Этим импульсом по входу 51 коммутато- 25 ратора 120 на выход 53 формировател  ра 44 разрешаетс  прохождение инфор- 43 и одновременно запускает группу

символа с выхода его старшего разр да приходит импульс переполнени , ко торым триггер 143 устанавливаетс  в

g ноль, сбрасываютс  в ноль счетчик 145 и коммутатор 137,. а счетчик 150 увеличивает свое состо ние на единицу , измен   соответственно нижний ад рес  чеек 129 и 130 и подготавлива , таким образом, схему к записи кода следуюш;его символа в рассмотренной последовательности. Следование синхроимпульсов на выход дешифратора 13 прекращаетс . Импульсом, который при

15 ходит с выхода элемента 141 на вход триггера 144,подтверждаетс  режим записи информации В накопитель 47..

После установки по входам D  че- . ек 129 и 130 кода последующего символа на вход 55 Поступает следующий строб Символ и цикл записи битов в  чейки 129 повтор етс  до прихода на вход 56 первого строба Пауза, который поступает с выхода 126 дешиф

20

35

мации с входов 105 на входы 48 накопител  47 (фиг.6). Одновременно с выхода формировател  121 импульс-проходит через элемент ИЛИ 125 на вход ЗО элемента 116 и через период задержки, необходимый дл  установки данных в  чейки 129 (фиг.9), с выхода 52 по шине сигнала Символ на вход 55 на-, копител  47 приходит строб запуска схемы записи,. которьй проходит через элемент ИЛИ 147 и устанавливает триггер 143.

Сигналом разрешени , который приходит с выхода триггера 143, откры- о ваетс  канал следовани  синхроимпуль- са с входа на выход дешифратора 136. Первым импульсом, который проходит на его выход,запускаетс  формирователь 138,формируетс  первый адрес,по которому с приходом строба выборки осуществл етс  запись каждого бита в  чейки 129, так как на инверсном выходе триггера 144 присутствует сигнал

высокого уровн  - ЛОГ.1, по KOTOpOMy Q

разрешаетс  запись Данных. Таким образом , с приходом каждого синхроимпульса измен етс  верхний адрес  чейки 129, а с выхода элемента 140 приходит строб выборки на входы  че- ек 129..

Длина строки записи данных в  чейки 129 формируетс  счетчиком 145, и в момент записи всех битов кода

элементов 1.17 и 118..

Первьй строб проходит через элемент ИЛИ 148 на установочный вход триггера 144, который измен ет режим накопител  на считывание информации из  чеек 129 и 130, так как на его обратном выходе по вл етс  Лог.О, одновременно сигналом высокого уровн  - Лог.1 с пр мого выхода триггера 144 переключаютс  входы коммутатора 139 и подготавливаетс  поступ ление стробов на вход D дешифратора 136.

После завершени  подготовки схемы накопител  47 и- обнулени  счетчика 150 на один из входов 54 поступает последующий строб Пауза, который . через элементы ИЛИ 147 и 151 устанав ливает триггер 143, чем осуществл етс  запуск схемы считывани  данных в ускоренном на два пор дка темпе, причем после завершени  считывани  битов первого символа поступает последующий строб Пауза, который возобновл ет цикл выборки и подтверждает режим считывани  через элементы ИЛИ 148 и 151. Ускоренна  выборка данных из  чейки 129 (130) осуществл етс  в рассмотренной последовательности , причем ни  данных не опрокидываетс  начинаетс  в пор дке поступлени .

пор док считыва-, II

0

25 ратора 120 на выход 53 формировател  43 и одновременно запускает группу

символа с выхода его старшего разр да приходит импульс переполнени , которым триггер 143 устанавливаетс  в

g ноль, сбрасываютс  в ноль счетчик 145 и коммутатор 137,. а счетчик 150 увеличивает свое состо ние на единицу , измен   соответственно нижний адрес  чеек 129 и 130 и подготавлива , таким образом, схему к записи кода следуюш;его символа в рассмотренной последовательности. Следование синхроимпульсов на выход дешифратора 136 прекращаетс . Импульсом, который при5 ходит с выхода элемента 141 на вход триггера 144,подтверждаетс  режим записи информации В накопитель 47..

