可听化算法与应用研究

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众所周知,听觉是人类与外界交流信息的重要途径之一,它的重要性仅次于视觉。声音是听觉的信息载体,它有两种形式,除了语音之外,另外一种重要的形式是非语音。可听化就是应用非语音声音信号来表达信息,它在增强科学计算可视化、探索性数据分析、数据挖掘等方面都具有广泛的应用价值。 由于可听化是采用非语音声音来传递信息和解释数据,所以数据维度和声音维度之间的映射是整个可听化系统中最重要的一环。本文根据数据类型的不同,分别对无结构离散数据、结构化离散数据、一维连续数据、高维点数据和高维连续数据的映射方法进行了介绍。 对于离散数据,详细描述了听标和耳标的概念、设计方法及其优缺点:对于高维连续数据,以二维标准印刷体数字字符图像为例,选用灰度、梯度和曲度三个中间映射变量进行了映射算法的研究。 为了验证听觉反馈在移动机器人遥操作中应用的可行性,本文将可听化技术应用到遥操作机器人碰撞传感器、距离传感器和速度传感器数据流的监视中。基于作者设计的传感器信息-声音映射方案,进行了心理物理学实验,初步的实验结果表明通过听觉反馈遥操作者完全可以对传感器数据流进行有效地监视。
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