دانلود رایگان ترجمه مقاله کاوش داده در دستگاه های صفحه لمسی تلفن همراه (ساینس دایرکت – الزویر 2014)

مبتدی (مناسب برای درک مفهوم کلی مطلب) 

2. رویکرد پیشنهادشده
رویکرد پیشنهادشده دو بسط از روش‌های صوتی‌سازی کنونی را درگیر می‌کند. ابتدا، استفاده از صداهای سه‌بعدی برای صوتی‌سازی را، با توجه به بهبودهای بالقوه با محلی‌سازی فضایی داده‌های شنیداری توسط موتورهای صدای سه بعدی را پیشنهادمی‌کند. دوم، توابع نمایشی چندلمسی را برای اجازه به کاربران نابینا برای بالا بردن تعاملاتشان با داده ها یکپارچه را پیشنهادمی‌کند. هردو بسط‌ها در زیر شرح‌داده‌شده‌است.
فریم‌ورک نشان‌داده‌شده در اینجا برای داشتن سه حالت طراحی‌شده‌است(شکل1)، همه آنها برروی تکنولوژی صوتی‌سازی مشابهی هستند، و همه آن‌ها به کاربر اجازه تعامل با داده‌های صوتی شده را می‌دهند :
– صوتی سازی توابع ریاضی پیوسته
– صوتی‌سازی هیستوگرام
– صوتی‌سازی نمودار پراکندگی
از آنجایی که این پروژه با هدف کمک به دانش‌آموزان کم‌بینا یا نابینا برای کار با داده در گروه مطالعاتی و کلاس درسی بوده‌است، فرض می‌کند که کاربران یک هدفون به وسیله خود متصل کرده‌اند. هردو هدفون‌ها تنها به کاربر اجازه ترکیب استریوی جداسازی کانال‌های چپ-راست را می‌دهد. این به نوعی به کاربر کمک می‌کند که مبدا صدا را از پایین/بالا چپ/راست تشخیص دهد.
رویکرد صوتی‌سازی پیشنهادشده ترکیب‌شده با صدای 3بعدی برای کمک به غلبه بر محدودیتیها و کمک به موقعیت فاصله داده‌های صوتی است. موقعیت فضایی داده‌های شنیداری در طول محور x به‌نوعی از طریق طرح‌های استریو انجام می‌شود. با مقادیر کمتر x به چپ طرح‌ریزی می‌شود، و با مقادیر بزرگ‌تر x به سمت راست طرح‌ریزی می‌شود. یک طرح‌ نمایش سه بعدی صدا این موارد را به‌خوبی اجازه می‌دهد. یک محیط صدای سه‌بعدی شامل منابع صدای متعدد و یک شنونده صدای یکتا است. نسبت موقعیت مبدا به شنونده در نمایش استریو متفاوت صدا وابسته به مبدا نتیجه می‌دهد. در نتیجه، یک موتور صدای سه‌بعدی به‌طور طبیعی طرح‌های استریو داده را بررسی می‌کند.
در مزیت بالقوه موتور صدای سه‌بعدی درطول طرح‌ریزی استریوی ساده داده این است که چندین موتورصدای سه‌بعدی که در حال‌حاضر وجود دارند، پشتیبانی از توابع انتقال مرتبط با سر را (HRTFs) فراهم می‌آورند. یک HRTF چگونگی دریافت صدا از نقطه‌ای در فضا در از طریق گوش انسان را مشخص‌می‌کند. HRTF در هردو برای شبیه‌سازی صدا در دوگوش که از نقطه‌ای در فضا ظهور می‌کند، استفاده شده است. بااستفاده از موتور سه بعدی با HRTF برای افزایش موقعیت‌یابی عمودی صدا استفاده شده‌است. این، با فریم‌ورک پیشنهادشده در زیر ترکیب‌می‌شود، ممکن است به کاربر نابینا برای مدل کردن بهتر رفتار توابع یا شکل‌های مجوعه داده‌های صوتی کمک کند.
صوتی‌سازی داده با ضرورت نمایش صدای سه‌بعدی نمونه داده در چندین فضای متفاوت وجود دارد. داده‌های گسسته، و نمونه‌های گسسته از یک تابع پیوسته، در فضای داده دوبعدی مرتب می‌شوند. آن‌ها به دو فضای متفاوت برای نمایش به کاربر تبدیل می‌شوند : فضای صدای سه بعدی برای شنوایی، و فضای نمایش دو بعدی برای نمایش بصری برروی صفحه لمسی است. تبدیل صفحه نمایش به فضای دوبعدی وابسته به API است که در اینجا برای اختصار حذف شده‌است. داده به درون فصای صوتی سه‌بعدی به شرح زیر تبدیل می‌شود : برای هر نقطه داده (xdata, ydata) ، نقطه داده سه‌بعدی به شکل p = (xdata − xmid, ydata − ymid, 10) مشخص‌می‌شود، که در آن xmid = (xmax − xmin)/2 و ymid = (ymax − ymin)/2, است، درحالیکه xmin، xmax ، ymin، و ymax کمینه و بیشینه مقادیر نمایش‌داده‌‌شده را نمایش می‌دهد.
شنونده در منشا فضای سه‌بعدی (شکل 2) جای گرفته‌است. جهت‌گیری شنونده با تطابقات محور فضا هم‌تراز است. جهت‌گیری بالای شنونده با محور y هم‌تراز است، و با محور z به جلو می‌رود، و با محور x به سمت راست حرکت می‌کند. اطلاعات صوتی در یک طرح عمودی؛ موازی با طرح xy، در جلوی شنونده نمایش‌داده‌شده‌است (شکل2). طرح شامل داده‌های دوبعدی ده واحد از شنونده دور است و داده‌های نمایش‌داده‌شده نسبتآ با موقعیت شنونده مرکزدهی می‌شود. کاربر با داده‌های استفاده‌شده در حرکات چندلمسی در تعامل است، که در زیر شرح‌داده‌شده‌است.