После установки по входам D  че- . ек 129 и 130 кода последующего символа на вход 55 Поступает следующий строб Символ и цикл записи битов в  чейки 129 повтор етс  до прихода на вход 56 первого строба Пауза, который поступает с выхода 126 дешиф0

5

О

о

Q

элементов 1.17 и 118..

Первьй строб проходит через элемент ИЛИ 148 на установочный вход триггера 144, который измен ет режим накопител  на считывание информации из  чеек 129 и 130, так как на его обратном выходе по вл етс  Лог.О, одновременно сигналом высокого уровн  - Лог.1 с пр мого выхода триггера 144 переключаютс  входы коммутатора 139 и подготавливаетс  поступление стробов на вход D дешифратора 136.

После завершени  подготовки схемы накопител  47 и- обнулени  счетчика 150 на один из входов 54 поступает последующий строб Пауза, который . через элементы ИЛИ 147 и 151 устанавливает триггер 143, чем осуществл етс  запуск схемы считывани  данных в ускоренном на два пор дка темпе, причем после завершени  считывани  битов первого символа поступает последующий строб Пауза, который возобновл ет цикл выборки и подтверждает режим считывани  через элементы ИЛИ 148 и 151. Ускоренна  выборка данных из  чейки 129 (130) осуществл етс  в рассмотренной последовательности , причем ни  данных не опрокидываетс  начинаетс  в пор дке поступлени .

пор док считыва-, II

т,е, с младших адресов. Через период , необходимый дл  ускоренного считывани  предельного количества символов , с выхода элемента 141 поступает последовательность стробов Запись , первым из них триггер. 144 устанавливаетс  в ноль, но с приходом последующих стробов, количество которых определ ет состав слога, схема восстанавливаетс  в режим считывани . Количество стробов беретс  из расчета необходимой длины слога. Следовательно , по окончании выборки схема возвращаетс  в режим записи автоматически .

В исходном состо нии триггеров 143 и 144 коммутатор 139 устанавливаетс  в первоначальное состо ние, так

Кодовые комбинации с выхода муль- .типлексора 156 поступают на вход рег стра 157 параллельного кода и под действием импульсов с выхода генератора 163 продвигаютс  по всей разр д ной сетке регистра 157. Длина регистра 157 определ етс  количеством отсчетов каждого из откликов цифро10 вых фильтров, хран щихс  в ПЗУ 160. Сдвиг кодовых комбинаций в регистре 157 осуществл етс  циклически через мультиплексор 156 до момента приема нового кода символа и, соответствен15 но, сигнала возбуждени  с выходи дис кретного возбудител  155.

Коды с выхода регистра 157 поступают в блок 158, в котором осуществл етс  накопление суммы произведекак на его управл ющем входе Лог.О. JQ ний двоичных кодов отсчетов сигнала

Дешифратор 136 перекрывает канал следовани  синхроимпульсов на выход 1, так входе разрешени  также Лог.О, сигналом высокого уровн  с обратного выхода триггера 144 по входам  чеек 129 и 130. Схема накопител  47 подготовлена к записи информации .

Считываемый код гласного символа поступает по первому выходу 35 на соответствующий вход цифрового синтезатора 40 речи в сопровождении стробов Запись, которые поступают по выходу 37 на дополнительный вход синтезатора 40. Код гласных поступа- ет на один из входов дискретного возбудител  155 в виде сигналов основного тона (ОТ).

В результате цифрового синтеза с

выходов ЦДЛ 168 через усилитель 41 на вход преобразовател  42 поступает сигнал, который воспроизводит гласный PC с соответствующим акцентом (ударением), который фильтруетс  дешифратором 45.

Цифровой синтезатор речи 40 (фиг.2 и 10) работает следующим образом . Код ОТ, соответствующий гласному символу управл ет работой возбудител  155 по входу 35 синтезатора 40. На выходе дискретного возбудител  155 .формируютс  коды, соответству- тональному (шумовому) сигналу возбуждени  (если приходит код согласного ) . Кодовые комбинации с выхода дискретного возбудител  155 по- ступают на вход мультиплексора 156, управл емого сигналами с выхода генератора 163.

