CN108877410A - 一种聋哑人手语交互方法以及聋哑人手语交互装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聋哑人手语交互方法以及聋哑人手语交互装置，该方法包括从第一可穿戴装置获取手语图像信息，从该手语图像信息中提取手语特征；根据手语文字映射库以及手语语音映射库，确定该手语特征对应的文字信息及语音信息；在该第一可穿戴装置上展示与该手语图像信息对应的文字信息和/或语音信息；从第二可穿戴装置获取环境语音，根据语音文字映射库以及手语语音映射库，确定该环境语音征对应的环境文字信息及环境手语信息；以及在该第二可穿戴装置上展示该环境文字信息和/或环境手语信息。本发明的自我学习型方法和装置能使聋哑人与他人无障碍顺畅地进行沟通。
Description
技术领域
本发明涉及特殊群体可穿戴设备技术领域，特别是涉及一种聋哑人手语交互方法以及聋哑人手语交互装置。
背景技术
随着社会的科技发展和进步，聋哑人群需要更高效率的与正常人进行沟通，来满足生活、工作等需求。而正常人也需要更好的理解与聋哑人沟通过程中所表达的含义。
现有的聋哑人手语交互设备识别手语精准度不高；
随着科学技术的高速发展，芯片核心算法及计算能力得到充足的提升和突破，硬件的制造能力也有了很大发展，图像识别、语音识别、软件设计、动画、图像、表情都已经是非常成熟的技术，各种人工智能学习技术已经得到广泛的应用。
中国专利申请第CN201610954160.9号披露了一种基于机器人的聋哑人手语识别交互***，它涉及智能服务机器人及其应用技术领域，它包含手语识别子***、机器人本体和文字语音输入输出子***，手语识别子***主要由手语识别模块以及手语翻译模块组成，手语识别模块安装于机器人本体上；文字语音输入输出子***包括将手语识别子***中的手势识别模块的文字或语音进行输出显示、将正常人的语言或文字转换成机器人***可以理解的语言信号。为改善和提高聋哑人士的生活、学***台，提升了聋哑人士与正常人交谈的交互质量和交互体验，融合最新的手语识别、语音识别和机器人等技术，使聋哑人士也能够受到社会的平等对待，接受更好的教育。
但是，现有的聋哑人手语交互***，比如机器人，体型较大重量大。难以实现实时、面对面的无障碍交流。因此，现有聋哑人的社交方式已经无法全面性的满足聋哑人在沟通方面的需求。
因此，现有的聋哑人可穿戴辅助设备技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明针对以上存在的技术问题，提供一种自我学习型、能使聋哑人与他人无障碍顺畅沟通的聋哑人手语交互方法以及装置。
第一方面，本发明实施方式提供的技术方案是：提供一种聋哑人手语交互方法，包括以下步骤：
从第一可穿戴装置获取手语图像信息，从该手语图像信息中提取手语特征；
根据手语文字映射库以及手语语音映射库，确定该手语特征对应的文字信息及语音信息；
在该第一可穿戴装置上展示与该手语图像信息对应的文字信息和/或语音信息；
从第二可穿戴装置获取环境语音，根据语音文字映射库以及手语语音映射库，确定该环境语音征对应的环境文字信息及环境手语信息；以及
在该第二可穿戴装置上展示该环境文字信息和/或环境手语信息。
该聋哑人手语交互方法中，还包括特征学习过程，该特征学习过程：
保存每次提取的手语特征，从中提取手语共性特征；
建立该手语共性特征与文字的第一补充映射关系以及建立该手语共性特征与语音的第二补充映射关系；
将该第一补充映射关系更新至该手语文字映射库以及将该第二补充映射关系更新至该手语语音映射库。
优选地，该第一可穿戴装置连接云端服务器；该第二可穿戴装置连接该云端服务器。
