Кодирование зрительной информации

Одной из важных является проблема кодирования И, под которой понимают операцию отождествления символов или групп символов одного кода с символами или группами сим­волов др. кода. Под кодом понимают систему условных зна­ков (символов) для передачи, обработки и хранения (запомина­ния) разл. И. В настоящее время разработаны общие ЭТ к построению систем кодиро­вания ЗИ.

При построении системы кодирования объекты и их характе­ристики делят на классификационные группировки. Для этого уста­навливают сходства и различия объектов, распределяют их по значимости и определяют основание деления. Вид алфавита кода выбирают с учетом характера передаваемой И и задач, решаемых оператором, опираясь на системы знаний, закрепленных в опыте человека. В зависимости от характера и объема переда­ваемой И устанавливают целесообразность использова­ния одномерного и многомерного кода. Основание кода выбирают исходя из количества кодируемых объектов и их характеристик. Оно должно содержать минимальное число знаков. Основание кода определяют с учетом абсолютной чувствительности глаза (нижнего и верхнего абсолютного порогов), дифференциальной чувствительности зрения по отношению к разл. видам алфа­вита и длительности экспозиции. Основание кода для разл. видов алфавита должно составлять след. величины: раз­мер – 5, простр. ориентация – 8, длина линии – 6, ориентация линии – 4, количество точек (при условии ограничен­ного времени предъявления) – 5, буквенно-цифровой алфавит – неограниченное количество комбинаций обозначений, яркость – 4, цветовой алфавит – 11, частота мельканий – 4.

При передаче И о нескольких признаках объекта используют многомерное кодирование. В структуре многомерного кода могут быть использованы сочетания разл. видов алфа­вита: формы и цвета; формы и простр. ориентации; размера, яркости и частоты мельканий.

При группировке знаков в кодовые обозначения (КО) (формуляры) следует отдавать предпочтение смешанным алфавитам кода. Структура КО должна быть неизменной. Пред­почтительно, чтобы крайние знаки КО переда­вали наиболее важную И. Оптимальное число знаков КО – 8, предельное число знаков – 12, в от­д. случаях – до 20 знаков.

При конструировании кодовых знаков при кодировании сле­дует руководствоваться след. положениями. Осн. классификационный признак объекта должен кодироваться контуром. Знак должен быть хорошо различим (иметь достаточный угловой размер и яркость) и представлять собой замкнутую фигуру. В алфавите должно быть установлено оптимальное количествен­ное соотношение признаков знака и признаков объекта. В состав знака должны входить основные и доп. детали. Доп. детали не должны пересекать или искажать контур знака (исключение могут составить знаки, выражающие отмену И, запрещение каких-либо действий, окончание их и т.п.). При конструировании знаков предпочтение следует отда­вать внутренним деталям перед наружными. Детали кодовых знаков должны быть унифицированы.

В качестве опознавательных признаков знаков в пределах одного алфавита нельзя использовать следующие:

– число элементов в знаке (исключение могут составить знаки, обозначающие признак множественности без точной количествен­ной характеристики, н-р отображающие понятия «мало/мно­го», «одиночный /групповой»);

– отличие знаков до признаку позитив-негатив;

– отличие знаков по признаку прямое зеркальное отражение (за исключением случаев, когда это необходимо для отображения простр. ориентации или направленности по принципу «вверх/вниз», «влево/вправо», «вперед/назад» и т.п.).

В алфавитах используют знаки симметричной формы с едино­образием ориентации: контуры знаков должны быть по возмож­ности ориентированы в соответствии с основными простр. осями – горизонталями и вертикалями.

При выборе вида алфавита следует руководствоваться следую­щим. При кодировании разл. качественных и количественных характеристик объектов могут использоваться разл. виды алфавитов: форма, размер, простр. ориентация, длина и ориентация линии, количество точек, буквы, цифры, яркость, цвет, частота мельканий.

Форму используют для кодирования класса и вида объекта. Кодирование размером используют для передачи И, устанавливая соответствие между площадью или линейными раз­мерами знака с характеристиками объекта (размером, удален­ностью, высотой и т.п.), при этом желательно, чтобы шкала размера менялась в геометрической, а не в арифметической прогрессии.

Простр. ориентацию используют для передачи И о направлении движения объекта, отклонении от кур­са и т.п.

Для асимметричных фигур изменение простр. ориен­тации достигается путем поворота фигуры в поле зрения наблюда­теля. Для симметричных фигур в качестве признака простр. ориентации используют утолщение одной из линий конту­ра знака. Длину и ориентацию линии используют для передачи И о скорости и направлении движения цели.

Длина линии не должна иметь более четырех градаций. Целе­сообразно линию делать штриховкой, в этом случае скорость опре­деляется по числу масштабных отметок. Для упрощения счета следует группировать штрихи по 2, 3, 4.

Для повышения точности оценки направления линии исполь­зуют вспомогательные трафаретные сетки.

Количество точек используют для обозначения числа объектов.

При считывании точек в короткие временные интервалы (по­рядка 0,1 с) не следует одновременно предъявлять более пяти точек. Для повышения точности оценки числа одновременно предъявляемых точек необходимо придерживаться единообразия их простр. ориентации.

Буквенно-цифровой алфавит используют для передачи И о дискретно-изменяющихся количественных параметрах объектов, а также для обозначения классов или типов объекта.

Для исключения вероятности смешения знаков выделяют ха­рактерные признаки, отличающие знаки друг от друга. При этом необходимо выдерживать оптимальные соотношения осн. па­раметров знака: высоты, ширины, толщины линии (по ГОСТ 2930–62).

Яркость знаков выбирают с учетом общей освещенности в кон­кретных условиях труда, частоты и диапазона изменения освещен­ности, перепадов яркости в поле зрения оператора и светлотного контраста.

Цветовой алфавит используют для передачи И о со­стоянии или значимости объектов.

Частота мельканий может быть использована для привлечения внимания оператора.

Пороговая частота мельканий – 4–6 Гц; Частота мельканий предупреди­тельных сигналов – 0,5–1 Гц; Частота мельканий аварийной сигнализации – 5–6 Гц.

Число одновременно, мелькающих знаков должно, быть не бо­лее 3.

Следует избегать искажения восприятия контура мелькающего знака. Для этого целесообразно, чтобы мелькал не весь знак, а его часть.

Требования к использованию цветового алфавита состоят в сле­дующем. В алфавите следует отдавать предпочтение зеленому, красному, голубому, желтому и фиолетовому цветам. Общее чис­ло используемых цветов может быть увеличено, если обозначения меняются не только по цветовому тону, но и по яркости. Знаки алфавита должны быть хорошо различимы при точном опознании цвета.

Цветовой код применяют при освещении белым цветом, по­скольку видимый цвет зависит от общего освещения. Допустимая яркость цветных знаков в/кд/м2: минимальная –10, рекомендуе­мая – 170, для отраженного света, а также в условиях темновой адаптации – 30–70. Оптимальная угловая величина цветового знака – 35–45'.

Для знаков алфавита используют цвета в соответствии с таб­лицей.

Для выделения особо важной И внутри алфавита (н-р И, требующей экстренного принятия реше­ния) применяют доп. цвет. Для кодирования И, содержащей сообщение о том, что произошло одно из двух (да, нет) равновероятных событий, могут быть использованы крас­ный и синий цвета.