《信息的振動觸覺編碼和表達技術研究》是依託東南大學，由吳涓擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：信息的振動觸覺編碼和表達技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳涓
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
觸覺是人重要的信息獲取通道，與視覺聽覺相比，觸覺在信息獲取方面具有其獨特的優勢。將環境信息以觸覺刺激方式進行編碼和表達，不僅是盲人感知環境的重要途徑，還能幫助正常視力人在視覺受限以及某些特勢情況下進行空間定位、語義識別等，擴大信息獲取量，提高操作的準確性。本課題主要利用人的觸覺刺激與信息認知的相關性，重點研究典型環境信息（空間、圖形、語義信息等）的觸覺編碼方法，將常見視覺信息轉換為頻率、幅值、節奏、作用部位可控的振動觸覺刺激信號,從而形成一種通用的觸覺單詞或語言，並設計相應的振動觸覺表達裝置原理樣機，進行觸覺編碼的感知實驗。信息的觸覺編碼將充分利用人的觸覺感知隨機共振及感覺躍遷等特性，進行觸覺刺激的時/空組合，以實現信息的高效、準確、直觀的觸覺編碼。
結題摘要
本項目經過三年的研究，根據計畫要求，研製了一套攜帶型振動觸覺數據背心原理樣機，設計並製作了振動觸覺感知板，基於上述原理樣機和實驗平台；進行了人的振動觸覺感知特性實驗，發現了人在利用振動觸覺提示進行認知的一些特性和規律；實現了二維圖像的輪廓特徵以及深度信息的振動觸覺編碼與表達，並在本實驗平台上進行了系統驗證，驗證了利用振動觸覺實現信息提示系統的有效性。 成果1、研製了一套攜帶型振動觸覺數據背心，並設計了振動觸摸實驗板裝置。振動觸覺陣列安裝以穿戴式背心方式安裝於人背部，能夠自動採集圖像，並提取圖像輪廓信息，然後進行振動觸覺編碼，將輪廓特徵以不同振幅、節奏和時序的振動觸覺刺激形式提示給穿戴者。該系統能夠幫助視覺殘障人士，以被動觸覺方式獲取環境信息，尤其是較難呈現的圖形和圖像信息，同時可以實現危險環境下的非視覺信息傳遞。 成果2、進行了人的振動觸覺認知實驗。以在校大學生為研究對象，進行了振動觸覺心理物理學實驗，建立人的長度認知的心理量表，對評估值進行研究振動觸覺刺激參數的變化與基於觸覺的長度認知之間的關係。在實驗中發現：人振動刺激的時間因素和空間密度對長度認知的影響顯著，且其互動作用影響也顯著：對應於相同長度，振動刺激時間越長，振動點約密集，主觀長度評估偏大。 成果3、進行了信息的振動觸覺編碼方法研究，並進行了實驗驗證。分別對常用字母、數字以及較為複雜的二維輪廓以及三維形狀特徵，提出了相應的振動觸覺編碼方法。在進行二維輪廓觸覺編碼和表達時，充分基於前面實驗研究中所發現的規律，將振動刺激的基於時間/空間的動態組合編碼，以實現二維輪廓觸覺掃描；針對三維形狀信息的觸覺表達，我們提出了基於深度等高線的輪廓特徵表達方法，從深度圖像中提取輪廓特徵，簡化為有限條深度等高線，然後對深度等高線進行振動觸覺表達，最終實現三維形狀信息的觸覺表達。 發表和錄用論文13篇，其中SCI4篇，EI 9 篇，申請發明專利6項，已授權4項