为了保证识别的准确性，该云端服务器发送更新的手语文字映射库、手语语音映射库以及语音文字映射库，该第一可穿戴装置接收并将该更新的手语文字映射库以及手语语音映射库更新至本地；该第二可穿戴装置接收并将该更新的语音文字映射库以及手语语音映射库更新至本地。
在本地互联和数据交换中，该第一可穿戴装置与该第二可穿戴装置无线互联，该第二可穿戴装置将该第一补充映射关系更新至本地手语文字映射库。
第二方面，本发明实施方式提供的技术方案是：提供一种聋哑人手语交互装置，包括
第一可穿戴装置，用于获取手语图像信息，并从该手语图像信息中提取手语特征；
第一识别模块，设置于该第一可穿戴装置上，用于根据手语文字映射库以及手语语音映射库，确定该手语特征对应的文字信息及语音信息；
第一交流模块，设置于该第一可穿戴装置上，用于展示与该手语图像信息对应的文字信息和/或语音信息；
第二可穿戴装置，用于获取环境语音；
第二识别模块，设置于该第二可穿戴装置上，根据语音文字映射库以及手语语音映射库，确定该环境语音征对应的环境文字信息及环境手语信息；以及
第二交流模块，设置于该第二可穿戴装置上，用于展示该环境文字信息和/或环境手语信息。
为了实现人工智能式的学习，该第一可穿戴装置还包括特征学习模块，该特征学习模块包括存储单元、提取单元、分析单元以及更新单元，该存储单元用于保存每次提取的手语特征；该提取单元用于从手语特征中提取手语共性特征；该分析单元用于建立该手语共性特征与文字的第一补充映射关系以及建立该手语共性特征与语音的第二补充映射关系；该更新单元用于将该第一补充映射关系更新至该手语文字映射库以及将该第二补充映射关系更新至该手语语音映射库。
优选地，该第一可穿戴装置包括第一无线连接模块用于连接云端服务器；该第二可穿戴装置包括第二无线连接模块用于连接该云端服务器。
为了保证手语识别的实时和准确，该云端服务器包括管理单元用于发送更新的手语文字映射库、手语语音映射库以及语音文字映射库，该第一可穿戴装置包括第一***更新单元，用于接收并将该更新的手语文字映射库以及手语语音映射库更新至本地；该第二可穿戴装置包括第二***更新单元，用于接收并将该更新的语音文字映射库以及手语语音映射库更新至本地。
在本地互联和数据交换中，该第一可穿戴装置包括第一局域连接模块，该第二可穿戴装置包括第二局域连接模块，该第一局域连接模块连接该第二局域连接模块，该第二可穿戴装置还包括补充更新单元，用于将该第一补充映射关系更新至本地手语文字映射库。
本发明实施方式的有益效果是：本实施例的聋哑人手语交互方法及聋哑人手语交互装置，通过设置聋哑用户穿戴的第一可穿戴装置以及第二可穿戴装置，该第一可穿戴装置以及第二可穿戴装置相互无线通信，并在该第一可穿戴装置上设置自我学习的特征学习模块，该第一可穿戴装置获取图像数据识别手语并通过语音或者文字展现给交谈者，第二可穿戴装置采集交谈者的语音信息，并在显示屏幕上用手语或者文字显示，以实现聋哑人与他人无障碍顺畅沟通目的。本实施例的聋哑人手语交互方法及聋哑人手语交互装置，还可通过特征学习模块的人工智能学习各个不同用户的手语习惯，以更快自动识别出手语的含义，而后精准配对文字和语音，达到聋哑人与交谈者沟通通畅无阻的效果。
附图说明
图1是本发明实施例聋哑人手语交互装置的结构示意图；
图2是本发明实施例聋哑人手语交互方法的主要流程图；
图3是本发明实施例聋哑人手语交互方法的更新流程图；以及
