способ передачи информации по системе брайля и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ тактильной передачи и приема информации по системе Брайля, в которой символы языка, знаки препинания, цифры и математические обозначения кодируют комбинациями из шести или восьми тактильных элементов, которые образуют прямоугольную информационную матрицу Брайля, отличающийся тем, что кодирование информации производят по принципу фрактального аффинного самоподобия двоичной системы счисления, а тактильные элементы располагают в строчной рядной форме.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют нумерацию элементов прямоугольной информационной матрицы Брайля, соответствующую нумерации разрядов в двоичной системе счисления.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что кодированную информацию группируют в самоподобные фрактальные кластеры, форма и номер - регистр которых конструируется и определяется комбинацией чисел парных разрядов двоичной системы счисления.

4. Устройство для тактильной передачи и приема информации по системе Брайля, содержащее тактильные элементы в виде шестиклавишной или восьмиклавишной клавиатуры для передачи и прямоугольные информационные матрицы Брайля для приема информации, отличающееся тем, что тактильные элементы передачи и приема скомбинированы по принципу фрактального аффинного самоподобия двоичной системы счисления и расположены в строчной рядной форме.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что четыре тактильных элемента используется для формирования информационных кластеров, а пятый тактильный элемент используется для присвоения номера - регистра сформированным кластерам.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что одни и те же тактильные элементы используются как для передачи, так и для приема информации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к информационным технологиям и может быть использовано при тактильной передаче и приеме информации, кодированной по системе Брайля, в компьютерах, мобильных телефонах, электронных записных книжках, регистрирующих устройствах и системах управления.

Целью изобретения является увеличение функциональных возможностей и эффективности за счет увеличения объема передачи и приема информации при уменьшении числа тактильных элементов и, следовательно, уменьшении числа тактильных движений и упрощении процедуры тактильной передачи и приема информации. Это позволяет расширить возможности обучения людей с нарушениями зрения передаче и приеме кодированной информации по системе Брайля и создавать недорогие многофункциональные устройства для тактильной передачи и приема информации (например, устройства, совмещающие функции клавиатуры и мыши в компьютерной технике, информационные устройства - «наладонники», «мобильники» и пр.).

Сущность изобретения заключается в том, что элементы информационной матрицы Брайля кодируются комбинациями (кластерами), основанными на принципе фрактального аффинного самоподобия двоичной системы счисления. Такой подход позволяет группировать символы передаваемой и принимаемой информации (буквы, знаки препинания, цифры и математические обозначения) в подобные друг другу фрактальные кластеры, что значительно уменьшает количество тактильных элементов, используемых при передаче и приеме информации и повышает ассоциативное восприятие информации.

Способ реализуется с помощью устройств, содержащих информационные матрицы тактильных элементов, которые сгруппированы в самоподобные кластеры по принципу фрактального аффинного самоподобия двоичной системы счисления.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к информационным технологиям и может быть использовано при тактильной передаче и приеме информации, кодированной по системе Брайля, в компьютерах, мобильных телефонах, электронных записных книжках, регистрирующих устройствах и системах управления.

Известно, что одним из важных компонентов информационных технологий являются способы передачи и приема и, соответствующие им, технические устройства ввода и вывода информации.

Для людей с нарушениями зрения основным способом передачи и приема информации является тактильное кодирование буквенно-цифровой информации по системе Брайля. Известен ряд технических решений, защищенных патентами и определяющих способы и устройства для брайлевской тактильной передачи и приема информации. Предлагаемые технические решения направлены на повышение эффективности тактильной передачи и приема кодированной информации и снижение стоимости устройств, обеспечивающих передачу и прием тактильной информации.

Известен способ приема информации посредством электромеханического элемента Брайля, имеющий поверхность для чтения, содержащую группу отверстий, в которых расположены штырьки, приподнятые над поверхностью для чтения так, что могут быть нащупаны пальцами и представляют некоторые символы Брайля. Приподнятые штырьки подвергаются вибрации в соответствующих отверстиях относительно поверхности для чтения, что может быть воспринято пальцами и представляет дополнительную информацию к информации, представленной только приподнятым положениям штырьков относительно поверхности для чтения [1].

Известны также способ и устройство для передачи и приема информации по системе Брайля, включающие в себя клавиатуру и информационную матрицу с шестью ячейками, в которых установлены тепловые информационные элементы, воспроизводящие брайлевские значки, считываемые тактильно слепоглухонемыми [2].

Известен также способ, производящий звуковое оформление кода Брайля сигналами типа азбуки Морзе [3], что обеспечивает звуковое ассоциативное восприятие информации.

Перечисленные технические решения предоставляют дополнительную информацию (в виде воздействия или вибрации, или тепла, или звука) при тактильном считывании информационных матриц Брайля. Однако эти способы и устройства имеют ряд недостатков, а именно:

- требуется применение дорогостоящих дополнительных устройств ввода и вывода кодированной информации;

- имеет место разнотипное тактильное восприятие при вводе и считывании информации;

- считывание информации с небольших по размеру матриц (значков) Брайля представляет для людей значительные трудности, так как в большинстве случаев ограничения по зрению сопровождаются неврологическими заболеваниями;

- требуются глубокие тактильные навыки при передаче и приеме информации по системе Брайля.

Известна система поэлементного ввода и вывода символов шрифта Брайля для ЭВМ, содержащая стандартный ручной манипулятор (мышь) и поле индикации вводимых символов на дисплее. Ввод символов сопровождается звуковым оформлением, позволяющим производить корректировку неверно набранной информации [4].

В данном техническом решении отсутствуют дорогостоящие дополнительные устройства, но при этом наблюдается чрезвычайно низкая скорость ввода и считывания информации.

