探索背景噪声对听人、失聪和重听人音频视觉外部人机界面听觉刺激的影响

文献标题

Exploring the Impacts of Background Noise on Auditory Stimuli of Audio-Visual eHMIs for Hearing, Deaf, and Hard-of-Hearing People

出版信息

• 主题领域: 自动驾驶汽车的外部人机界面（eHMIs）在不同行人群体中的可访问性和可用性。
• 关键词: eHMI, 自动驾驶汽车, 听觉刺激, 背景噪音, 聋人和听力障碍者（DHH）, 虚拟现实, 可访问性, 信任, 感知安全, 多模态界面。

背景与问题

• 问题/挑战: 现有的eHMI研究很少涉及残疾行人，尤其是聋人和听力障碍者（DHH），并且忽视了听觉刺激在不同背景噪音水平下的表现。这导致了可访问性障碍和交通领域的潜在不公平。
• 重要性: 确保eHMI设计对所有行人，包括DHH个体，具有包容性和有效性，对于实现公平和安全的自动驾驶汽车与行人互动至关重要。
• 动机与相关工作: 之前的研究探讨了多模态eHMI，但未充分考虑DHH行人的需求或城市背景噪音对听觉刺激的影响。本研究旨在通过评估音视频eHMI在真实声景中的表现来填补这些空白。

解决方案

• 提出的方法: 通过虚拟现实（VR）模拟研究，评估背景噪音（安静 vs. 嘈杂）和听觉刺激（基线、铃声、语音）对听力正常和DHH行人过街体验与行为的影响。
• 创新点:
  1. 首次通过VR实证评估不同噪音水平下听觉刺激对听力正常和DHH行人的影响。
  2. 纳入DHH参与者以识别听觉eHMI设计中的可访问性障碍。
  3. 在城市声景中检验多模态eHMI的有效性。
  4. 提出包容性eHMI设计的实用建议。
• 实验流程与关键技术:
  • 开发了一个模拟双车道城市道路和自动驾驶汽车（AV）的VR环境。
  • 测试了两种背景噪音水平（安静: ~58 dB；嘈杂: ~70 dB）和三种听觉刺激（基线、铃声、语音）。
  • 测量主观（信任、接受度、感知安全、心理负荷）和客观（眼动、踏步时间、提前踏步次数）结果。
  • 招募了25名听力正常和11名使用听力技术的DHH参与者，进行被试内实验。

结果

• 具体发现:
  • 嘈杂的背景噪音显著影响了主观过街体验（信任、实用性、安全性、心理负荷），但未影响过街行为。
  • 听觉刺激（铃声和语音）改善了主观体验，但对过街行为没有可测量的影响。
  • DHH参与者在听觉eHMI感知方面表现出更大的差异性，仅有11人中的2人能够在所有条件下完全感知两种听觉刺激。
• 相较基线的优势:
  • 铃声和语音eHMI在信任、实用性和安全性方面的评分均高于基线（仅车辆声音）。
  • 语音整体评分略高于铃声，但对DHH参与者的结果表现出混合趋势。
• 实验/评估:
  • 共进行了432次试验（36名参与者 × 6种条件 × 2次重复）。
  • 使用非参数统计分析以应对小样本量和不均等组规模。
  • 通过定性访谈捕捉参与者的感知和偏好。
• 局限性与未来工作:
  • DHH参与者样本量较小（N=11），且由于受控VR场景限制了生态效度。
  • 未探索突发或瞬时声音以及其他残疾群体（如视障者）。
  • 未来工作应包括纵向研究、多样化的文化背景，以及与听力技术公司合作。

总结

本研究通过VR模拟评估了背景噪音和听觉刺激对听力正常和DHH行人过街体验与行为的影响。结果显示，嘈杂背景噪音对主观体验有负面影响但不影响行为，而听觉刺激（铃声和语音）改善了体验但未影响行为。DHH参与者在听觉eHMI感知方面表现出差异性，强调了包容性设计的必要性。研究结果突出了多模态eHMI的重要性，并呼吁进一步研究以解决可访问性障碍，特别是针对DHH个体。提出了四项实用建议以指导未来的eHMI设计和研究。