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自動控制工程學系專題製作 掃描式吹控系統之研發 The Study of a Scanning Type of Blowing Input System 指導教授:林 生:林 中華民國九十六年十一月三十日

The Study of a Scanning Type of Blowing Input System · 在整個研究過程當中,我們首先針對吹控輔助系統的音效卡以麥克風作為溝 通的橋樑,利用對麥克風吹氣之聲音當作輸入的訊號,再以軟體取得聲音波形的

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  • 逢 甲 大 學

    自動控制工程學系專題製作

    專 題 論 文

    掃描式吹控系統之研發

    The Study of a Scanning Type of Blowing Input System

    指導教授:林 宸 生

    學 生:林 長 諭

    中 華 民 國 九 十 六 年 十 一 月 三 十 日

  • 感謝

    這次的專題其實從一開始到最後都讓我想了很多,不論是從決定一個人一

    組,或著是當努力別人看不見被認為是偷懶不認真,又或著是一度自我放棄,在

    做這個專題的過程中,真的,讓我體悟很多;最感謝的是林宸生老師在我一度想

    要放棄的時候,給予我鼓勵與支持。

    此外,我要感謝研究室裡的各位研究所學長,給予我專題上的幫助與關心;

    還有許多關心、鼓勵與支持我的同學、朋友及家人,尤其是我的高中同學侯任鴻,

    特別感謝他為我測試吹氣控制裝置,使我的專題在不斷改良後,能夠在實用上更

    適合病友來使用。

    i

  • 中文摘要

    目前的個人電腦在使用上可為十分的方便,我們可藉由一滑鼠即可操作使用

    電腦,但對於手部活動有障礙者,我們則試著去找更簡單的方式讓他們更方便的

    使用滑鼠。所以本報告研究如何只使用我們自製的機具形成單鍵開關,以控制電

    腦輸入。

    由實驗知道聲控的吹控裝置有許多的缺點與功能上需要加以努力改進的,然

    而自製機具的成效顯然是比較符合目標的;在自製機具的使用上僅需要利用吹氣

    去控制滑鼠左鍵,進而控制螢幕上所顯示的移動方框,所以基本上,就以其單純

    的控制而言,敏捷度與準確度是很高的。相信自製機具的吹控系統將可以為病友

    在使用電腦上帶來較便利的一面。

    ii

  • ABSTRACT

    At present it’s very convenient to use personal computers. We can operate

    computer by mouse, but for someone they can’t move their hand easily, so we try to

    find simpler way that they can use the mouse more conveniently. In this paper, we

    study how to control mouse click just by using the machine tool that we self-made.

    The experiment knows that the voice controls of blowing and controlling the

    device have much weakness and function to up need to take in to make great effort

    improved of, however self-make the result of machine tool to obviously relatively

    match a target; Only need to make use of to blow breath to control the mouse left key

    in self-making the usage of machine tool, then control the ambulation shown on

    screen square frame, so basically, in regard to its pure control, the nimble degree is

    very high with accurate degree. Believing to self-make a blowing of machine tool to

    control system will be able to bring more convenient side in using a computer for the

    friend of disease.

