專利名稱：光反射式移動(dòng)手語識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手語識(shí)別系統(tǒng)，尤其是一種光反射式移動(dòng)手語識(shí)別系統(tǒng)，適用于聾啞人之間的交流。屬于語音交流器械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
手語是一種通過手的運(yùn)動(dòng)表達(dá)意思的身體運(yùn)動(dòng)語言，主要用在聾啞人之間的交流。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國目前患聽力語言障礙的聾啞人約MOO萬，他們之間以及他們與正常人之間的交流主要通過中國手語進(jìn)行。早在20世紀(jì)50年代后期，我國政府為關(guān)心聾 人，促進(jìn)他們之間的交流，就開始了中國聾 人手語的規(guī)范工作。手語識(shí)別的目的就是將聾啞人手語自動(dòng)翻譯成自然語言文本，并由計(jì)算機(jī)良好的界面顯示出來。手語識(shí)別不僅有助于聾啞人使用各種信息，還可以幫助他們參加各項(xiàng)社會(huì)活動(dòng)。國內(nèi)外的研究人員一直積極地開展手語識(shí)別的研究，并開發(fā)出多種手語識(shí)別系統(tǒng)。通過攝像設(shè)備跟蹤手的運(yùn)動(dòng)，經(jīng)圖像處理和特定識(shí)別算法可以識(shí)別手勢動(dòng)作的含義。該方法雖只需計(jì)算機(jī)和攝像設(shè)備，但圖像處理和識(shí)別算法十分復(fù)雜，難以有效識(shí)別相似手勢，也難以實(shí)現(xiàn)低成本的便攜式系統(tǒng)。通過數(shù)據(jù)手套和位置跟蹤器也可識(shí)別手勢在空間的運(yùn)動(dòng)軌跡和時(shí)序信息，國外市場上的數(shù)據(jù)手套包括5DT Data Glove, CyberGlove, VPL Glove等，國內(nèi)有中科院研制的 CAS-GL0VE數(shù)據(jù)手套等。這些數(shù)據(jù)手套，雖然能提供高精度和高可靠性，能夠較好地測量手的自由度，操作自然，容易獲取如手指關(guān)節(jié)角度和位置信息等手語特征。但存在價(jià)格昂貴、 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以在普通消費(fèi)者中推廣使用。如何提供一種低成本便攜式手語識(shí)別產(chǎn)品及其使用方法是本領(lǐng)域研究的目標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)手套存在價(jià)格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，提供一種成本低、高性能、人性化，能夠有效提高識(shí)別質(zhì)量的光反射式移動(dòng)手語識(shí)別系統(tǒng)。本實(shí)用新型的可以通過以下技術(shù)方案達(dá)到光反射式移動(dòng)手語識(shí)別系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是包括手指彎曲數(shù)據(jù)手套、帶A/D的 ARM7微處理器和語音合成輸出模塊；手指彎曲數(shù)據(jù)手套由指環(huán)、光電傳感器、供電導(dǎo)線和測量導(dǎo)線組成；光電傳感器固定在指環(huán)上，光電傳感器的電源輸入端通過供電導(dǎo)線與ARM7 微處理器的電源端連接，光電傳感器的輸出端通過測量導(dǎo)線與ARM7微處理器的信號(hào)輸入端連接；語音合成輸出模塊由語音合成芯片、功率放大器和揚(yáng)聲器組成，語音合成芯片的輸入端與ARM7微處理器的輸出端連接，語音合成芯片的輸出端通過功率放大器與揚(yáng)聲器的輸入端連接。本實(shí)用新型的目的還可以通過以下技術(shù)方案達(dá)到實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案是所述光電傳感器可以設(shè)置有兩套相同的傳感電路，用于測量手指兩個(gè)關(guān)節(jié)的彎曲。