基于多模式接口技术的聋人与正常人交流系统

讨论了利用多模式接口技术处理异种语言模式交流的问题。作为连接聋哑人和听力正常人的一个桥梁,我们将手语识别、手语合成、唇读、人脸特征检测以及特定人面部动画相结合,构成了手语转换和口语交流的代理。文中对汉语手语识别和合成中的一些特殊问题进行了讨论。对手语识别采用数据手套作为手语输入的数据采集设备,对于一些同形异意的手语词汇,利用唇读得到的辅助信息可以达到提高识别率的效果。对手语的合成,采用运动跟踪获得的信息来加强原来基于手工建模的三维虚拟人合成,增强了手语合成与显示的自然逼真度。文中的研究验证了利用多模式接口技术可以有效地实现异种语言模式间的交流。     

连续手语识别中的文本纠正和补全方法

针对基于视频的连续手语识别的文本结果存在语义模糊、语序混乱的问题,提出一种两步法将连续手语识别结果的手语文本转化为通顺、可懂的汉语文本。第一步,基于自然手语规则以及N元语言模型（N-gram）对连续手语识别的结果进行文本调序;第二步,利用汉语通用量词数据集训练双向长短期记忆（Bi-LSTM）网络模型,以解决手语语法无量词的问题,从而提升语句通顺度。使用绝对准确率和最长正确子序列占比作为文本调序的评价指标,实验结果显示,所提方法的文本调序结果绝对准确率为77.06%,最长正确子序列占比为86.55%,量词补全准确率为97.23%。所提的方法能够有效提升连续手语识别的文本结果的通畅度和可懂度,已成功应用于基于视频的连续手语识别,提升了听障人和健听人的无障碍交流体验。     

面向机器翻译的中国手语的理解与合成

自然语言与可视化语言之间的自动翻译研究具有重大的现实意义和学术研究价值,它是一个崭新的、有发展前任的研究领域。该文从机器翻译的角度来考察汉语和中国手语之间的相同之处和差异,探讨两种语言在语序、句子结构、短语结构、特殊词类等方面的特点,建立了汉语中国手语机器翻译的一系列规则。在此基础之上,采用规则解释方法实现了一个汉语至可视化语言中国手语的翻译系统。     

面向广电节目的虚拟人手语合成显示平台研究

基于中国手语合成技术的虚拟人手语视频显示平台技术是一个全新的课题.为了满足广电新闻节目对手势运动流畅性要求,实现了一种上下文相关的手势运动平滑算法,该方法能够充分利用前后两帧的差异来实现手势运动的平滑过渡,其视觉感观效果较传统插值算法更加平滑自然;同时提出了一种基于统计和规则相结合的手势运动重定向算法,在统计方法的基础上针对不同骨架大小以及运动特性进行规则约束,使得标准模型手势运动数据应用到新模型上而不失其准确性;最后,通过扩展基本手语词表达形式并基于alpha融合技术实现了面向广电新闻节目的虚拟人手语合成显示平台并取得很好的结果.     

面向ELAN软件的手语汉语平行语料库构建

建立手语汉语平行语料库的目的是用于机器翻译和语言对比研究,并且能够系统地保存手语资源,保护手语和聋人文化。手语汉语平行语料库存储的内容主要包括手语视频、被采集者信息和标注者信息,以及通过多媒体标注软件ELAN转写的十四层标注信息,包括手控和非手控信息。该文采用基于向量空间的余弦相似性算法,实现了用手语语料相似度的计算来帮助语料库去重,并取得了较明显的效果;同时用此算法进行专家相似度测试以确保语料库的质量。     

中国手语信息处理述评

为了能够有效地对中国手语进行信息处理,需要针对中国手语的特性提出相应的信息处理方案。该文根据国内外的研究进展情况,从基于规则和基于语料库的角度,讨论了中国手语信息处理过程中遇到的有关问题,并提出可借鉴的中国手语信息处理技术,同时从中国手语自身的词法、句法出发,参考国外手语语言学的最新研究成果,讨论了中国手语信息处理中有关信息表征、理解、生成等问题。最后指出未来手语的信息处理将会更多地建立在跨学科、多模式的基础之上 ,该项研究将有力地促进信息无障碍技术的发展。
     