25

30

35

40

45

50

55

возбуждени  и отсчетов откликов цифровых фильтров, поступающих из ПЗУ 160

Адресаци  ПЗУ 160 осуществл етс  по выходам счетчика 161, который определ ет адрес отклика и адрес отсче та в отклике. Двоичный код с выхода блока 158 гГоступает в качестве первого сомножител  на блок 159, в котором накапливаетс  сумма произведений первого сомножител  на двоичные коды, поступающие с выхода источника 162.

В качестве управл ющих сигналов в цифровом синтезаторе 40 речи используютс  коэффициенты ортогональ-. ного разложени  квадратного корн  из огибающей кратковременного спектра PC. Извлечение квадратного корн  из огибающей кратковременного спектра PC по характеру нелинейно- го преобразовани  близко к ло ариф- рованию огибающей спектра, что позвол ет уменьшить ошибки-синтеза спектральных составл ющих с малыми уровн ми и за счет этого повысить качество синтезированного слога-.

Кодовые комбинации с выхода блока 159 поступает на вход мультиплексора 164, управл емого сигналами с выхода генератора 163.. Коды с выхода мультиплексора 164 поступают на вход регистра 165 и под действием импульсов с выхода генератора 163 продвигаютс  по всей разр дной, сетке регистра 165,. длина которого равна длине регистра 157. Сдвиг кодовых комбинаций в регистре 165 осуществл  етс  циклически через мультиплексор 164 до момента приема нового значе-

Кодовые комбинации с выхода муль- .типлексора 156 поступают на вход регистра 157 параллельного кода и под действием импульсов с выхода генератора 163 продвигаютс  по всей разр дной сетке регистра 157. Длина регистра 157 определ етс  количеством отсчетов каждого из откликов цифровых фильтров, хран щихс  в ПЗУ 160. Сдвиг кодовых комбинаций в регистре 157 осуществл етс  циклически через мультиплексор 156 до момента приема нового кода символа и, соответственно , сигнала возбуждени  с выходи дискретного возбудител  155.

Коды с выхода регистра 157 поступают в блок 158, в котором осуществл етс  накопление суммы произведе5

0

5

0

5

0

5

возбуждени  и отсчетов откликов цифровых фильтров, поступающих из ПЗУ 160-.

Адресаци  ПЗУ 160 осуществл етс  по выходам счетчика 161, который определ ет адрес отклика и адрес отсчета в отклике. Двоичный код с выхода блока 158 гГоступает в качестве первого сомножител  на блок 159, в котором накапливаетс  сумма произведений первого сомножител  на двоичные коды, поступающие с выхода источника 162.

В качестве управл ющих сигналов в цифровом синтезаторе 40 речи используютс  коэффициенты ортогональ-. ного разложени  квадратного корн  из огибающей кратковременного спектра PC. Извлечение квадратного корн  из огибающей кратковременного спектра PC по характеру нелинейно- го преобразовани  близко к ло ариф- рованию огибающей спектра, что позвол ет уменьшить ошибки-синтеза спектральных составл ющих с малыми уровн ми и за счет этого повысить качество синтезированного слога-.

Кодовые комбинации с выхода блока 159 поступает на вход мультиплексора 164, управл емого сигналами с выхода генератора 163.. Коды с выхода мультиплексора 164 поступают на вход регистра 165 и под действием импульсов с выхода генератора 163 продвигаютс  по всей разр дной, сетке регистра 165,. длина которого равна длине регистра 157. Сдвиг кодовых комбинаций в регистре 165 осуществл етс  циклически через мультиплексор 164 до момента приема нового значе-

.ни  скал рного, произведени  с выхода блока 159.

