多功能盲人眼鏡的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及殘疾人用品領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能盲人眼鏡。它包括鏡框、鏡腿和鼻梁，鏡框上沿鼻梁垂直中線對稱設(shè)有兩個微型攝像頭，鼻梁上設(shè)有傾角傳感器，鏡腿上設(shè)有信息處理裝置和用于為信息處理裝置供電的電池；所述信息處理裝置包括微處理器及與微處理器連接的報警單元、數(shù)據(jù)存儲單元、聲控識別系統(tǒng)、SIM卡、語音編碼器和TTS語音生成器；還包括與微處理器通訊連接的語音播放器、麥克風(fēng)以及功能按鍵。本發(fā)明在眼鏡上安裝攝像裝置和圖像處理裝置，將閱讀材料轉(zhuǎn)換為語音播放給盲人使用者，佩戴和使用都較為方便，同時，通過傾角測量和距離測量保證了語音閱讀的準確性，提高了閱讀效率。
【專利說明】
多功能盲人眼鏡
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及殘疾人用品領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能盲人眼鏡。
【背景技術(shù)】
[0002]盲人作為社會的弱勢群體之一，因其視力缺陷無法正常享受很多日?；顒?，諸如閱讀、打電話、出行等。隨著科技的進步，人們也越來越關(guān)注到了盲人的需求，研發(fā)出了盲人閱讀器、盲人手機等物品。
[0003]現(xiàn)有的盲人閱讀器主要有麻省理工學(xué)院推出的手指閱讀器和雷伊.庫爾茲維爾發(fā)明的盲人閱讀器，這兩類閱讀器的原理大致相同，都是利用攝像裝置掃描印刷讀物，將印刷體文字內(nèi)容轉(zhuǎn)換為聲音后通過閱讀揚聲器播出。但是，它們都存在一個共同的問題是盲人看不見，閱讀器的位置放不準，導(dǎo)致?lián)P聲器發(fā)出的聲音出現(xiàn)邏輯錯誤，盲人聽不懂，而且一旦閱讀器放在了空白區(qū)域，揚聲器不工作，需要盲人不斷變更閱讀器位置，使用效率很低。
[0004]現(xiàn)有的盲人手機一般是通過增加語音播報功能，通過語音告知盲人所進行的操作，或者是將手機按鍵和手機屏幕標記上盲文，這些都脫離不了盲人的手部動作，因盲人看不見，手部的動作位置經(jīng)常會不準確，同樣影響其使用效率。
[0005]另外，盲人自己在外面行走時，很有可能走失，如果能讓家人實時查看到盲人的位置，將很容易找到盲人，減少走失的風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明設(shè)計了一種多功能盲人眼鏡，既能輔助盲人閱讀，還能實現(xiàn)語音撥號通話功能，同時還能對盲人的位置定位，為盲人的日常生活提供了很大便利。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]—種多功能盲人眼鏡，包括鏡框、鏡腿和鼻梁，鏡框上沿鼻梁垂直中線對稱設(shè)有兩個微型攝像頭，鼻梁上設(shè)有傾角傳感器，鏡腿上設(shè)有信息處理裝置和用于為信息處理裝置供電的電池;所述信息處理裝置包括微處理器及與微處理器連接的報警單元、數(shù)據(jù)存儲單元、聲控識別系統(tǒng)、SIM卡、語音編碼器和TTS語音生成器;還包括與微處理器通訊連接的語首播放器、麥克風(fēng)以及功能按鍵；
[0009]所述的傾角傳感器用于測量眼鏡鏡片平面與水平面的夾角并將角度信息發(fā)送給微處理器，以便當使用者頭部與桌面上放置的目標物達到設(shè)定的合理拍攝角度時，報警提示使用者；
[0010]所述的微型攝像頭用于測量自身與目標物的距離并將距離信息發(fā)送給微處理器，當兩個微型攝像頭測得的距離相等時，報警通知使用者啟動拍攝，微型攝像頭將拍攝的圖像信息發(fā)送給微處理器；
