盲人图像触觉识别技术与设备

科技成果来源：河南科技成果库;
地区：河南
成果名称：盲人图像触觉识别技术与设备
成果完成单位：河南工业大学;郑州艾毅电子科技有限公司;
成果完成人：张庆辉;张东林;梁义涛;蔡成欣;金广锋;万晨霞;祝志远;常夏宁;冯斌;卞山峰;
成果类型：应用技术
技术领域：电子计算机制造
成果简介： 盲人体外辅助设备常见的类型有：导盲杖、电子辅助器、导盲犬、电子表、阅读器等，因无需手术、对人体无损伤、容易推广、适用范围广、成本低等因素，受到视障人士的欢迎，但是在使用效果上均有待提升。项目组经过多年科研攻关，研制了一套综合的电子导盲设备，兼具触觉图形感知和语音提示两种功能，不仅为盲人的出行提供了安全措施，也为实现盲人辅助图像触觉感知提供了有效的技术手段。项目取得的创新性成果如下： (1)利用头盔式视觉感应器采集前方图像，进行了去雾处理，提高了图像清晰度；将深度学习理论用于图像识别，改进了用于手写体识别的LeNet-5模型，提出了一种基于改进Faster R-CNN的多目标识别模型，构建了快速、准确的目标识别算法。 (2)对图像进行了梯度修正和多向纹理提取等预处理，采用图像分割大津法对文字类图像进行了多分辨率分解，运用contourlet模极大值法对非文字类图像进行了边缘检测，得到了图像的纹理图和轮廓图。 (3)开发了视觉图像到触觉信息的转换技术，将RGB合成色转换为人体皮肤触觉可以辨识的频率，并对视觉图像的人体腹部皮肤触觉分辨重编码，采用改进的游程长度编码方法对触觉图像进行压缩编码，建立了图像信息与触觉感知信息之间的对应关系，构建了基于视觉图像的触觉识别特征空间。 (4)提出了人体腹部皮肤神经纤维电生理参数的测量与分析方法，设计了点阵触点的刺激波形，使其以一定的形状、频率和幅值分别对应图像中的人体目标识别特征、色彩亮度信息以及人体目标距离，从而通过触觉来感知图像信息。基于人体腹部皮肤神经纤维电生理参数测量机理，获取了人体腹部皮肤电流刺激感觉舒适度范围、触觉频率分辨率感知范围和颜色触觉频带宽度响应范围等特性参数，标定了人体皮肤电流刺激最佳感知值。 (5)设计了点阵式盲人图像触觉传感系统，开发了盲人图像触觉识别设备，包括测距模块、数据处理模块、电流产生模块、触觉产生装置和语音报警模块，将图像信息转化为电流信息或听觉信息，以电流的方式刺激人体腹部皮肤或通过语音报警提醒盲人前方路况。 项目实施期间，授权国家发明专利4项、实用新型专利4项、软件著作权2项；发表论文8篇，其中SCI收录期刊论文1篇、EI收录期刊论文1篇、中文核心期刊论文2篇。项目于2017年5月获河南省教育厅科技成果一等奖。 项目于2015年12月通过了河南省科技厅的鉴定，专家鉴定意见认为：“项目研究思路新颖，技术先进，在基于人机仿生机理的盲人图像触觉感知研究方面达到国内领先水平”。 项目产品经郑州新益德机电设备有限公司等单位应用表明，运行稳定可靠，抗干扰能力强，是一款创新性很强的应用系统，三年来取得了6177万元的经济效益。
成果登记/完成年份：2020年
以上信息来自国家科技成果公共数据库，科技成果所有人非我平台所有。如信息有误请联系我方更正！