    iii

  • 目 錄

    感謝 ……………………………………………………………………i

    中文摘要 ………………………………………………………………ii

    ABSTRACT……………………………………………………………iii

    目錄 ……………………………………………………………………iv

    圖目錄 …………………………………………………………………vi

    表目錄 ………………………………………………………………vii

    符號說明 …………………………………………………………viii

    第 1 章 前言 …………………………………………………………1

    1.1—研究背景及動機 ………………………………………………………1

    1.2—文獻回顧 ………………………………………………………………2

    1.3—研究方法 ………………………………………………………………3

    第 2 章 理論基礎 ……………………………………………………5

    2 .1-信號 ……………………………………………………………5

    2.2-傅利葉轉換(FFT) …………………………………………………6

    2.3—音效卡 ………………………………………………………………7

    第 3 章 實驗的設計與準備 …………………………………………10

    3.1—程式的設計 …………………………………………………………10

    3.2—配置聲控…… ……………………………………………………14

    3.3—配置機具 ………………………………………………………15

    3.4—機具的組裝 ………………………………………………………16

    iv

  • 第 4 章 實驗方法 …………………………………………………18

    4.1—聲控的實驗 …………………………………………………………18

    4.2—機具的實驗 …………………………………………………………19

    第 5 章 結果與討論 …………………………………………………21

    第 6 章 結論與未來展望 ……………………………………………22

    6 . 1—結論 …………………………………………………………2 2

    6.2—未來展望 …………………………………………………………22

    參考文獻 ……………………………………………………………23

    v

  • 圖 目 錄

    圖 2.1 音效卡……………………………………………………………7

    圖 2.2 音效卡的基本結構…………………………………………………8

    圖 2.3 8kHz 取樣的聲音訊號………………………………………………9

    圖 3.1 圖像跑的順序……………………………………………………10

    圖 3.2 擴大格數…… ……………………………………………………11

    圖 3.3 重設動作流程………………………………………………………11

    圖 3.4 三格一起動作………………………………………………………11

    圖 3.5 選取 b 後視窗的動作……………………………………………12

    圖 3.6 發聲示範…… ……………………………………………………12

    圖 3.7 建立 ScrollBar……………………………………………………12

    圖 3.4 三格一起動作………………………………………………………11

    圖 3.8 自行測試程式圖 1…………………………………………………13

    圖 3.9 自行測試程式圖 2………………………………………………13

    圖 3.10 聲控系統硬體配置圖……………………………………………14

    圖 3.11 機具系統硬體配置圖……………………………………………15

    圖 3.12 開關的常開接點…… …………………………………………16

    圖 3.13 焊接…………………………………………………………16

    圖 3.14 一號黑盒製作……………………………………………………17

    圖 3.15 二號黑盒製作…………………………………………………17

    圖 4.1 滑鼠點選控制流程圖……………………………………………18

    圖 4.2 滑鼠點選控制流程圖……………………………………………19

    vi

  • 表 目 錄

    表 5.1 吹控的正確率……………………………………………………21

    表 6.1 使用聲控與機具分別所產生的問題………………………………22

    vii

  • 符號說明

    []……………………………………………………………………參考文獻

    {}…………………………………………………………………公式

    viii

  • 第一章 前言

    1.1 研究背景及動機

    在這個資訊爆發的時代裡,由於資訊科技的發達與網際網路的普及,電腦已

    成為日常生活中另一項必需品。另外,由於網路的關係,也縮短了人與人之間的

    距離,更使得網路資源的應用與取得更加容易。目前在視窗的作業環境之下,使

    用電腦是越來越容易,基本上大部份的操作都可以藉由滑鼠來完成。這對一般人

    而言,利用電腦打打字、聽音樂、漫遊在網際網路的世界,是一項既簡單而又容

    易上手的事。但對於長期躺在床上或是肢體上有缺陷的病友而言,操作電腦卻是

    非常困難且又不容易上手的一件苦差事;如何解決這方面的問題,將是現今研究

    的重點與趨勢。因此就有許多的學術單位、研究單位、私人企業…等,便開始著

    手研究開發各式各樣的儀器設備,再加上近年來電腦處理運算速度和效能大幅的

    提昇,實用性高的人機介面(Human - machine Interface)相繼推陳出新,其

    最終目的都是想讓操作者與電腦之間的控制與操作能夠更加靈活方便。但相對於

    殘障人士(如手指不靈活或手殘等)而言卻並非是如此。於此,為了能夠讓這些殘

    障人士較無障礙的使用電腦,讓他們也能利用電腦表達出他們想說的話、想做的

    事。針對這種狀況,我們特別開發了這一套利用吹氣控制滑鼠的系統,使其對這

    些不善表達的病友可以更方便的利用電腦來傳達出他們想做、想說的。

  • 1.2 文獻回顧

    十八世紀出,法國數學家 Jean Baptiste Fourier 探討出如何將自然的聲音

    分解成一個個相同的基本元素,由他所發展的這套數學方法可以將一個聲音分解

    成有限個不同的正弦波。這個步驟就是著名的傅利葉分析。

    較複雜的聲控,可以將典型語音處理技術分成下列五種:1.語音編碼2.語

    音合成3.語音辨認4.語音辨識5.語音了解。通常,一般的語音處理將之著重

    在語音辨識、語音編碼、和語音合成。[2,4,7]