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案是所述傳感電路的發(fā)射輸出端可以由電源、LED 發(fā)光二極管和限流電阻構(gòu)成，接收輸入端可以由PD光電管和下拉電阻構(gòu)成。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方案是所述帶A/D的ARM7微處理器可以設(shè)有3. 3V 供電電源；支持3. 3V電壓工作的OLED顯示屏以及兩個(gè)用于設(shè)定工作模式的按鍵。本實(shí)用新型具體如下突出的有益效果1、本實(shí)用新型使用LED發(fā)光二極管作光源，通過類似光纖一類的傳輸介質(zhì)進(jìn)行光傳輸，在介質(zhì)的另一端放置PD光電管測量信號(hào)的強(qiáng)度來檢測手指彎曲，容易獲取手指關(guān)節(jié)角度和位置的信息。2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，便于隨身攜帶，能給語言障礙者和正常人之間提供一種交流的橋梁，有助于改善和提高聾啞殘疾人的生活學(xué)習(xí)和工作條件。

圖1為本發(fā)明光反射式移動(dòng)手語識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)手套結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明光電傳感器的電路圖；圖4為本發(fā)明ARM7微控制器系統(tǒng)的電路圖；圖5為本發(fā)明語音合成輸出模塊的電路圖。其中，1-數(shù)據(jù)手套，2-ARM7微處理器，3_語音合成輸出模塊。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施例1 [0022]圖1、圖2、圖3、圖4和圖5構(gòu)成本發(fā)明的具體實(shí)施例1。參照圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，本實(shí)施例包括手指彎曲數(shù)據(jù)手套1、帶A/D的ARM7 微處理器2和語音合成輸出模塊3 ；手指彎曲數(shù)據(jù)手套1由指環(huán)1-1、光電傳感器1-2、供電導(dǎo)線1-3和測量導(dǎo)線1-4組成；光電傳感器1-2固定在指環(huán)1-1上，光電傳感器1-2的電源輸入端通過供電導(dǎo)線1-3與ARM7微處理器2的電源端連接，光電傳感器1-2的輸出端通過測量導(dǎo)線1-4與ARM7微處理器2的信號(hào)輸入端連接；語音合成輸出模塊3由語音合成芯片 3-1、功率放大器3-2和揚(yáng)聲器3-3組成，語音合成芯片3-1的輸入端與ARM7微處理器2的輸出端連接，語音合成芯片3-1的輸出端通過功率放大器3-2與揚(yáng)聲器3-3的輸入端連接。本實(shí)施例中，所述光電傳感器1-2采用SPI-315反射式紅外傳感器，設(shè)置有兩套相同結(jié)構(gòu)的傳感電路，用于測量手指兩個(gè)關(guān)節(jié)的彎曲，所述傳感電路的發(fā)射輸出端由電源、 LED發(fā)光二極管和限流電阻構(gòu)成，接收輸入端由PD光電管和下拉電阻構(gòu)成；所述ARM7微處理器2系統(tǒng)由帶多路12位ADC的STM32F103處理器最小系統(tǒng)構(gòu)成，采用3. 3V供電電源、 支持3. 3V電壓工作的OLED顯示屏以及兩個(gè)用于設(shè)定工作模式的按鍵；所述語音合成芯片 3-1 采用 XFS3031CN 芯片。本實(shí)施例的工作原理如下首先，將數(shù)據(jù)手套1上的指環(huán)1-1分別套在拇指、食指、 中指、無名指和尾指的第二節(jié)上；然后，固定在指環(huán)1-1上的光電傳感器1-2開始測量手指的彎曲程度，LED發(fā)光二極管發(fā)出的光經(jīng)手指反射后被PD光電管接收，手指彎曲程度的不同，PD光電管接收的光強(qiáng)也隨之改變，當(dāng)手指完全伸直時(shí)，PD光電管接收的反射光強(qiáng)最弱，接收管不導(dǎo)通，輸出電壓為0 ；當(dāng)手指完全彎曲時(shí)，PD光電管接收的反射光強(qiáng)最強(qiáng)，輸出電壓最大；接著，光電傳感器1-2根據(jù)所測量的手指彎曲的結(jié)果通過輸出信號(hào)Ml、M2送到 ARM7微處理器2中進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；最后，ARM7微處理器2將識(shí)別結(jié)果的漢字?jǐn)?shù)據(jù)通過串口發(fā)送給語音合成芯片3-1，再經(jīng)由功率放大器3-2推動(dòng)，在揚(yáng)聲器3-3輸出。 