[0011]所述的微處理器內(nèi)置OCR圖像處理模塊，將接收的圖像信息轉(zhuǎn)換為文字信息，并發(fā)送給TTS語音生成器轉(zhuǎn)換為語音信號，經(jīng)語音播放器播放給使用者聽；
[0012]所述的麥克風(fēng)用于接收使用者撥打電話的語音指令，經(jīng)語音編碼器編碼后再由聲控識別系統(tǒng)識別特征數(shù)據(jù)，然后到數(shù)據(jù)存儲單元中與事先存儲的SIM卡通訊錄中各聯(lián)系人的語音特征數(shù)據(jù)比較，調(diào)取與之匹配的通訊號碼，并播報給使用者確認后自動撥打該號碼；
[0013]所述的功能按鍵用于打開/關(guān)閉微型攝像頭、啟動/停止語音撥號、啟動/停止文本閱讀。
[0014]本發(fā)明通過在眼鏡上設(shè)置傾角傳感器，可首先幫助盲人使用者確定一個合理的頭部俯看角度，以便能清楚拍到目標讀物內(nèi)容。然后利用具有距離測量功能的微型攝像頭，測量攝像頭距離目標物的距離，由于兩個微型攝像頭對稱設(shè)置，當兩個攝像頭測得的距離相等時，說明目標物位于視野中心，此時拍攝的圖像更為準確。如果兩攝像頭測得的距離不相等，使用者收不到報警提示音，則需繼續(xù)左右移動目標物直至聽到報警提示音。以上兩個措施可方便盲人準確放置目標物，避免因位置不當導(dǎo)致的語音播放邏輯混亂，優(yōu)化了盲人的閱讀體驗。
[0015]本發(fā)明的信息處理裝置功能強大，既包含了將圖文信息轉(zhuǎn)換為語音信息的閱讀功能，也包含了語音撥號功能，盲人可通過語音下達指令撥打電話，減少了手部的操作，提高了使用效率。各功能之間的切換通過功能按鍵即可實現(xiàn)，可通過設(shè)置功能按鍵的形狀和位置，區(qū)分不同的按鍵，也可通過在按鍵上標注盲文來區(qū)分，方便盲人準確控制。
[0016]進一步，所述的微處理器內(nèi)置語法錯誤識別軟件，用于識別OCR圖像處理模塊轉(zhuǎn)換得到的文本信息的語法是否通順，以便在語法不通順時提示使用者調(diào)整目標物位置后二次拍攝。語法錯誤識別軟件中包含了常用的漢語語法，也可以包含英語語法，該軟件可以是Office word或WPSο
[0017]進一步，所述鏡腿上設(shè)有USB接口，用于微處理器的系統(tǒng)升級和電池的充電。利用該接口，可對微處理器的系統(tǒng)進行升級，也可對其中的軟件進行升級，比如升級語法，提高文字識別和語法的精準度。同時還可利用USB接口連接充電線，對電池進行充電。
[0018]一般情況，人的頭部保持一個45度傾角，身體會較為適宜，這種情況下，將目標物下邊緣貼近桌面靠近人身體側(cè)，此時，可保證拍攝視角較為恰當，因此，所述微處理器中設(shè)定的合理拍攝角度為45度。
[0019]所述的語音播放器可以是耳機或揚聲器，為避免受外界聲音干擾，優(yōu)選所述的語音播放器為耳機，耳機、麥克風(fēng)和功能按鍵與微處理器有線連接。兩個鏡腿上各通過耳機線連接一個耳機，在其中一個耳機的上方安裝麥克風(fēng)和功能按鍵區(qū)，它們都通過該耳機線與微處理器通信。
[0020]當然，微處理器也可通過無線方式與語音播放器、麥克風(fēng)和功能按鍵通訊，此時，所述的語音播放器、麥克風(fēng)集成為一個藍牙耳機，功能按鍵設(shè)置在藍牙耳機上，微處理器上設(shè)置有藍牙收發(fā)模塊。
[0021]進一步，使用者撥打電話的語音指令為聯(lián)系人姓名或聯(lián)系人電話號碼。兩種方式均可調(diào)取聯(lián)系人電話，啟動語音通話。