    所謂的語音辨識(Speech Recognition)有別於語者辨識(Speech

    Identification),語音辨識著重的是聲音代表的意義,而語者辨識是要辨識說

    話者的身份,兩者各不同的應用範圍,前者可應用於將聲音轉成文字的場合,而

    後者可用在門禁系統等。[1,7]

    而就以吹控輔具所需,較重要的是基本的語音辨認。在訊號辨識中,最常用

    的特徵參數是訊號在頻譜(Spectrum)上的能量值,譬如:高頻訊號只在高頻部

    分有較大的能量值,低頻訊號在低頻的能量較大,這些在頻譜上的能量值便可稱

    為一種特徵值。一種稱為傅立葉轉換(Fourier Transform)的方法便可以幫我

    們把時間軸上的訊號轉換到頻譜上來處理。而我們只需將訊號轉為數位化,加入

    判斷後我們就可以代替手動滑鼠在電腦上移動與點選的行為了。[1,7]

  • 1.3 研究方法

    1.3.1 互動盤的建立

    在軟體的建立上,我們製作了一個 3X5 的 15 格影像盤,分別放上可

    能為病友所需的圖像,並建立相對應於圖像的聲音檔,使之能再左鍵被

    按下的同時同步發聲,讓使用者有互動的感受;而後又將 1X1 跳躍的移

    動改良成二段式的跳躍移動,從而減少選取的時間,最後由於考量到病

    友可能在反應跟執行上有遲緩的問題,又加上了可調整靈敏度的 Bar 來

    幫助不同情況的病友們。

    1.3.2 利用聲控的輔具製作(內部)

    1. 聲控系統的架設與運用

    在整個研究過程當中,我們首先針對吹控輔助系統的音效卡以麥克風作為溝

    通的橋樑,利用對麥克風吹氣之聲音當作輸入的訊號,再以軟體取得聲音波形的

    訊號,經過一連串的信號擷取與分析後,依得到的訊號結論,再設計出吹氣控制

    器可取代手動滑鼠的基本的執行命令。

    2. 聲控系統判斷方式簡述

    我們區分計算聲音輸入後所計算之次數,其方式主要可分為兩種:

    (1)觸發一信號後於一單位時間內如果沒有第二個觸發信號,就判定

    為一次觸發,次數為1﹔連續觸發兩信號後,在一單位時間內沒

    有第三觸發信號,就判定為二次觸發,次數為2,三次、四次….

    以此類推。

    (2)規劃一單位時間後計算所有時間內觸發數之總數,為本系統採用

    的計算方式。

  • 3.靈敏度的調整

    我們設計一可調整的 scroll bar 來去除雜訊。

    4.峰值的調整

    設定固定的峰值大小。

    5.問題

    雜訊、訊號抓取點的處理。

    1.3.3 利用機具的輔具製作(外部)

    1.機具的架設與應用

    在這個研究過程當中,我們針對吹控輔助系統的”吹控”作為目標,利用對機

    具吹氣當作輸入的訊號,經過不斷的思考與考量後,終於決定機具的大致結構,

    結合滑鼠、特殊按鍵、氣管、壓力處理、電路板改造,做出可取代滑鼠的吹控機

    具,代替滑鼠執行命令。

    2.機具的致動

    利用氣體壓力觸發特殊按鍵,再透過特殊按鍵轉換電路板判定的正負極,以

    達到滑鼠致動的功能。

  • 第二章 理論基礎

    2.1 信號

    語音在空氣中是以波的形式來傳遞,我們將以這種波的訊號稱為類比訊號

    (Analog signal)。電腦本身並無法直接處理這些類比訊號,因為在電腦中,所

    有的資料都是以 0 或 1 表示。訊號以數值大小表示時,我們把它稱為數位訊號

    (Digital Signal)。如果要用電腦來處理類比訊號,就必須將類比訊號轉為數

    位訊號才行。[1,6,7]