Двоичные коды с выхода регистра 165 поступают в блок 166, в котором осуществл етс  накопление- суммы произведени  двоичных кодов с выхода регистра 165 и отсчетов откликов, цифровых фильтров, поступающих из ПЗУ 160- на вход блока 166. Кодовые комбинации с выхода блока 166 поступают в качестве первого сомножител  на входы блока 167, в котором накапливаетс  сумма произведений первого сомножител -на двоичные коды, поступающие с выхода источника 162,

На выходе блока 167.в конце временной базы синтеза образуютс  отсчеты PC, которые поступают на вход ЦДЛ 168, спектр сигналов на выходе которого равен спектру исходного речевого сигнала. Далее с выхода 173 спектр сигналов через усилитель 41 (фиг.2) поступает на вход преобразовател  42, с помощью которого воспроизводитс  спектр частот PC, Соответствующий акцент - ударение фильтруетс  депшфратором 45- (акценто- ром), который по выходу 38 управл ет интенсивностью сигналов на входе преобразовател  42.

После многократного предъ влени  гласного тактильного символа (ГТС) и его вербального эквивалента в виде PC - слога из .2-3 гласных фонем оператор о.впадевает навыком распознавани  ГТС по координате вибростимул ции и возбуждени  ме ханорецепто- ров участка каждой поверхности того или иного пальца обеих рук, приле- гаемого к датчику тактильной чувствительности .

Постепенно длительность ГТС и соответствующих им PC уменьшают и в состав слога ввод т те или иные со- гласные тактильные символы (СТС),,соответственно тактильному букварю.

При поступлении в узел 31 кода СТС коммутатор 44 (фиг.2) по сигналу на входе 51 подключает соответствен- но входы 49 накопител .47 к входам 105 (фиг.6). Это обеспечивает раздельную запись кодов СТС и ГТС в накопитель 47 в той. последовательности , котора  определена позицией символа в слоге, С приходом первого и последующих стробов Пауза из  чеек 129 и 130 осуществл етс  параллельна  выборка кодов по обеим каналам в пор дке возрастани  адреса, и .код каждого символа поступает по выходам 35 и 36 на входы синтезатора 40, причем после установки каждого бита информации кода символа на входы записи с выхода 153 приходит последовательный строб Запись 5 которым осуществл етс  запуск синтезатоQ ра. Одновременно накопитель 47 переключаетс  на запись символов следующего слога и после формировани  PC и в.ербальной стимул ции цикл формировани  слога повтор етс  в указан5 ной последовательности.

Таким образом, окончание слога на клавиатуре фиксируетс  нажатием пробельной клавиши, что сопровождаетс  выдачей- цифрового кода Интервал.

Q Дл  проставлени  ударени  в слоге используетс , специальна  клавиша рефлексной клавиатуры.

После того, как оператор подготовлен дл  приема символов посто нной

5 длительности, к входам блока 3 подключают внешнее устройство, напри- мер магнитофон, с цифровой записью символов информации, а с пульта на вход 66 узла 28 подают деблокирующий

Q сигнал высокого уровн , по которому , разрешаетс  запись кодов в регистр 63. После этого информаци  с прихо - дом сигнала Пуск по входу 81 (фиг.4) считываетс  из  чеек 64 (фиг.З), поступает на входы регистра 63 и с приходом синхроимпульса на вх.оды счетчика 75. По входам регистров -67 и 68 данные с пульта не поступают. Устанавливаютс  Лог.О,

п, однако выдача сигналов на шину 74 не прерываетс , так как это уже не имеет значени . Дальнейшее прохождение сигналов и формирование слога, а также вербальное стимулирование осуще-. ствл ютс  в рассмотренной последовательности .

В режиме воспри ти  ЩС с участием инструктора данные получают из . распределител  46, На клавиатуре по- Q следовательно набирают цифровой знак, -а затем буквенными символами набирают соответствующее числительное.Если в ходе приема информации дешифратор 7 (фиг.1) опрашивают адресом, соответствующим коду текущего ЦТС, то потенциальный Сигнал высокого уровн  Лог,1 с шины 6 через узел 4 управл ет , работой ключа узла 13, Одновременно этот же сигнал поступает в

5

5

5

1913

блок 2 на вход элемента ИЛИ 18, с выхода которого усиливаетс , формируетс  в виде короткого импульса с помощью усилител  19 и по шине 22 считывает код длительности сигнала с выхода узла 20.