本實(shí)用新型使得用戶可以按照漢語手指語字母表中的手勢以拼音輸入方式拼寫字詞，微處理器系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集手指彎曲采集模塊輸出的手指彎曲信息，并根據(jù)識(shí)別算法分析手語內(nèi)容，最后將分析結(jié)果送語音合成輸出模塊輸出，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，便于隨身攜帶，能給語言障礙者和正常人之間提供一種交流的橋梁，有助于改善和提高聾啞殘疾人的生活學(xué)習(xí)和工作條件。
權(quán)利要求1.光反射式移動(dòng)手語識(shí)別系統(tǒng)，其特征是包括手指彎曲數(shù)據(jù)手套(1)、帶A/D的ARM7 微處理器(2)和語音合成輸出模塊(3)；手指彎曲數(shù)據(jù)手套(1)由指環(huán)(1-1)、光電傳感器 (1-2)、供電導(dǎo)線(1-3)和測量導(dǎo)線(1-4)組成；光電傳感器(1-2)固定在指環(huán)(1-1)上，光電傳感器(1-2)的電源輸入端通過供電導(dǎo)線(1-3)與ARM7微處理器(2)的電源端連接，光電傳感器(1-2)的輸出端通過測量導(dǎo)線(1-4)與ARM7微處理器(2)的信號(hào)輸入端連接；語音合成輸出模塊(3)由語音合成芯片(3-1)、功率放大器(3-2)和揚(yáng)聲器(3-3)組成，語音合成芯片(3-1)的輸入端與ARM7微處理器⑵的輸出端連接，語音合成芯片(3-1)的輸出端通過功率放大器(3-2)與揚(yáng)聲器(3-3)的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光反射式移動(dòng)手語識(shí)別系統(tǒng)，其特征是所述光電傳感器 (1-2)設(shè)有兩套相同結(jié)構(gòu)的傳感電路，用于測量手指兩個(gè)關(guān)節(jié)的彎曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光反射式移動(dòng)手語識(shí)別系統(tǒng)，其特征是所述傳感電路的發(fā)射輸出端由電源、LED發(fā)光二極管和限流電阻構(gòu)成，接收輸入端由PD光電管和下拉電阻構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光反射式移動(dòng)手語識(shí)別系統(tǒng)，其特征是所述帶A/D的 ARM7微處理器(2)設(shè)有3. 3V供電電源。
專利摘要本實(shí)用新型公開光反射式移動(dòng)手語識(shí)別系統(tǒng)，其特征是包括手指彎曲數(shù)據(jù)手套(1)、ARM7微處理器(2)和語音合成輸出模塊(3)；手指彎曲數(shù)據(jù)手套(1)的光電傳感器(1-2)的電源輸入端通過供電導(dǎo)線(1-3)與ARM7微處理器(2)的電源端連接、其輸出端通過測量導(dǎo)線(1-4)與ARM7微處理器(2)的信號(hào)輸入端連接；語音合成輸出模塊(3)由語音合成芯片(3-1)、功率放大器(3-2)和揚(yáng)聲器(3-3)組成，語音合成芯片(3-1)的輸入端與ARM7微處理器(2)的輸出端連接、其輸出端通過功率放大器(3-2)與揚(yáng)聲器(3-3)的輸入端連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，便于隨身攜帶，有助于改善和提高聾啞殘疾人的生活學(xué)習(xí)和工作條件。
文檔編號(hào)G09B21/04GK201936249SQ20102068382
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者趙劍橋 申請人:趙劍橋