    吹氣訊號在進入電腦之前是一種連續性的訊號,所謂的連續性號是指時間上

    的連續,中間沒有遺漏。而任何信號都可以用波的形式表示,語音信號也不

    例外。談到波形,不免要談到振幅、週期等等。而像語音訊號的波形,

    我們可以在不同的時間區段上找到不同的週期,造成這種現象的主要原

    因,乃是因為語音訊號本身是由很多具有不同週期的訊號所組成。這種

    週期隨時間變化的訊號,我們稱為非固定式(nonstationary)的訊號,

    任何時刻週期都不一樣。[4,6]

    透過麥克風我們把聲音傳到電腦裡面,這中間的過程稱為數位化。原來連續

    性的訊號,經過數位化的處理後,變成一種不連續的訊號,這個訊號只在某些固

    定的時間刻度上有值,這些刻度稱為取樣點,取樣點上的振幅大小稱之為取樣

    值,兩個取樣點之間的時間間隔稱之為取樣週期,取樣週期的倒數稱為取樣頻

    率。取樣頻率的另一種說法是,在一秒中內要對原始訊號做幾次取樣,取樣頻率

    的大小可以由使用者自定,但是一般來說要符合取樣定理(Sampling Theorem)。

    就是取樣頻率需大於兩倍取樣頻率,否則會造成取樣失真(Aliasing),一旦取

    樣失真發生,所得到的聲音取樣值便不能代表原來的訊號。

  • 在每個取樣點上,訊號的振幅大小也被數位化,在麥克風上的訊號是一種

    細微交流電壓的型態,譬如說:原始訊號的振幅在-50mv ~50mv 之間變動,數位

    化的過程就是把電壓轉換成數字大小,如以-128 代表-50mv,127 代表 50mv,

    -128~127 中間的數值代表電壓大小,則以線性(Linear)或是以非線性

    (Non-Linear)的方式遞增。[4,6,7]

    2.2 傅利葉轉換(FFT)

    早期的傅利葉轉換大都利用手算來完成,因此傅利葉轉換標本個數都很小,

    連續時間下的傅利葉轉換其定義為:

    dxexfwF iwx−∞

    ∞−∫= )()( {1}

    在連續時間下的系統輸入之信號多為類比的方式,但是在許多情形下的某些

    系統輸入函數卻呈現著離散的型態,例如每隔一段時間間隔才量取的實驗數據,

    每隔一段距離間隔才量化的影像資料,這時候我們就必須將原來的傅利葉轉換作

    適當的修正,從連續時間下的傅利葉轉換轉到離散時間傅利葉轉換 (Discr-

    ete-Time Fourier Transform;DTFT)時,其定義為:

    {2}

    njw

    x

    jw enxeX −∞

    −∞=∑= ][)(

    我們留意到離散時間之序列之 n 值為正負無窮大,而其傅利葉逆轉換仍為

    一連續型態,因此使用積分來表示,其本身仍為一連續變數之函數。但是在實際

  • 的情形我們處理的數據資料其長度應該是有限的,亦即序列之 n 值為有限,因

    此這時候我們必須再將連續時間傅利葉轉換作修正,這便轉換到了所謂的離散傅

    利葉轉換 (Discrete Fourier Transform;DFT),其定義為﹔

    {3} ∑−

    =

    −=−==1

    01...........1,0;1,,.........1,0][][

    N

    n

    knN NnNkWnxkX 其中

    2.3 音效卡

    圖 2.1 音效卡主要的功能在於從事語音處理,在錄製及發出聲音的品質上,

    扮演著非常重要的角色。[1]

