Устройство для ввода речи в компьютер

Речевой ввод как альтернатива клавиатурному

Разработчик новой операционной системы выходит на трибуну и, потрясая ноутбуком, говорит:
«Перед вами первая ОС, которая полностью управляется с голоса!»
Пораженная аудитория выдерживает длинную паузу, и вдруг с галерки доносятся слова:
«Format C, двоеточие, Enter».
Современный анекдот

появлением компьютеров перед человеком встал целый ряд новых проблем, связанных с передачей и хранением информации. Ввод данных всегда требовал значительных затрат времени и сил, а стремление свести эти затраты к минимуму заставляет постоянно работать над способами перевода знаковой системы, которой пользуется человек, на тот язык, который понятен машине. Перфокарты, а потом клавиатура не до конца решили эту проблему, так как эти способы передачи информации не являются естественными для человека, а потому они неэффективны, неэкономичны и, кроме того, требуют длительного освоения.

При современных масштабах распространения ПК работать с ними приходится не только специалистам, владеющим быстрым набором с клавиатуры, но и малоподготовленным пользователям, для которых ввод информации выливается в отдельную проблему. Любой поработавший с современным графическим пакетом согласится, что около десятка движений мышью при создании какого-либо эффекта порой можно заменить одним словом. Таким образом, задача состоит в том, чтобы научить компьютер понимать без посредника тот язык, на котором говорят люди между собой, то есть придумать алгоритм распознавания звукового образа.

На уровне письменного текста указанная проблема уже частично решена: такие программы, как FineReader или CuneiForm, позволяют вводить через сканер любой напечатанный текст. Однако в данном случае мы имеем дело с уже готовым текстом, а ввод информации в процессе его создания представляет определенную сложность. Пока человек не научится телепатически передавать свои мысли, единственным инструментом, служащим ему для этого, является речь, и потому каждому пользователю ПК очень хотелось бы, чтобы его помощник слышал, а главное, понимал своего хозяина.

На первый взгляд все очень просто: если печатный текст распознается, то и речь тоже можно распознать, ведь компьютеру все равно, что обрабатывать звук или рисунок. Казалось бы, нужно только разделить полученное изображение или звуковой поток на повторяющиеся стандартные образы, сопоставить их с используемыми нами знаками и дать им определенные числовые значения, по которым их будет узнавать машина. Все бы так и было, если бы печатный текст и речь были действительно аналогичными методами передачи информации, но в действительности они очень непохожи, и дело здесь вовсе не в типе носителя информации. Человеческую речь скорее можно сравнить с рукописным текстом, который, как и человеческая речь, очень зависит от индивидуальных характеристик каждого человека. Почерк и тембр голоса уникальны и практически неповторимы, и эти непредсказуемые в каждом случае параметры серьезно затрудняют вычленение и систематизацию знаковых образов.

Несмотря на перечисленные трудности, системы распознавания речи совершенствуются довольно быстро и постепенно начинают конкурировать с клавиатурным вводом. При этом необходимо подчеркнуть, что пока компьютер еще весьма далек от человека, улавливающего интонации и настроение собеседника.

Обычно человек, впервые услышав о технологии распознавании речи, полагает, что для надиктовывания текста системе, распознающей речь, не требуется особых навыков, однако это не так. В отличие от клавиатурного, речевой ввод помимо основной информации несет и данные о поле говорящего, о его возрасте, состоянии здоровья, настроении, отношении к передаваемой информации, а также много других дополнительных сведений. Для распознавания речи абсолютное большинство этих данных не помощь, а помеха, то есть как для разговора по телефону, так и для надиктовывания текста системе распознавания от человека требуется так или иначе приспосабливать речь к этим устройствам.