基于关键帧的连续手语语句识别算法研究

目前,对于动态手语的识别大多只是针对手语词汇的,对连续的手语语句的识别研究以及相应成果较少,原因在于难以对其进行有效的分割。提出了一种基于加权关键帧的手语语句识别算法。关键帧可以看作是手语词汇的基本组成单元,根据关键帧即可得到相关词汇,并将其组成连续的手语语句,从而避免了对手语语句直接做分割的难点。借助于体感设备,首先提出了一种基于手语轨迹的自适应关键帧提取算法,然后根据关键帧包含的语义对其进行加权处理,最后设计了基于加权关键帧序列的识别算法,得到连续的手语语句。实验证明,设计的算法可以实现对连续手语语句的实时识别。     

手语识别、翻译与生成综述

手语研究是典型的多领域交叉研究课题,涉及计算机视觉、自然语言处理、跨媒体计算、人机交互等多个方向,主要包括离散手语识别、连续手语翻译和手语视频生成。手语识别与翻译旨在将手语视频转换成文本词汇或语句,而手语生成是根据口语或文本语句合成手语视频。换言之,手语识别翻译与手语生成可视为互逆过程。文中综述了手语研究的最新进展,介绍了研究的背景现状和面临的挑战;回顾了手语识别、翻译和生成任务的典型方法和前沿研究;并结合当前方法中存在的问题,对手语研究的未来发展方向进行了展望。     

基于无线传感技术与卷积神经网络的静态手语识别方法

基于传感网络的手语识别随着手势复杂程度的提升，识别的难度增大，因此，为了获取更加精准的静态手语识别结果，提出了基于无线传感技术与卷积神经网络的静态手语识别方法。通过无线传感技术对静态手语图像滤波处理，采用特征提取方法提取静态手语特征并进行融合处理，将融合后的连续二维特征图像直接转换为一维向量，将其作为卷积神经网络的输入，通过迭代训练完成静态手语识别。实验结果表明，所提方法在不同场景下静态手语识别精度高于94.11%，且识别速度较快，由此验证了所提方法可以快速准确完成静态手语识别。     

采用深度图像信息和SLVW的手语识别

为了实现手语视频中手语字母的准确识别,提出了一种基于DI_CamShift和SLVW的算法。该方法将Kinect作为手语视频采集设备,在获取彩色视频的同时得到其深度信息;计算深度图像中手语手势的主轴方向角和质心位置,通过调整搜索窗口对手势进行准确跟踪;使用基于深度积分图像的Ostu算法分割手势,并提取其SIFT特征;构建了SLVW词包作为手语特征,并用SVM进行识别。通过实验验证该算法,其单个手语字母最好识别率为99.87%,平均识别率96.21%。     

一种基于传感器的人体上肢运动实时跟踪方法

实时跟踪人体运动是人机交互的重要研究课题,可以广泛应用于虚拟现实、虚拟人运动合成、聋人手语自动生成、计算机3D动画、机器人运动控制、远程人机交互等领域。文中介绍了一种基于传感器的人体上肢运动实时跟踪方法,给出了该方法的虚拟人模型、计算原理与校正方法,最后介绍了整个方法的实现以及在中国聋人手语自动合成中的应用。该方法具有使用传感器少,运动跟踪精度高、计算过程简单而且速度快等特点。     

聋哑学校语文辅助教学系统研究

为了达到辅助老师教聋哑学生语文的目的,开发一套文本翻译成手语的教学系统。采用改进的结巴分词对课文内容进行分词,课文句子转化成词语序列,使用系统编辑功能对词语序列进行编辑,使其满足文法手语要求;同时建立虚拟人,采用关键帧技术制作手语动画,使用Unity3D游戏引擎完成手语动画合成和动画之间的过渡,实现课文内容自动翻译成手语的辅助教学系统。该研究对聋哑学生语文教学有特殊的意义,具有一定的实用价值。     

基于VRML的中国手语三维显示

手语合成的目的是由计算机自动生成文本句子对应的手语，是智能人机接口研究的一个极具挑战性的课题。手语显示是手语合成过程中非常关键的一步，其任务是在文本句子转换为手语码后，将手语码逼真地显示成虚拟人手语运动。介绍了研究中国手语合成时提出的一种基于VRML的三维虚拟人姿态显示方法和连续中国聋人手语显示方法。该方法不仅可以显示逼真的虚拟人合成手语，而且具有很好的通用性，为网络环境中实现不同人体模型的手语表达与传输打下了基础。     