    圖 2.1 音效卡

  • 從下圖我們可以大致上了解到音效卡的基本架構。

    圖 2.2 音效卡的基本結構

    2.3.1 8bit的取樣

    當了解的音效卡的聲音取樣格式之後,就可以利用程式語言對信號作出轉

    換與讀取的動作,進而再加上預期的功能。一般來說,音效卡的規格基本都

    具有 8-bit及 16-bit 單音及立體聲錄放音,使用者定義取樣頻率從 5kHz ~

    4 8 kHz,但較好的可以達到 24bit之錄放音。在一個 8bit的取樣標本裡頭,

    所有的byte都接連的存放,當信號經由數位化之後其值就介於 0~255 中間,

    再藉著濾波器的使用就可以消除不必要的雜訊。 其中由圖 2.3 可以清楚地

    看到 8bit的取樣標本。[1,4]

  • 2.3.2 16-bit 取樣

    對於一個 16-bit的取樣,其值介於-32768~+32767。在這情況下,0

    這個值就代表中間的數值。[1,4]

    圖 2.3 8kHz取樣的聲音訊號

  • 第三章 實驗的設計與準備

    3.1 程式的設計

    3.1.1 實驗設備:

    1.PC 個人電腦:

    電腦

    2.使用的軟體:

    Borland C++ Builder 6.0

    3.1.2 程式設計的概想

    因為是設計給病友們使用,所以我們優先考量到的幾個重點是:1.簡單易懂

    的 2.生活上用得到的 3.生理上需要的。然後為了激起大家使用的熱情,我覺得

    程式給人的感覺應該是互動的且活潑的,所以我們設計了一個看得到也聽得見的

    有趣互動盤。

    3.1.3 程式的撰寫

    1.初步的構想,如圖 3.1 只是讓圖像一格一格跑。

    圖 3.1 圖像跑的順序

  • 2.當第一步成功後,我們將之擴大到 15 格,如圖 3.2

    圖 3.2 擴大格數

    3.重新設計動作流程如圖 3.3

    圖 3.3 重設動作流程

    4.當時間設為一秒時,跑 15 格要 15 秒;但對於有些行動遲緩的病友來說一秒可

    能是不夠的,當每一格的秒數增加一秒,相對地總時間就增加一倍,所以我們試

    著改變程式的移動方式如圖 3.4 所示。

    第一階段 三格一起動作

    圖 3.4 三格一起動作

  • 第二階段 當 b被選取後,換 b內的小格跑,如圖 3.5

    圖 3.5 選取 b後視窗的動作

    第三階段 當 B-1.B-2.B-3 其中之一被選取時,預計發出相對應的聲音如圖 3.6

    圖 3.6 發聲示範

    第四階段 因為考慮到每個人的反應時間不一,所以製作了一個可以控制靈敏度

    的 ScrollBar,如圖 3.7

    圖 3.7 建立 ScrollBar

  • 3.1.4 製作圖像、錄製聲音檔,然後置入視窗

    以下是自行測試程式的情景圖,如圖 3.8 及 3.9

    圖 3.8 自行測試程式圖 1

    圖 3.9 自行測試程式圖 2

  • 3.2 配置聲控

    3.2.1 實驗設備:

    1.PC 個人電腦:

    電腦

    2.使用的軟體:

    Borland C++ Builder 6.0

    3. 音效卡:

    16bit 天音卡

    4.輸入裝置:

    麥克風

    3.2.2 實驗架設

    1.架構出如下圖 3.10 的聲控硬體配備。

    圖 3.10 聲控系統硬體配置圖

  • 3.3 配置機具

    3.3.1 實驗設備:

    1.PC 個人電腦:

    電腦

    2.使用的軟體:

    Borland C++ Builder 6.0

    3.輸入裝置:

    自製機具

    3.3.2 實驗架設

    1.架構出如下圖 3.11 的聲控硬體配備。

    圖 3.11 機具系統硬體配置圖

  • 3.4 機具的組裝

    3.4.1 裝配材料:

    (1) 滑鼠 (2) 特殊開關

    (3) 3.5mm 座插 PC 版 (4) 電焊槍(焊錫)

    (5) 鑽孔機(或焊槍) (6) 熱熔槍(含熱熔膠)

    (7) 單心線 (8) 黑盒 X2

    (9) 塑膠管 (10) 氣球

    3.3.2 組裝:

