English Version

Новая философия искусственного зрения

Проект "Тактильное виденье" - новая концепция визуально-замещающих аппаратов - заменителей зрения, новый запатентованный метод кодирования и передачи сигнала

Методика обучения

Не останавливаясь на детальном описании хода и методик проводившихся испытаний и экспериментов, которые можно найти в полном отчете, необходимо сказать, что вся работа делилась на два больших блока.

1. Поиск наилучших способов обработки и передачи информации.

2. Определение функциональных возможностей прибора, разработка и совершенствование методики обучения пользователя.

Работы по обоим направлениям велись одновременно и взаимовлияние решений принимавшихся по каждому из них, несомненно, снижают научную строгость эксперимента, но, тем не менее, результаты экспериментов признанные нами удовлетворительными, таковы:

1.1. Так как наибольшие затруднения у наших предшественников и при начале испытаний у нас вызывало распознавание контрастных предметов и выделение теней (т.е. объемов); важнейшим способом предварительной обработки информации оказалось разделение каждого кадра на позитивный (п) и негативный (н). Резкое улучшение различимости и ускорение обучения было достигнуто при применении последовательности из 4 кадров - 3 позитивных и 1 негативный, передаваемых как П-П-Н-П.

1.2. Наиболее комфортным и эффективным оказалось применение прямоугольных электрических импульсов.

1.3. При постоянной частоте подачи кадров от камеры в 25 Гц мы имели возможность изменять частоту подачи сигналов на ЭТД. Наиболее приемлемым компромиссом между улучшением комфортности и различимостью оказалось применение частоты 80 Гц.

2.1. В рамках принятой нами "идеологии" существенным является то, что человек может непосредственно оценивать различимость объектов и самостоятельно регулировать функции обработки изображения.

Результаты экспериментов позволяют утверждать, что после сравнительно кратковременного обучения (30-40) часов пользователь ЭТД способен:

• Успешно различать несколько предметов в поле зрения.

• Различать, находить и оперировать предметами, находящимися в пределах 1 метра. Причем, различаемые предметы могут иметь одинаковую форму и различаться только рисунком поверхности (например, пачки сигарет разных марок).

• Ориентироваться и передвигаться в незнакомых помещениях, не приспособленных специально для нужд незрячих. Выполнять задания связанные с поиском и перемещением предметов. Например: найти и принести стакан, стоящий на подоконнике окна в соседней комнате. Безусловно, слепой выполняет эти задания не так быстро, как зрячий человек, но тут на наш взгляд, важна не столько скорость, сколько точность осознания окружающего пространства.

• Различать до 3-х печатных знаков в поле зрения, что дает возможность чтения при обеспечении последовательного сканирования строк.

2.2. Для методики обучения пользователя важнейшим является последовательное освоение ближнего (предметы доступны движению руки) среднего (для достижения предметов необходимо изменения положения тела) и дальнего (для достижения предметов необходимо перемещение) пространства.

Обучение опирается на универсальный принцип выделения объектов из фона, который является основой развития зрения у младенца. Подобно тому, как младенец начинает фокусировать глаза на игрушке, до которой он может дотянуться, так и испытуемый в начале обучения учится на стенде ближнего пространства совмещать представление о предметах, находящихся там, с получаемым от ТЗЗ сигналом.

По мере сокращения доли ложных движений задача усложняется - испытуемый должен встать, чтобы дотянуться до необходимого предмета.

При переходе на стенд дальнего пространства мы используем метод меток - т.е. по полу выкладывается светлая дорожка, обозначающая маршрут к искомому предмету, но при этом с пути убираются все препятствия. Кроме того, имея дело с взрослым человеком, мы могли рассказать обучаемому о характере задания и давать ему указания в ходе его выполнения, что, несомненно, ускорило обучение.

Пройдя обучение на стендах ближнего, среднего и дальнего пространства испытуемый довольно быстро смог перейти к выполнению заданий в сложном пространстве, где препятствия не убирались, маршруты не прокладывались, а предметы могли быть заслонены другими или прятаться в их тени, т.е. ориентироваться в реальном мире.

Представление об ТЗЗ (тактильном заменителе зрения), как о средстве компенсации информационного дефицита, а не "зрительном протезе" позволило нам легко отказаться от принятого в начале работ закрепления камеры на голове пользователя. Эксперименты показали, что когда пользователь держит камеру в руке, скорость выполнения заданий увеличивается в несколько раз, а время обучения существенно сокращается.

В рамках этого же подхода нам представлялось вполне логичным начать поиск путей в увеличении компенсаторного эффекта и других способов ориентирования, подготовки среды и носителей информации. В ходе работ проводилось ряд экспериментов по одновременному использованию ТЗЗ и трости. Результаты позволяют рассчитывать на успех, как в совершенствовании методов обучения, так и в облегчении адаптации к окружающему пространству слепых, привыкших пользоваться тростью.

Результаты экспериментов по распознаванию печатных знаков говорят, что для эффективного использования ТЗЗ, для чтения требуется создание простейших устройств, обеспечивающих последовательное построчное сканирование текста камерой с регулируемой скоростью.

Мы не имели возможности проводить широкомасштабные эксперименты на местности, но для достижения свободы передвижения пользователям ТЗЗ, возможно, потребуется специальная подготовка среды (автоматически распознаваемые дорожные знаки, светофоры и т.д.) и сопряженные приборы с навигационной системой.

<< Назад | Далее >>

Контактная информация