图4是本发明实施例聋哑人手语交互装置的模块结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明实施例通过第一可穿戴装置10采集聋哑人的手语动作图像，通过在该第一可穿戴装置10本地或者云端服务器200进行图像识别以及分析处理，基于手语文字映射库以及手语语音映射库确定当前的手语对应的文字信息和/或文字信息，在该第一可穿戴装置10展示或者播放手语内容；同时，通过第二可穿戴装置20采集交谈者的环境语音，根据语音文字映射库以及手语语音映射库，确定该环境语音征对应的环境文字信息及环境手语信息，在该第二可穿戴装置10本地进行语音识别，并在该第二可穿戴装置20的显示屏上显示语音内容或者语音内容对应的手语图片。同时，本发明实施例中，该第一可穿戴装置10还设置特征学习模块37用以对采集的手语图像进行手语动作常态识别以及手语手势的共性特征提取，通过该特征学习模块37对应的算法进行自我学习，不断完善进化该手语文字映射库以及手语语音映射库，结合该第二可穿戴装置20的语音识别技术、该第一可穿戴装置10的图像技术，该第二可穿戴装置20的显示技术，可为聋哑人提供无障碍沟通的便携式可穿戴设备产品。
实施例1
请一并参考图1以及图4，本实施例的聋哑人手语交互装置包括第一可穿戴装置10以及第二可穿戴装置20。该第一可穿戴装置10设置第一局域连接模块32。该第二可穿戴装置20设置第二局域连接模块55。该第一局域连接模块32与第二局域连接模块55可以是WIFI模块、或者蓝牙模块或者Zigbee模块等局域无线网络模块。
该第一可穿戴装置10还包括图像采集模组14、第一无线连接模块34、第一识别模块35、第一交流模块36、特征学习模块37以及第一***更新单元38。
该图像采集模组14可以为摄像头模组，其具有适应图像分析需要的像素要求。如图1所示，该图像采集模组14设置在可穿戴眼镜的中部。在一实施例中，该第一交流模块36可以为扬声器16，该扬声器16用于播放手语对应的语音信息。在另一实施例中，该第一交流模块36也可以为设置在可穿戴眼镜的小型显示器，该显示器用于显示手语对应的文字信息。
图像采集模组14获取手语图像信息，并从该手语图像信息中提取手语特征。该第一识别模块35，设置于该第一可穿戴装置10上，用于根据手语文字映射库以及手语语音映射库，确定该手语特征对应的文字信息及语音信息，该第一交流模块36，设置于该第一可穿戴装置10上，用于展示与该手语图像信息对应的文字信息和/或语音信息。
该第二可穿戴装置20包括控制器(图未示)、音频采集模组24、第二识别模块52、第二交流模块53、第二无线连接模块54以及第二***更新单元58。该第二可穿戴装置20还设置连接该控制器的显示器22。该音频采集模组24用于获取环境语音。
该第二识别模块52，根据语音文字映射库以及手语语音映射库，确定该环境语音征对应的环境文字信息及环境手语信息。
本实施例中，该第二交流模块53即为该显示器22，通过在该显示器上显示该第二识别模块52识别的与交谈者环境语音征对应的环境文字信息及环境手语信息实现无障碍交流的目的。
为了实现人工智能式的学习，该第一可穿戴装置10还包括特征学习模块37。
该特征学习模块37包括存储单元41、提取单元42、分析单元43以及更新单元44。
该存储单元41用于保存每次提取的手语特征。该提取单元42用于从手语特征中提取手语共性特征。该分析单元43用于建立该手语共性特征与文字的第一补充映射关系以及建立该手语共性特征与语音的第二补充映射关系。该更新单元44用于将该第一补充映射关系更新至该手语文字映射库以及将该第二补充映射关系更新至该手语语音映射库。
该第一可穿戴装置10的第一无线连接模块34用于连接云端服务器200；该第二可穿戴装置20的第二无线连接模块54也用于连接该云端服务器200。
为了保证手语识别的实时和准确，该云端服务器200包括管理单元用于发送更新的手语文字映射库、手语语音映射库以及语音文字映射库。
该第一可穿戴装置10的第一***更新单元38接收并将该更新的手语文字映射库以及手语语音映射库更新至本地；该第二可穿戴装置20的第二***更新单元58接收并将该更新的语音文字映射库以及手语语音映射库更新至本地。