    1.拆開滑鼠,取出滑鼠電路板,並找出滑鼠左鍵微動開關的常開接點如圖 3.12。

    圖 3.12 開關的常開接點

    2.用電焊槍把單心線焊接微動開關和座插pc版的常開接點,如圖 3.13。

    圖 3.13 焊接

  • 3. 使用鑽孔機將黑盒挖一個適合座插PC版插孔大小的洞,然後再挖一個洞放導

    線,之後將電路板跟PC版置入黑盒內鎖上,如圖 3.14 所示。

    圖 3.14 一號黑盒製作

    4. 使用鑽孔機將黑盒挖一個適合塑膠管大小的洞,然後再挖一個洞放導線。

    5.塑膠管置入黑盒內的那一端套上氣球,之後將套上氣球的塑膠管跟特殊開關置

    入黑盒內鎖上,如圖 3.15。

    圖 3.15 二號黑盒製作

  • 第四章 實驗方法

    4.1 聲控的實驗

    4.1.1 實驗過程

    1.架構出如圖 3.10 的聲控硬體配備。

    2.互動盤程式執行之後,吹一下滑鼠左鍵會自動按下圈選大方框,再吹一下滑鼠

    左鍵會自動按下圈選小方框,再吹一下小方框會發出相對應圖片的聲音。

    4.1.2 滑鼠移動與點選順序

    下圖為滑鼠點選順序流程圖 4.1

    圖 4.1 滑鼠點選控制流程圖

  • 4.1.3 實驗討論

    經過測試後,一般來說,有以下問題,

    1. 輸入訊號時間點抓取的不正確

    2. 周遭環境造成的雜訊

    3. 聲音的連續性

    4. 麥克風的靈敏度

    5. 峰值大小的影響

    6. 人的體力(肺活量)

    在硬體方面,因為我們的吹控輔具是設計給行動不方便之人使用,但是這些

    患者可能因身體不便,長期缺乏運動,所以其呼氣之力道也較微弱。因此,要求

    系統的靈敏度要求也比一般人高,這樣才可符合他們的需求。此外,經過我們測

    試發現端子在音效卡的接觸情形與信號線的好壞,也會影響信號大小,甚至於週

    遭的雜訊,亦會被當成輸入,這些都是導致程式在判斷程式上的錯誤與缺失的因

    素。

    在軟體方面,因為在程式的部分我們只是做比較基本的控制,例如:我們並

    不擔心使用 FFT 轉換時,因不同的輸入信號(吹氣力道之大小)導致不同的峰值,

    因其轉換出來之峰值遠大於我們所設定觸發之門檻,反而比較重要的是吹氣區域

    是否落於有效取樣點上。而取樣時間間隔的設定,發現於每 0.2 秒判斷信號一

    次,是較正確的。

    4.2 機具的實驗

    4.2.1 實驗過程

    1.架構出如圖 3.11 的聲控硬體配備。

    2.互動盤程式執行之後,吹一下滑鼠左鍵會自動按下圈選大方框,再吹一下滑鼠

  • 左鍵會自動按下圈選小方框,再吹一下小方框會發出相對應圖片的聲音。

    4.2.2 滑鼠點選順序

    下圖為滑鼠點選順序流程圖 4.2

    圖 4.2 滑鼠點選控制流程圖

    4.2.3 實驗討論

    經過測試後,僅剩以下問題,

    1.人的體力(肺活量)