[0022]進一步，數(shù)據(jù)存儲單元中存儲的聯(lián)系人語音特征數(shù)據(jù)是由聲控識別系統(tǒng)根據(jù)其特征數(shù)據(jù)列表對S頂卡通訊錄中每個名字的發(fā)音按照第一個字的特征數(shù)據(jù)相似性建立的索引數(shù)據(jù)表，該索引數(shù)據(jù)表中每個單元的特征數(shù)據(jù)信息和通訊錄中所存號碼的對應(yīng)姓名序號一一對應(yīng)。
[0023]進一步，信息處理裝置還包括一GPS定位單元，該單元與微處理器連接，以便供該眼鏡系統(tǒng)綁定的手機查閱使用者的位置信息。在該裝置上安裝GPS定位單元，可通過在盲人家人的手機上安裝APP，實時查看盲人的位置。
[0024]本發(fā)明的有益效果:
[0025]1、在眼鏡上安裝攝像裝置和圖像處理裝置，將閱讀材料轉(zhuǎn)換為語音播放給盲人使用者，佩戴和使用都較為方便，同時，通過傾角測量和距離測量保證了語音閱讀的準確性，提高了閱讀效率。
[0026]2、在眼鏡上集成了語音撥號功能，盲人使用者只需說出通話對象的姓名或電話號碼，眼鏡的相應(yīng)模塊即可調(diào)出通話對象信息并自動撥出電話，相比手機會方便很多。
[0027]3、眼鏡上設(shè)有定位模塊，方便盲人使用者的家人及時找到迷路的盲人，提高了盲人出門在外的安全性。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明的原理框圖；
[0030]圖中，1、鏡框，2、鏡腿，3、耳機，4、微型攝像頭，5、鼻梁，，6、傾角傳感器，7、信息處理裝置，8、USB接口，9、電池，10、麥克風(fēng)，11、功能按鍵區(qū)，12、S頂卡，13、微處理器，14、報警單元，15、功能按鍵，16、TTS語音生成器，17、GPS定位單元，18、數(shù)據(jù)存儲單元，19、聲控識別系統(tǒng)，20、語音編碼器，21、A/D轉(zhuǎn)換器。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明做詳細說明。
[0032]—種多功能盲人眼鏡，如圖1所示，包括鏡框1、鏡腿2和鼻梁5，在兩鏡框靠近鼻梁側(cè)各設(shè)有一微型攝像頭4，兩微型攝像頭沿鼻梁垂直中線對稱設(shè)置。鼻梁5上設(shè)有傾角傳感器6，兩鏡腿中部各連接有一個耳機3，其中一個耳機上方還設(shè)有麥克風(fēng)10和功能按鍵區(qū)11。其中一個鏡腿的前端設(shè)有信息處理裝置7、電池9和USB接口8，USB接口用于為電池充電或系統(tǒng)升級。所述信息處理裝置包括微處理器13、報警單元14、數(shù)據(jù)存儲單元18、聲控識別系統(tǒng)19、S頂卡12、語音編碼器20和TTS語音生成器16。微處理器13通過一條耳機線與耳機3、麥克風(fēng)10和功能按鍵區(qū)11連接。微處理器中也可嵌入藍牙收發(fā)模塊，與藍牙耳機連接。另外，微處理器還連接有一 GPS定位單元17，GPS定位單元實時采集使用者的位置信息并通過SM卡發(fā)送給下載有相應(yīng)APP的手機。
[0033]傾角傳感器6與微處理器13單向連接，向微處理器傳輸眼鏡鏡片平面與水平面的夾角信息，微處理器將該夾角與事先設(shè)定的閾值(閾值對應(yīng)的夾角為45度)比較，當兩者相等時，微處理器控制報警單元發(fā)出報警音，提醒使用者角度調(diào)整到位，可以進行下一步操作;否則，使用者需進一步低頭或仰頭，調(diào)整頭部俯看角度，直至聽到報警音。
[0034]微型攝像頭4與微處理器13雙向連接，使用者接到第一次報警提示后，通過啟動按鍵開啟攝像頭，兩攝像頭首先測量離目標物的距離，將信息反饋給微處理器，微處理器將兩距離比較后，若距離相等，則控制報警單元發(fā)出報警音，表示目標物居于視野中心，使用者啟動拍攝功能，獲取目標物的圖像信息，發(fā)送給微處理器;否則，使用者需左右移動目標物，直至聽到報警音。