Сегодня нам кажется, что для того, чтобы эффективно пользоваться телефоном, не нужны никакие навыки. Это связано с тем, что обучение происходит исподволь: с раннего возраста дети наблюдают, как взрослые разговаривают по телефону, и незаметно для себя приобретают определенные умения. В подтверждение этому приведем небольшую цитату из «Почтово-телеграфного журнала» за 1902 год:

«Человек, редко прибегающий к посредству телефона, будет говорить или слишком громко, или слишком тихо, и лишь после некоторого навыка можно научиться приспособить свою речь таким образом, чтобы она внятно передавалась телефоном. При этом, однако, не безразлично, на каком языке происходит разговор, так как некоторые языки к этому более пригодны, чем другие. Такое различие особенно ясно сказалось со времени открытия телефонного сообщения между Германией и Францией. Самым неудобным из европейских языков для телефонной передачи оказывается английский язык, изобилующий шипящими звуками и представляющий при телефонировании большие затруднения, так как их очень легко смешать с обычным мешающим шумом в аппаратах».

Итак, речевой ввод информации предъявляет следующие требования:

• говорить следует не слишком громко и не слишком тихо. Лучше всего обычным спокойным голосом. Повышенные интонации несут много побочных данных, вследствие чего процент распознавания падает;

• произносить слова нужно монотонно, но четко. Не должны проглатываться окончания, так как в отличие от человека компьютер пока не может следить за контекстом и додумывать окончания;

• чем меньше посторонних шумов, тем лучше;

• надо стараться поддерживать постоянное расстояние до микрофона;

• в микрофон не должно попадать придыхание, поэтому микрофон нужно держать не прямо напротив рта, а приблизительно на сантиметр вправо и на сантиметр ниже.

Плохое аппаратное обеспечение тоже является источником проблем для распознавания речи, поэтому качественный микрофон и хорошая звуковая плата со встроенным фильтром шумов могут значительно улучшить работу системы распознавания речи. Но когда все трудности решены, перед пользователем программы распознавания звучащей речи открываются совершенно новые возможности. Во-первых, скорость ввода любого текста увеличивается в несколько раз по сравнению с вводом с клавиатуры; при этом затраты необходимых усилий уменьшаются, а обучение вообще не нужно, так как говорить мы все умеем. Во-вторых, такая программа позволяет управлять другими приложениями и операционной системой в целом с помощью голосовых команд, что очень облегчает и ускоряет работу за компьютером.

Возможности голосового управления открывают перед пользователями огромные перспективы. Если учесть, что сегодня во многих офисах компьютер управляет принтером, модемом, факсом, а с появлением DVD стало возможно подключать к домашнему компьютеру аудиоцентры и домашние кинотеатры, то можно себе представить следующую картину из нашего недалекого будущего. Вы сидите на мягком диване и говорите: «Телевизор», потом «МузТВ» включается цепочка «микрофон звуковая карта компьютер телевизор», и вы видите на экране телевизора свой любимый клип. Или вы произносите: «Отправить факс», «номер. », диктуете текст сообщения, потом «Готово», и через несколько секунд услышите в ответ: «Факс отправлен». И все это вполне реально и осуществимо. Теперь добавьте к этому возможность голосовой навигации по Интернету, распознавание голоса, записанного на любой аудионоситель или в звуковой файл. В общем, пора уже наконец задуматься о приобретении системы распознавания звучащей речи, ведь не за горами тот день, когда вам надо будет только произнести слово!

Первые программы, обеспечивающие голосовой ввод данных, были разработаны за рубежом раньше отечественных. Самыми популярными сегодня из англоязычных являются Scansoft Dragon Naturally Speaking и IBM ViaVoice, а из отечественных разработок наибольшее распространение получила программа «Горыныч».

Устройства ввода

Клавиатура

Клавиатура – это панель с клавишами: буквами, цифрами, знаками препинания и другими кнопками. Является главным устройством ввода информации и управления компьютером. Бывает проводной и беспроводной.

Проводные подключаются кабелем к системному блоку через интерфейс USB или PS/2.

Беспроводные имеют маленький передатчик в комплекте, который подключается в USB порт. В такой клавиатуре нужно периодически заряжать аккумулятор или менять батарейки в зависимости от модели.

В ноутбуках клавиатура встроенная.

Компьютерная мышь

Мышь – это небольшое устройство, которое управляет курсором. Обычно она овальной формы, на ней расположены две кнопки и колесико посередине. Свое название получила из-за внешнего сходства с мелким грызуном.