    從問題方面我們可以看出,在達到同樣成效的同時,大部分的問題被解決

    了,但是人的部分卻依舊沒有解決,這同時也代表了一件事,那就是我們的作品

    -還是不夠人性化,這離我們一開始的目標仍有段差距,雖然外部機具的效果很

    好,問題很少,但是卻有著輸入固化的標準(吹氣量達一定值以上);如果由麥克

    風來做,應該可以藉著調整靈敏度,有效解決不同吹氣量、吹氣大小的問題。

    第五章 結果與討論

  • 聲控 自製機具

    測試吹 100 次的正確率 62 94

    測試吹 200 次的正確率 113 191

    表 5.1 吹控的正確率

    從上表我們可以知道在實驗中儀器的準確度有多高,但是在這個測量中,我

    們也知道聲控之所以正確率會這麼低,其實跟外力的干擾有著很大的關係,從聲

    控實驗討論的 6大因素正說明了為什麼聲控在這次專題裡最後不被我們所採用

    的最大原因。

    由實驗知道聲控的吹控裝置有許多的缺點與功能上需要加以努力改進的,然

    而機具的成效顯然是比較符合目標的;在自製機具的使用上僅需要利用吹氣去控

    制滑鼠左鍵,進而控制螢幕上所顯示的移動方框,所以基本上,就以其單純的控

    制而言,敏捷度與準確度是很高的。相信用機具製作的吹控系統將可以為這些病

    友在使用電腦上帶來較便利的一面。

    第六章 結論與未來展望

  • 6.1 結論

    聲控 機具

    雜訊

    麥克風靈敏度

    峰值大小

    訊號點的抓取

    聲音的連續性

    人的體力

    代表有這方面的問題

    表 6.1 使用聲控與機具分別所產生的問題

    由表 6.1 可以清楚地看到使用聲控與機具分別所產生的問題,而在經過與老

    師的實際討論之後,發現持續吹氣對肺活量小的病友來說多多少少還是有一些負

    擔的,不過預見他們開心的樣子,我知道這件作品對我來說,正悄悄地注入了一

    些喜悅。

    6.2 未來展望

    再來就是規劃新的硬體,用一個有壓力感測器來偵測吹氣時的壓力變化,加

    上使用8255卡作為訊號的轉換,最後進而控制滑鼠。如果這個設計能夠實

    現,我們就可以解決所有吹控的問題,也能真正地實現讓行動不方便的病友可以

    利用吹控更無障礙地使用電腦的目標。

  • 參考文獻

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    民國 83 年 3 月初版

    [2] 林宸生,"數位信號 - 影像與語音處理",全華圖書,民國 86 年 12 月

    [3] 陳明熒,"PC 微處理機及介面技術實作", 文魁圖書,2005 年 1 月初版

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    專題封面The Study of a Scanning Type of Blowing Input System

    谕_專題口試合格證明專題內文圖2.1音效卡主要的功能在於從事語音處理,在錄製及發出聲音的品質上,扮演著非常重要的角色。[1]圖2.1音效卡 從下圖我們可以大致上了解到音效卡的基本架構。圖2.2 音效卡的基本結構2.3.1 8bit的取樣當了解的音效卡的聲音取樣格式之後,就可以利用程式語言對信號作出轉換與讀取的動作,進而再加上預期的功能。一般來說,音效卡的規格基本都具有 8-bit及16-bit 單音及立體聲錄放音,使用者定義取樣頻率從5kHz ~ 4 8 kHz,但較好的可以達到24bit之錄放音。在一個8bit的取樣標本裡頭,所有的byte都接連的存放,當信號經由數位化之後其值就介於0~255中間,再藉著濾波器的使用就可以消除不必要的雜訊。 其中由圖2.3可以清楚地看到8bit的取樣標本。[1,4] 對於一個16-bit的取樣,其值介於-32768~+32767。在這情況下,0這個值就代表中間的數值。[1,4]圖2.3 8kHz取樣的聲音訊號第三章 實驗的設計與準備圖3.10 聲控系統硬體配置圖2.用電焊槍把單心線焊接微動開關和座插pc版的常開接點,如圖3.13。圖3.13 焊接3. 使用鑽孔機將黑盒挖一個適合座插PC版插孔大小的洞,然後再挖一個洞放導線,之後將電路板跟PC版置入黑盒內鎖上,如圖3.14所示。圖3.14 一號黑盒製作4. 使用鑽孔機將黑盒挖一個適合塑膠管大小的洞,然後再挖一個洞放導線。5.塑膠管置入黑盒內的那一端套上氣球,之後將套上氣球的塑膠管跟特殊開關置入黑盒內鎖上,如圖3.15。圖3.15 二號黑盒製作