在本地互联和数据交换中，该第一可穿戴装置10包括第一局域连接模块32，该第二可穿戴装置20包括第二局域连接模块55，该第一局域连接模块连接该第二局域连接模块，该第二可穿戴装置20还包括补充更新单元56，用于将该第一补充映射关系更新至本地手语文字映射库。
实施例2
请参考图2，本实施例的聋哑人手语交互方法，主要包括以下步骤：
在该第一可穿戴装置10一侧的处理步骤为：
步骤111：从第一可穿戴装置10获取手语图像信息，从该手语图像信息中提取手语特征；
步骤112：根据手语文字映射库以及手语语音映射库，确定该手语特征对应的文字信息及语音信息；
步骤113：在该第一可穿戴装置10上展示与该手语图像信息对应的文字信息和/或语音信息；
在该第二可穿戴装置20一侧的处理步骤为：
步骤121：从第二可穿戴装置20获取环境语音；
步骤122：根据语音文字映射库以及手语语音映射库，确定该环境语音征对应的环境文字信息及环境手语信息；以及
步骤123：在该第二可穿戴装置20上展示该环境文字信息和/或环境手语信息。
请一并参考图3，该聋哑人手语交互方法中，在完成从第一可穿戴装置10获取手语图像信息，从该手语图像信息中提取手语特征的步骤后，经过一定时间的积累，该第一可穿戴装置10保存有一定的手语图像信息。
为了实现自我学习和进化，本实施例中，该方法还包括特征学习过程，具体包括：
步骤131：保存每次提取的手语特征，从中提取手语共性特征；
步骤132：建立该手语共性特征与文字的第一补充映射关系以及建立该手语共性特征与语音的第二补充映射关系；
步骤133：将该第一补充映射关系更新至该手语文字映射库以及将该第二补充映射关系更新至该手语语音映射库。
优选地，该第一可穿戴装置10连接云端服务器200；该第二可穿戴装置20连接该云端服务器200。
为了保证识别的准确性，还包括：
步骤141：该云端服务器200发送更新的手语文字映射库、手语语音映射库以及语音文字映射库；
步骤142：该第一可穿戴装置10接收并将该更新的手语文字映射库以及手语语音映射库更新至本地；
步骤143：该第二可穿戴装置20接收并将该更新的语音文字映射库以及手语语音映射库更新至本地。
在本地互联和数据交换中，该第一可穿戴装置10与该第二可穿戴装置20无线互联。
为了实现该第一可穿戴装置10与该第二可穿戴装置20之间的数据同步更新，该方法还包括：
步骤151：该第二可穿戴装置20将该第一补充映射关系更新至本地手语文字映射库。
本实施例的聋哑人手语交互方法及聋哑人手语交互装置，通过设置聋哑用户穿戴的第一可穿戴装置10以及第二可穿戴装置20，该第一可穿戴装置10以及第二可穿戴装置20相互无线通信，并在该第一可穿戴装置10上设置自我学习的特征学习模块，该第一可穿戴装置10获取图像数据识别手语并通过语音或者文字展现给交谈者，第二可穿戴装置20采集交谈者的语音信息，并在显示屏幕上用手语或者文字显示，以实现聋哑人与他人无障碍顺畅沟通目的。本实施例的聋哑人手语交互方法及聋哑人手语交互装置，还可通过特征学习模块的人工智能学习各个不同用户的手语习惯，以更快自动识别出手语的含义，而后精准配对文字和语音，达到聋哑人与交谈者沟通通畅无阻的效果。本实施例的聋哑人手语交互方法及聋哑人手语交互装置，该第一可穿戴装置10与该第二可穿戴装置20可与云端服务器保持更新，该第一可穿戴装置10与该第二可穿戴装置20之间可实现同步更新，使得***更新和自学习过程保持同步，产品更贴近用户行为习惯，提升产品使用体验。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种聋哑人手语交互方法，其特征在于，包括以下步骤：
从第一可穿戴装置获取手语图像信息，从所述手语图像信息中提取手语特征；
根据手语文字映射库以及手语语音映射库，确定所述手语特征对应的文字信息及语音信息；
在所述第一可穿戴装置上展示与所述手语图像信息对应的文字信息和/或语音信息；