При помощи мыши мы управляем окнами в операционной системе, запускаем и закрываем приложения, работаем в интернете и выполняем другие действия.

Всё это можно делать и клавиатурой при помощи сочетаний клавиш, но мышкой управлять компьютером проще.

Как и клавиатуры, мыши бывают проводными и беспроводными.

Проводные подключаются кабелем через интерфейс USB.

Беспроводные имеют в комплекте маленький беспроводной передатчик и работают от аккумулятора или батареек.

В ноутбуках функцию мышки выполняет тачпад, по которому нужно водить пальцем для управления курсором.

Микрофон

Используется для онлайн разговоров и записи аудио на компьютер. Микрофон подключается кабелем в звуковую карту. В ноутбуке он встроен.

Веб-камера

Обычно веб-камера крепится к верхней части монитора на стационарном ПК и подключается кабелем в USB порт. В нее может быть встроен микрофон. Используется для звонков по интернету и записи видео роликов.

В ноутбуке веб-камера уже встроена в верхнюю часть экрана.

Джойстик

Используется для управления действиями в компьютерных играх. Подключается к USB порту. Вместе с ним обычно поставляется программа для назначения клавиш.

Графический планшет

Используется для рисования в графических программах. Подключается через интерфейс USB. Пользователь водит специальным карандашом (стилусом) по планшету и линии отображаются в графическом редакторе на компьютере.

Устройства захвата видео

К таким устройствам относятся специальные карты и модули, которые позволяют делать захват видео с видеокамеры, видео магнитофона, цифрового тюнера и других цифровых устройств.

После настройки захват происходит в специальную программу, после чего накладываются спецэффекты и готовый материал сохраняется в цифровом формате.

Устройства видео захвата бывают как встроенными в компьютер, так и внешними с подключением по USB.

Сканер

Используется для оцифровки книг, журналов и документов. Происходит это так: на стекло кладут страницу и сверху закрывают крышкой. Сканер делает фотографирование и загружает результат в компьютер.

Сканеры бывают обычными, в которых фотографирование происходит по одной странице вручную, и профессиональными, где страницы автоматически переворачиваются. Соединяются с компьютером через USB.

Клавиатура

Стандартным устройством для ввода информации в компьютер является клавиатура. С ее помощью вы можете вводить числовую и текстовую информацию, а также различные команды и данные.

Обычно вводимая с клавиатуры информация в целях контроля отображается на экране монитора. Место ввода информации на экране указывается специальным значком, который называется курсором. Вид курсора может быть различным в зависимости от используемой программы и режима работы. Это может быть мигающая черточка, прямоугольник и пр.

Как правило, используется 101-103-клавишная клавиатура американского стандарта. Кроме клавишной, клавиатура бывает мембранной и сенсорной. На клавиши алфавитно-цифрового поля дополнительно наносится разметка букв национального алфавита. Если на компьютере установлена операционная система, не настроенная на работу в режиме национального алфавита (нелокализованная версия), то необходима дополнительная специальная программа — драйвер клавиатуры. В локализованных версиях Windows драйвер клавиатуры входит в комплект поставки.

На современном компьютерном рынке большой популярностью пользуются эргономические клавиатуры и специальные прокладки для запястий, обеспечивающие наиболее комфортные условия работы. Различные модели эргономических клавиатур имеют:

♦ форму буквы V и разъединение посередине, угол между частями можно плавно изменять в зависимости от особенностей строения кистей рук человека;

♦ большие опоры для ладоней, поддерживающие кисти в прямом положении;
♦ мембранную бесшумную замену клавишам;
♦ сенсорную панель, движение пальцев по которой заменяет действие мыши.

Работа на персональном компьютере невозможна без освоения клавиатуры.

Рис. 19.2. Стандартная клавиатура компьютера

При всем разнообразии конструкций любая клавиатура имеет следующие группы клавиш (рисунок 19.2):

1. Алфавитно-цифровое поле клавиш — для ввода прописных и строчных букв, цифр, различных знаков и других символов. Часто это поле называют полем печати. Клавиши этого поля выделены светло-серым цветом.