[0035]微處理器內(nèi)置OCR圖像處理模塊和語法錯誤識別軟件，OCR圖像處理模塊將接收的圖像信息轉(zhuǎn)換為文字信息，語法錯誤識別軟件識別轉(zhuǎn)換后的文字語法是否通順，若不通順，則報警提示使用者翻轉(zhuǎn)目標物或移動目標物進行二次拍攝;若語法通順，則將文字信息發(fā)送給TTS語音生成器轉(zhuǎn)換為語音信號，然后通過耳機播放給使用者聽。使用者可通過功能按鍵中的啟動/停止/進/退按鍵控制播放過程。
[0036]本發(fā)明的語音撥號功能的實現(xiàn)系統(tǒng)和實現(xiàn)過程如下:
[0037]所用系統(tǒng)包括麥克風(fēng)10、A/D轉(zhuǎn)換器21、語音編碼器20、微處理器13、TTS語音生成器16、內(nèi)嵌式聲控識別系統(tǒng)19、數(shù)據(jù)存儲單元18和S頂卡12。聲控識別系統(tǒng)自帶特征數(shù)據(jù)列表，該特征數(shù)據(jù)列表既有常用姓名漢字語音特征，也有0-9數(shù)字語音特征。在該裝置啟動時即根據(jù)該列表將SIM卡通訊錄中的聯(lián)系人姓名初始化為一個索引數(shù)據(jù)表，該索引數(shù)據(jù)表中每個單元的特征數(shù)據(jù)信息和通訊錄所存號碼的對應(yīng)姓名序號一一對應(yīng)。微處理器將該索引數(shù)據(jù)表存入數(shù)據(jù)存儲單元18。準備就緒后，微處理器即通知使用者可以語音撥號。使用者欲使用該功能時，通過啟動/關(guān)閉語音撥號按鍵啟動，使用者對著麥克風(fēng)說出通話對象的姓名或電話號碼，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬語音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字語音信號，語音編碼器壓縮傳來的數(shù)字語音數(shù)據(jù)并編碼輸出，內(nèi)嵌式聲控識別系統(tǒng)將檢測識別該編碼數(shù)據(jù)的語音字段并分析提取特征數(shù)據(jù)，將該特征數(shù)據(jù)與索引數(shù)據(jù)表中的特征數(shù)據(jù)或聲控識別系統(tǒng)自帶的特征數(shù)據(jù)列表比對，依次判斷每一字段與上述特征數(shù)據(jù)的相似性，若沒有超過一預(yù)定限值，則表明在匹配范圍內(nèi)，并返回索引數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)段所對應(yīng)的通訊錄中所存號碼的姓名序號或數(shù)字字符串。然后，由微處理器控制將返回的信息發(fā)送給TTS語音生成器，轉(zhuǎn)換為語音信號，通過耳機播放給使用者確認，使用者確認調(diào)取號碼無誤后再次按撥號按鍵，即自動撥出電話。
【主權(quán)項】
1.一種多功能盲人眼鏡，包括鏡框(I)、鏡腿(2)和鼻梁(5)，其特征在于:鏡框(I)上沿鼻梁垂直中線對稱設(shè)有兩個微型攝像頭(4)，鼻梁(5)上設(shè)有傾角傳感器(6)，鏡腿(2)上設(shè)有信息處理裝置(7)和用于為信息處理裝置供電的電池(9);所述信息處理裝置(7)包括微處理器(13)及與微處理器連接的報警單元(14)、數(shù)據(jù)存儲單元(18)、聲控識別系統(tǒng)(19)、SIM卡(12)、語音編碼器(20)和TTS語音生成器(16);還包括與微處理器通訊連接的語音播放器、麥克風(fēng)(10)以及功能按鍵(15); 所述的傾角傳感器(6)用于測量眼鏡鏡片平面與水平面的夾角并將角度信息發(fā)送給微處理器，以便當使用者頭部與桌面上放置的目標物達到設(shè)定的合理拍攝角度時，報警提示使用者； 