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传感器在唇语解读系统中的超级应用

若评选世界上最伟大的发明,小编觉得“语言”绝对上得了榜单。它让我们随时随地能够表达自己的情感,语言连接一切沟通。

若评选世界上最伟大的发明,小编觉得“语言”绝对上得了榜单。它让我们随时随地能够表达自己的情感,语言连接一切沟通。看过《天龙八部》的朋友或许都知道,金庸先生笔下塑造的那个可以用“肚子讲话”的角色,四大恶人之首段延庆就常常使用腹语,这种奇妙的发声方式,切实少见。

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(腹语表演现场)

除了日常生活中的声音、文字语言,在军事行动中还频繁使用“旗语”、“手语”和“唇语”等。

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(旗语)

在这些特殊的场合,“无声的语言”往往能发挥巨大的作用。尤其这几年疫情影响,人与人之间沟通时隔着口罩,部分人觉得在嘈杂的时候甚至听不清对方说话,竟感觉听力有所下降,其实是因为平时我们可以观察对方嘴唇的动作来辅助理解说话的意思,而现在戴上口罩,无法观察嘴唇动作,加上口罩会减弱一小部分声音,有些人原本就有听力障碍,导致沟通受阻明显加重。

唇语有众多专家学者研究,目前的技术正往捕捉面部肌肉的细小动作来解读唇语的方向发展,未来将会给声带、口舌损伤、失声等人群带来全新的无障碍沟通交流方式。唇语对于听力障碍人群有很大的实用性,现代的唇语研究使用了许多技术,比如利用磁场、视觉图像、超声波等方式帮助检测。

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唇语解读系统 示意图

(Lip Language Decoding System, LLDS)

近日,清华大学机械工程系智能与生物机械团队研究推出一种新颖的唇语解读系统。这种唇语解读技术,目标是解决声带、喉舌损伤失声人群的日常无障碍交流问题,其不占用双手,不受面部角度、光强、遮挡和头动等外部因素的干扰,利用开发自供电的柔性传感器,采集肌肉的微小动作信号,能即时捕捉失声人群的唇动并转译成语音,可用于失声人群的日常无障碍语音交流,测试准确率可达94.5%。

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值得注意的是,自供电传感器由柔性聚合物薄膜与柔性电极组成,可提高人体佩戴的舒适性。清华研究团队利用该系统进行了多种场景应用展示,如解锁大门的身份识别、移动模型车的方向控制、唇动/语音的实时转换等,展示了该系统在唇动识别领域的可行性和应用潜力。

而唇语解读设备中的关键就是传感器,传感器能将检测到的信息以电信号或者其它形式输出,比如压力传感器、热敏传感器等……

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面向失声人群日常无障碍沟通需求,该系统为特殊场景下唇语翻译应用开拓了创新的研究方向。此外,在机器人控制、个人身份验证、人机界面、残疾辅助、无声语音、康复、生物医学工程和虚拟现实等诸多领域中都具有较大的潜在应用价值。

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