Наиболее близкими аналогами в части способа к заявляемому техническому решению являются способы передачи и приема информации, основанными на принципе двоичной (бинарной) системы счисления, в частности телеграфный код Бодо (используется для передачи 56 символов 5-значным двоичным кодом), или код Трисиме, использующий дополнительную кодовую комбинацию (регистр), предшествующую бинарной знаковой комбинации.

Основным недостатком двоичных кодов является быстрый рост числа разрядов при увеличении количества информационных элементов (символов). Это значительно затрудняет передачу и прием информации.

Эффективность передачи и приема тактильной информации можно повысить, если использовать замечательное свойство двухзначной системы счисления - аффинное фрактальное самоподобие и возможность объединения элементов информационного массива в самоподобные информационные кластеры.

Техническим результатом изобретения является увеличение объема передачи и приема информации, упрощение процедуры тактильной передачи и приема информации.

Указанный технический результат достигается тем, что в способ тактильной передачи и приема информации по системе Брайля, в которой символы языка, знаки препинания, цифры и математические обозначения кодируют комбинациями из шести или восьми тактильных элементов, которые образуют прямоугольную информационную матрицу Брайля, согласно изобретению кодирование информации производят по принципу фрактального аффинного самоподобия двоичной системы счисления, а тактильные элементы расположены в строчной - рядной форме.

Нумерация элементов прямоугольной информационной матрицы Брайля соответствует нумерации разрядов в двоичной системы счисления.

Кодированную информацию группируют в самоподобные фрактальные кластеры, форма и номер - регистр которых конструируется и определяется комбинацией чисел парных разрядов двоичной системы счисления.

В устройстве для тактильной передачи и приема информации по системе Брайля, содержащем тактильные элементы в виде шестиклавишной или восьмиклавишной клавиатуры для передачи и прямоугольные информационные матрицы Брайля для приема информации, согласно изобретению тактильные элементы передачи и приема скомбинированы по принципу фрактального аффинного самоподобия двоичной системы счисления и расположены в строчной рядной форме.

Четыре тактильных элемента используются для формирования информационных кластеров, а пятый тактильный элемент используется для присвоения номера - регистра сформированным кластерам.

Одни и те же тактильные элементы используются как для передачи, так и для приема информации.

Предлагаемый способ и устройство иллюстрируются схемами, представленными на фиг.1-4.

На фиг.1 представлен пример алгоритма перевода шрифта Брайля, имеющего матричную форму, в двоичную систему кодирования, имеющую строчную (рядную) форму. Для представления шрифта Брайля в двоичной системе счисления требуется расположить элементы информационной матрицы Брайля в порядке расположения разрядов двоичной системы счисления, причем порядковый номер элемента матрицы должен соответствовать порядковому номеру разряда.

На фиг.2 представлен информационный массив (русский алфавит и знаки препинания), кодированный шрифтом Брайля и представленный в двоичной системе счисления. В первой таблице кодируемые символы расположены в алфавитном порядке, во второй таблице кодируемые символы расположены в порядке возрастания чисел в двоичной системе счисления. Из второй таблицы видно, что по системе Брайля (в традиционном шестиэлементном матричном представлении) можно закодировать 2⁶-1=63 символа. Также вторая таблица на фиг.2 демонстрирует внутреннюю закономерность двоичной системы счисления - аффинное фрактальное самоподобие.

На фиг.3 представлены варианты конструирования самоподобных кластеров тактильных элементов и соответствующие им группы кодируемых символов.

Анализ схем, представленных на фиг.1-3, показывает, что весь информационный массив можно реализовать четырьмя тактильными элементами, обеспечивающими построение фрактальных кластеров, и пятым тактильным элементом, определяющим номер (регистр) кластера.

На фиг.4 представлен концепт устройства, которое обеспечивает передачу и прием информации по системе Брайля.

Данное устройство также может использоваться для передачи и приема информации, кодированное любой системой, использующей бинарную схему счисления.

При анализе изобретения на соответствие критерию «новизна» выявлено, что часть признаков заявленной совокупности являются новыми (принцип фрактального аффинного самоподобия, самоподобный информационный кластер), следовательно, техническое решение соответствует критерию «новизна».

При анализе изобретения на соответствие критерию «изобретательский уровень» выявлено, что техническое свойство анализируемого объекта (группировка во фрактальные информационные кластеры) ново, следовательно, заявленное решение признается соответствующим критерию «изобретательский уровень», поскольку оно представляет собой новую совокупность признаков как сочетание известных признаков и нового технического свойства. Кроме того, посредством предлагаемого способа и устройства для его осуществления достигнут результат (увеличение передачи объема информации в единицу времени, повышение эффективности обучения), удовлетворяющий давно существующим общественным потребностям (расширение возможностей и границ общения между лицами с нарушениями зрения и слуха).

Преимуществами заявленного способа и устройства для тактильной передачи и приема информации являются увеличение функциональных возможностей и эффективности за счет увеличения объема передачи и приема информации при упрощении процедуры тактильной передачи и приема информации. Это позволяет расширить возможности обучения людей с нарушениями зрения передаче и приеме кодированной информации по системе Брайля и создавать недорогие многофункциональные устройства для тактильной передачи и приема информации. Следовательно, заявленное техническое решение может быть тиражировано и, следовательно, соответствует критерию «промышленная применимость».

Источники информации

1. Патент США № 4473356, кл. G09B 21/00, опубл. 1984.

2. Патент России № 2025785, кл. G09B 21/004, опубл. 1994.

3. Патент России № 2223551, кл. G09B 21/00, опубл. 2004.02.10.

4. Патент России № 2210802 С2, кл. G06F 3/00, G09B 21/00, опубл. 2003.08.20.