2. Поле управляющих клавиш — для ввода и выполнения команд, для редактирования данных. Клавиши этого поля имеют серый цвет. Назначение основных управляющих клавиш приведено в таблице 19.1. Клавиши Shift, Ctrl, Alt расширяют возможности клавиатуры. При одновременном нажатии одной из этих клавиш и клавиши поля печати вводится команда.

3. Поле функциональных клавиш F1 — F12. За каждой клавишей этого поля, как правило, закреплена та или иная функция. Назначение клавиш F1 — F12 устанавливается используемой в данный момент программой. Но есть и общепринятые назначения. Например, клавише F1 обычно назначается функция отображения справки (помощи).

4. Поле клавиш управления курсором — для перемещения курсора на экране монитора. На клавишах стрелками указано направление перемещения (вверх, вниз, вправо, влево).

5. Поле клавиш малой (цифровой) клавиатуры позволяет работать в двух режимах в зависимости от состояния индикатора Num Lock, расположенного над этим полем. Этот индикатор переключается клавишей Num Lock:

— при включенном индикаторе Num Lock обеспечивается быстрый и удобный ввод цифр;
— при выключенном индикаторе Num Lock дублируются функции поля управления курсором и поля управляющих клавиш.

Таблица 19.1. Назначение основных управляющих клавиш

Манипуляторы

В этом подразделе вы познакомитесь с устройствами, которые позволяют ускорить работу с компьютерными объектами и обеспечивают более удобное управление ими.

Широкое использование графического интерфейса привело к появлению манипулятора «мышь».

По способу считывания информации их можно классифицировать на:

♦ механические;

♦ оптико-механические;

♦ оптические;

На нижней поверхности механической мыши имеется шарик. Перемещение мыши по ровной поверхности (столу, коврику) приводит к вращению шарика. При этом он взаимодействует с датчиками внутри корпуса мыши, в результате чего вырабатывается сигнал, который заставляет перемещаться указатель мыши на экране монитора.

Оптическая мышь имет красный светодиод для подсветки и миниатюрную видеокамеру, которая делает снимки поверхности под ней (от 1500 до 6000 кадров в секунду). Специальный процессор сравнивает два последовательных кадра, чтобы вычислить величину и направление смещения.

На верхней поверхности мыши расположены 2 или 3 кнопки. Нажатие на ту или иную кнопку («щелчок») мыши компьютер воспринимает как указание на выполнение некоторого заданного действия. Использование мыши позволяет более быстро и удобно управлять работой различных программ.

Качество мыши определяется ее разрешающей способностью, которая измеряется числом точек на дюйм — dpi (dot per inch). Этой характеристикой обусловливается, насколько точно указатель мыши будет передвигаться по экрану. Для мышей среднего класса разрешение составляет 400-800 dpi.

Разные типы мыши также отличаются друг от друга способом соединения с компьютером (проводные — присоединяемые с помощью кабеля; беспроводные, или «бесхвостые» мыши — соединение с компьютером обеспечивается инфракрасным сигналом, который воспринимается специальным портом).

Дизайн мыши предполагает различные формы конструкций. Наиболее популярными становятся эргономические мыши, которые имеют обтекаемую поверхность и обеспечиваю? естествен- ность размещения кисти руки на ее поверхности. Установка колесика между двумя традиционными кнопками мы$пи обеспечивает перемещение по документу без использования экранных полос прокрутки. Беспроводная «летучая» мышь работает в любом месте: на столе она работает как обычная мышь; если ее поднять и нажать кнопку на основании, то такую мышь можно использовать в воздухе.

Указательные (координатные) устройства ввода информации

Это приспособления, предназначенные для осуществления доступа к любой части монитора, управления курсором. Ими являются мышь, тачпад, тачскрин, трекбол и др.

Компьютерная мышь – это устройство, ведя которым по рабочей поверхности можно управлять курсором на экране. Также имеет несколько кнопок.