基于虚拟人合成技术的中国手语合成方法

介绍了一种中国手语合成方法,实现了文本到中国手语的自动翻译,并使用虚拟人合成技术,实现了中国手语的合成与显示,以此帮助聋人与听力正常人之间实现自然交流.在该方法中,首先应用两只数据手套和3个6自由度位置跟踪器,基于运动跟踪的原理,记录真实人体演示每个手语词的运动数据,建立一个初始的手语词运动数据库.然后,应用一种基于控制点的人体运动编辑方法,对每个手语词的运动数据进行编辑与微调,最后得到一个高质量的手语词运动数据库.当给定一个文本句子时,应用人体运动合成方法,对每个手语词的手语运动片段进行拼接合成,最终生成一个完整的手语运动,并基于VRML的人体运动显示方法将合成的运动逼真地显示出来.基于该方法,在PC/Windows/VC6.0环境下实现了一个中国聋人手语合成系统.该系统采集了<中国手语>(含续集)中收录的5 596个手语词,可以合成一般生活与教学用语.经聋校的老师和学生确认,合成手语准确逼真,可以广泛应用于教学、电视、Internet 等多种大众媒体,帮助聋人参与其他听力正常人的活动,具有广泛的应用前景和重要的社会意义.     

维吾尔语KP_V句型的文法手语编辑系统的设计

自然语言书面表达通过文字符号载体来实现,聋哑学生经过专门的训练才能掌握理解和运用书面语言的能力。为实现基于虚拟人的手语合成技术的维吾尔文书面语用手语符号表达,对维吾尔语KP_V句型分析,提出了该句型的文本内容用手势语和手指语表示的转换方法,给出了维吾尔文法手语编辑系统的流程。系统通过虚拟人建模、手语库构建、姿态编辑,运用插值算法合成显示播放,实现了维吾尔文法手语编辑。该研究对基于拼音文字的维吾尔文本转换为混合手势语和手指的手语合成系统设计与实现具有参考意义。     

多层DGMM识别器在中国手语识别中的应用

手语是聋人使用的语言,是由手形动作辅之以表情姿势由符号构成的比较稳定的表达系统 ,是一种靠动作/视觉交际的语言.手语识别的研究目标是让机器“看懂”聋人的语言.手 语识别和手语合成相结合,构成一个“人-机手语翻译系统”,便于聋人与周围环境的交 流.手语识别问题是动态手势信号即手语信号的识别问题.考虑到系统的实时性及识别效率, 该系统选取Cyberglove型号数据手套作为手语输入设备,采用DGMM(dynamic Gaussian mixt ure model)作为系统的识别技术,并根据中国手语的具体特点,在识别模块中选取了多层识 别器,可识别中国手语字典中的274个词条,识别率为97.4%.与基于单个DGMM的识别系统比 较,这种模型的识别精度与单个DGMM模型的识别精度基本相同,但其识别速度比单个DGMM的 识别速度有明显的提高.     

Chinese Sign Language animation generation considering context

Sign language (SL) is a kind of natural language for the deaf. Chinese Sign Language (CSL) synthesis aims to translate text into virtual human animation, which makes information and service accessible to the deaf. Generally, sign language animation based on key frames is realized by concatenating sign words captured independently. That means a sign language word has the same pattern in diverse context, which is different from realistic sign language expression. This paper studies the effect of context on manual gesture and non-manual gesture, and presents a method for generating stylized manual gesture and non-manual gesture according to the context. Experimental results show that synthesized sign language animation considering context based on the proposed method is more accurate and intelligible than that irrespective of context.     

Study on translating Chinese into Chinese sign language

Sign language is a visual-gestural language mainly used by hearingimpaired people to communicate with each other.Gesture and facial expression are important grammar parts of sign language.In this paper,a text-based transformation method of Chinese-Chinese sign language machine translation is proposed.Gesture and facial expression models are createwd.And a practical system is implemented.The input of the system is Chinese text.The output of the system is “graphics person“ who can gesticulate Chinese sign algnuage accompained by facial expression that corresponds to the Chinese text entered so as to realize automatic translation from Chinese text to Chinese sign language.