从第二可穿戴装置获取环境语音，根据语音文字映射库以及手语语音映射库，确定所述环境语音征对应的环境文字信息及环境手语信息；以及
在所述第二可穿戴装置上展示所述环境文字信息和/或环境手语信息。
2.根据权利要求1所述的聋哑人手语交互方法，其特征在于，还包括特征学习过程，所述特征学习过程包括：
保存每次提取的手语特征，从中提取手语共性特征；
建立所述手语共性特征与文字的第一补充映射关系以及建立所述手语共性特征与语音的第二补充映射关系；
将所述第一补充映射关系更新至所述手语文字映射库以及将所述第二补充映射关系更新至所述手语语音映射库。
3.根据权利要求2所述的聋哑人手语交互方法，其特征在于，所述第一可穿戴装置连接云端服务器；所述第二可穿戴装置连接所述云端服务器。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的聋哑人手语交互方法，其特征在于，所述云端服务器发送更新的手语文字映射库、手语语音映射库以及语音文字映射库，所述第一可穿戴装置接收并将所述更新的手语文字映射库以及手语语音映射库更新至本地；所述第二可穿戴装置接收并将所述更新的语音文字映射库以及手语语音映射库更新至本地。
5.根据权利要求3所述的聋哑人手语交互方法，其特征在于，所述第一可穿戴装置与所述第二可穿戴装置无线互联，所述第二可穿戴装置将所述第一补充映射关系更新至本地手语文字映射库。
6.一种聋哑人手语交互装置，其特征在于，包括
第一可穿戴装置，用于获取手语图像信息，并从所述手语图像信息中提取手语特征；
第一识别模块，设置于所述第一可穿戴装置上，用于根据手语文字映射库以及手语语音映射库，确定所述手语特征对应的文字信息及语音信息；
第一交流模块，设置于所述第一可穿戴装置上，用于展示与所述手语图像信息对应的文字信息和/或语音信息；
第二可穿戴装置，用于获取环境语音；
第二识别模块，设置于所述第二可穿戴装置上，根据语音文字映射库以及手语语音映射库，确定所述环境语音征对应的环境文字信息及环境手语信息；以及
第二交流模块，设置于所述第二可穿戴装置上，用于展示所述环境文字信息和/或环境手语信息。
7.根据权利要求6所述的聋哑人手语交互装置，其特征在于，所述第一可穿戴装置还包括特征学习模块，所述特征学习模块包括存储单元、提取单元、分析单元以及更新单元，所述存储单元用于保存每次提取的手语特征；所述提取单元用于从手语特征中提取手语共性特征；所述分析单元用于建立所述手语共性特征与文字的第一补充映射关系以及建立所述手语共性特征与语音的第二补充映射关系；所述更新单元用于将所述第一补充映射关系更新至所述手语文字映射库以及将所述第二补充映射关系更新至所述手语语音映射库。
8.根据权利要求7所述的聋哑人手语交互装置，其特征在于，所述第一可穿戴装置包括第一无线连接模块用于连接云端服务器；所述第二可穿戴装置包括第二无线连接模块用于连接所述云端服务器。
9.根据权利要求1-3任意一项所述的聋哑人手语交互装置，其特征在于，所述云端服务器包括管理单元用于发送更新的手语文字映射库、手语语音映射库以及语音文字映射库，所述第一可穿戴装置包括第一***更新单元，用于接收并将所述更新的手语文字映射库以及手语语音映射库更新至本地；所述第二可穿戴装置包括第二***更新单元，用于接收并将所述更新的语音文字映射库以及手语语音映射库更新至本地。
10.根据权利要求7所述的聋哑人手语交互装置，其特征在于，所述第一可穿戴装置包括第一局域连接模块，所述第二可穿戴装置包括第二局域连接模块，所述第一局域连接模块连接所述第二局域连接模块，所述第二可穿戴装置还包括补充更新单元，用于将所述第一补充映射关系更新至本地手语文字映射库。
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