所述的微型攝像頭(4)用于測量自身與目標物的距離并將距離信息發(fā)送給微處理器，當兩個微型攝像頭測得的距離相等時，報警通知使用者啟動拍攝，微型攝像頭將拍攝的圖像信息發(fā)送給微處理器； 所述的微處理器(4)內(nèi)置OCR圖像處理模塊，將接收的圖像信息轉(zhuǎn)換為文字信息，并發(fā)送給TTS語音生成器(16)轉(zhuǎn)換為語音信號，經(jīng)語音播放器播放給使用者聽； 所述的麥克風(fēng)(10)用于接收使用者撥打電話的語音指令，經(jīng)語音編碼器(20)編碼后再由聲控識別系統(tǒng)(19)識別特征數(shù)據(jù)，然后到數(shù)據(jù)存儲單元(18)中與事先存儲的SIM卡通訊錄中各聯(lián)系人的語音特征數(shù)據(jù)比較，調(diào)取與之匹配的通訊號碼，并播報給使用者確認后自動撥打該號碼； 所述的功能按鍵(15)用于打開/關(guān)閉微型攝像頭、啟動/停止語音撥號、啟動/停止文本閱讀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能盲人眼鏡，其特征在于:所述的微處理器(13)內(nèi)置語法錯誤識別軟件，用于識別OCR圖像處理模塊轉(zhuǎn)換得到的文本信息的語法是否通順，以便在語法不通順時提示使用者調(diào)整目標物位置后二次拍攝。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能眼鏡，其特征在于:所述鏡腿(2)上設(shè)有USB接口(8)，用于微處理器的系統(tǒng)升級和電池的充電。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能盲人眼鏡，其特征在于:所述微處理器中設(shè)定的合理拍攝角度為45度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能盲人眼鏡，其特征在于:所述的語音播放器為耳機(3)，耳機(3)、麥克風(fēng)(10)和功能按鍵(15)與微處理器(13)有線連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能盲人眼鏡，其特征在于:所述的語音播放器、麥克風(fēng)集成為一個藍牙耳機，功能按鍵設(shè)置在藍牙耳機上，微處理器上設(shè)置有藍牙收發(fā)模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能盲人眼鏡，其特征在于:使用者撥打電話的語音指令為聯(lián)系人姓名或聯(lián)系人電話號碼。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能盲人眼鏡，其特征在于:數(shù)據(jù)存儲單元中存儲的聯(lián)系人語音特征數(shù)據(jù)是由聲控識別系統(tǒng)根據(jù)其特征數(shù)據(jù)列表對SIM卡通訊錄中每個名字的發(fā)音按照第一個字的特征數(shù)據(jù)相似性建立的索引數(shù)據(jù)表，該索引數(shù)據(jù)表中每個單元的特征數(shù)據(jù)信息和通訊錄中所存號碼的對應(yīng)姓名序號一一對應(yīng)。9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的多功能盲人眼鏡，其特征在于信息處理裝置(7)還包括一 GPS定位單元(17)，該單元與微處理器連接，以便供該眼鏡系統(tǒng)綁定的手機查閱使用 者的位置信息。
【文檔編號】G02C11/00GK105842879SQ201610204041
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月3日
【發(fā)明人】王思睿, 姜濼源, 孫海燕
【申請人】姜濼源, 王思睿, 孫海燕