Далее код поступает по входу 27 в узел 12, который формирует-соответствующую импульсную последовательность , следующую с выхода 15 через предусилитель 14 и делитель 21.на вход ключа узла 13, подготовленного заранее к пропуску пачки импульсов на вход датчика 16 (17) определенной координаты. Подвижный элемент да:тчи- ков 16 и 17 возбуждает рецепторы кожного анализатора на определенном участке срединных фаланг одного из пальцев рук. Расположение датчиков 16 и 17 слева направо соответствует числам 1, 2,...,0. Прин тое соответствие между ЦТС и координатной соответствующего датчика 16 или 17 позвол ет оператору повысить скорость воспри ти  ЦТС. Этому также способствует ЦТС от фонетических стимулов по частоте, а также дистальное расположение зоны стимул ции, где тактильна  чувствительность более высока . Формирование слога или двух числительных ничем не отличаетс  от рассмотренного. Затем осуществл етс  прием смешанных текстов и цифр.

Воспри тие считаетс  хорошим,когд оператор полностью понимает текст сообщений без вербального сопровождени , воспри тие информации в этом случае инициируетс  внешним источником .

Устройство может быть использовано дл  подготовки операторов, например , навигационных комплексов, а также при координатно-моторном вводе информации дл  контрол  точности бесклавишного ввода символов без привлечени  зрени . Устройство может также найти широкое применение дл  реабилитации больных, например слепых , которые не владеют способностью воспринимать информацию, кроме р ечи.

Claims (2)

1. Устройство преобразовани  сигналов дл  тактильного воспри ти  информации по авт.св. № 1148039, о т1607

20

личающеес  тем, что, с це- .лью расширени  области применени  устройства за счет формировани  сигналов дл  выработки координатно-виб- ротактильного рефлекса оператора, в него введены генератор, узел формировани  слога, информационные входы которого соединены с соответствую0 Щими выходами блока формировани  кодовых сигналов тактильного воздействи  , а вход опорного сигнала и синхронизирующий вход - с.соответствующими выходами генератора, цифровой

5 синтезатор речи, злектроакустйче-. ский преобразователь и усилитель, выход которого подключен к входу электроакустического преобразовател 4 а информационный вход - к выходу циф0 рового синтезатора речи, информационные входы которого подключены к соответствующим выходам узла формировани  слога, а управл ющие входы цифрового синтезатора речи и усили5 тел  соединены соответственно с первым и вторым управл ющими выходами узла формировани  слога.

2. Устройство по п,1, о т л и ч а- 0 ю щ е е с   тем, что узел формировани  слога содержит дешифратор, коммутатор , буферный накопитель,- первый и второй информационные входы которого соединены с соответствующими выходами коммутатора, формирователь им- пульсов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму управл юш 1м входам коммутатора, третий и четвертый выходы - к первому и второму управл ющим входам соответственно буферного накопител , а выходы группы - к соответствующим управл ющим входам- группы буферного накопител , и распределитель импульсов, входы питани , сигналов обратной св зи, синхронизации и опорной, частоты, информационные входы и выходы, управл ющие выходы и выходы питани  которого  вл ютс  соответствующими входами и выходами узла, входы дешифратора, формировател  импульсов и информационные входы коммутатора соединены с соответствующими информационными входами распределител  импульсов, входы синхронизации буферного накопител   вл ютс  соответствующими входами- узла, синхронизирующий выход буферного накопител  и выход дешифратора

5

0

0

5

2 136160722

 вл ютс  соответственно первым и буферного накопител  - первым и вто- вторым управл к цими выходами узла, а рым информационными выходами узла первый и второй информационные выходы соответственно.

фиг. г

Фие.З

Г

27 7с

-О- СЬ-

п

.S7

н

62

3

8

Луск

55

L.

5« :fo

55

1Ь

77

Sn R

С

75

15 83

..

Фи.

фиг.6

romodHOcmtt

фиг. 5

(Pusl

3

Фиг. 8

Паум,

/2

/22