2.1 صوتی‌سازی توابع تک متغییره و قطعه نوارها
توابع تک منغییره برروی فاصله‌خاصی نمونه‌سازی شده‌اند، و آرایه‌ای از نقاط در فضای داده دوبعدی که از کوچکترین x تا بزرگترین x مرتب‌شده ایجاد کردند. این نقاط به‌درون فضای صوتی سه بعدی تبدیل می‌شود. یک مبدا صدای سه‌بعدی که درحال ایجاد صدای پیوسته است در ابتدا در سمت چپ نقطه نمونه قرارمی‌گیرد. مبدا از یک موقعیت نمونه سه‌بعدی به موقعیت دیگر تفسیرمی‌شود، و درطول محور x به سمت راست حرکت‌می‌کند، از کوچکترین xتا بزرگترین x حرکت می‌کند ( شکل 3a).
حلقه صوتی‌سازی در هرموقعیت نمونه برای مدت زمان کوتاهی مکث می‌کند و مجموع زمان اجرا عبور صوتی‌سازی به سه تا پنج ثانیه تنظیم می‌شود، که این مقدار وابسته به پپچیدگی تابعی است- درحالت کلی، مجانب عمودی و ناپیوستگی وجود دارد.
یک نمونه صوتی در طول صوتی‌سازی به‌طور پیوسته اجرا می‌شود. زیروبم صدا برای نمایش جایگزین موقعیت y نقطه نمونه شنوایی را تقویت می‌کند. یک صوت دوصدا ، با فرکانس پایه 400هرتز و زیرمولفه 200هرتز استفاده‌می‌شود. زیروبم، در موقعیت نمونه با مختصات yنقطه نمونه اندازه‌گیری می‌شود : scale = 5 ∗ (y − ymin)/(ymax −ymin)+1. اگر y منفی باشد، صدا از طریق فیلتر پایین‌گذر برای فراهم‌آوردن تفاوت‌های شنیداری بین مقادیر منفی و مثبت فراهم‌می‌آید، همانطور که Grond و همکاران بیان کردند. یک صدای متمایز برای نمایش تقاطع گراف با محور x استفاده می‌شود. برای توابع پیوسته تکه‌تکه ، صداهای پیوسته توسط دوره‌های سکوت از هم جدا می‌شوند.
هیستوگرام‌ها با استفاده از رویکردهای مشابه به حالت شنودی درمی‌آیند. تنها تفاوت این است که نمونه صداهای پیوسته استفاده نمی‌شود. درعوض، با یک کلیلک متمایز برای هرنقطه داده ایجاد می‌شود (شکل 3b). بالای هر نوار، برای مثال، تعداد نقاط داده در شکل، برای مقیاس‌سنجی زیروبم کلیک با استفاده از فاکتورهای مقیاس‌بندی محاسبه شده در بالا استفاده می‌شود.