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(duì)稱設(shè)有兩個(gè)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(bào)警單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、聲控識(shí)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(shí)，通過傾角測(cè)量和距離測(cè)量保證了語音閱讀的準(zhǔn)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(huì)的弱勢(shì)群體之一，因其視力缺陷無法正常享受很多日?；顒?dòng)，諸如閱讀、打電話、出行等。隨著科技的進(jìn)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(jī)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(yáng)聲器播出。但是，它們都存在一個(gè)共同的問題是盲人看不見，閱讀器的位置放不準(zhǔn)，導(dǎo)致?lián)P聲器發(fā)出的聲音出現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤，盲人聽不懂，而且一旦閱讀器放在了空白區(qū)域，揚(yáng)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(jī)一般是通過增加語音播報(bào)功能，通過語音告知盲人所進(jìn)行的操作，或者是將手機(jī)按鍵和手機(jī)屏幕標(biāo)記上盲文，這些都脫離不了盲人的手部動(dòng)作，因盲人看不見，手部的動(dòng)作位置經(jīng)常會(huì)不準(zhǔn)確，同樣影響其使用效率。
[0005]另外，盲人自己在外面行走時(shí)，很有可能走失，如果能讓家人實(shí)時(shí)查看到盲人的位置，將很容易找到盲人，減少走失的風(fēng)險(xiǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]針對(duì)上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種多功能盲人眼鏡，既能輔助盲人閱讀，還能實(shí)現(xiàn)語音撥號(hào)通話功能，同時(shí)還能對(duì)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(shí)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(duì)稱設(shè)有兩個(gè)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(bào)警單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、聲控識(shí)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(cè)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(dāng)使用者頭部與桌面上放置的目標(biāo)物達(dá)到設(shè)定的合理拍攝角度時(shí)，報(bào)警提示使用者；
[0010]所述的微型攝像頭用于測(cè)量自身與目標(biāo)物的距離并將距離信息發(fā)送給微處理器，當(dāng)兩個(gè)微型攝像頭測(cè)得的距離相等時(shí)，報(bào)警通知使用者啟動(dòng)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(hào)，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(shí)別系統(tǒng)識(shí)別特征數(shù)據(jù)，然后到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中與事先存儲(chǔ)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(hào)碼，并播報(bào)給使用者確認(rèn)后自動(dòng)撥打該號(hào)碼；
[0013]所述的功能按鍵用于打開/關(guān)閉微型攝像頭、啟動(dòng)/停止語音撥號(hào)、啟動(dòng)/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(gè)合理的頭部俯看角度，以便能清楚拍到目標(biāo)讀物內(nèi)容。然后利用具有距離測(cè)量功能的微型攝像頭，測(cè)量攝像頭距離目標(biāo)物的距離，由于兩個(gè)微型攝像頭對(duì)稱設(shè)置，當(dāng)兩個(gè)攝像頭測(cè)得的距離相等時(shí)，說明目標(biāo)物位于視野中心，此時(shí)拍攝的圖像更為準(zhǔn)確。如果兩攝像頭測(cè)得的距離不相等，使用者收不到報(bào)警提示音，則需繼續(xù)左右移動(dòng)目標(biāo)物直至聽到報(bào)警提示音。以上兩個(gè)措施可方便盲人準(zhǔn)確放置目標(biāo)物，避免因位置不當(dāng)導(dǎo)致的語音播放邏輯混亂，優(yōu)化了盲人的閱讀體驗(yàn)。
[0015]本發(fā)明的信息處理裝置功能強(qiáng)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(hào)功能，盲人可通過語音下達(dá)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(shí)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(biāo)注盲文來區(qū)分，方便盲人準(zhǔn)確控制。
[0016]進(jìn)一步，所述的微處理器內(nèi)置語法錯(cuò)誤識(shí)別軟件，用于識(shí)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(shí)提示使用者調(diào)整目標(biāo)物位置后二次拍攝。語法錯(cuò)誤識(shí)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(jìn)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(jí)和電池的充電。利用該接口，可對(duì)微處理器的系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，也可對(duì)其中的軟件進(jìn)行升級(jí)，比如升級(jí)語法，提高文字識(shí)別和語法的精準(zhǔn)度。同時(shí)還可利用USB接口連接充電線，對(duì)電池進(jìn)行充電。
[0018]一般情況，人的頭部保持一個(gè)45度傾角，身體會(huì)較為適宜，這種情況下，將目標(biāo)物下邊緣貼近桌面靠近人身體側(cè)，此時(shí)，可保證拍攝視角較為恰當(dāng)，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(jī)或揚(yáng)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(jī)，耳機(jī)、麥克風(fēng)和功能按鍵與微處理器有線連接。兩個(gè)鏡腿上各通過耳機(jī)線連接一個(gè)耳機(jī)，在其中一個(gè)耳機(jī)的上方安裝麥克風(fēng)和功能按鍵區(qū)，它們都通過該耳機(jī)線與微處理器通信。
[0020]當(dāng)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(shí)，所述的語音播放器、麥克風(fēng)集成為一個(gè)藍(lán)牙耳機(jī)，功能按鍵設(shè)置在藍(lán)牙耳機(jī)上，微處理器上設(shè)置有藍(lán)牙收發(fā)模塊。
[0021]進(jìn)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(hào)碼。兩種方式均可調(diào)取聯(lián)系人電話，啟動(dòng)語音通話。
[0022]進(jìn)一步，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的聯(lián)系人語音特征數(shù)據(jù)是由聲控識(shí)別系統(tǒng)根據(jù)其特征數(shù)據(jù)列表對(duì)S頂卡通訊錄中每個(gè)名字的發(fā)音按照第一個(gè)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(gè)單元的特征數(shù)據(jù)信息和通訊錄中所存號(hào)碼的對(duì)應(yīng)姓名序號(hào)一一對(duì)應(yīng)。
[0023]進(jìn)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(jī)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(jī)上安裝APP，實(shí)時(shí)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(shí)，通過傾角測(cè)量和距離測(cè)量保證了語音閱讀的準(zhǔn)確性，提高了閱讀效率。
[0026]2、在眼鏡上集成了語音撥號(hào)功能，盲人使用者只需說出通話對(duì)象的姓名或電話號(hào)碼，眼鏡的相應(yīng)模塊即可調(diào)出通話對(duì)象信息并自動(dòng)撥出電話，相比手機(jī)會(huì)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(shí)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(jī)，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(bào)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(chǔ)單元，19、聲控識(shí)別系統(tǒng)，20、語音編碼器，21、A/D轉(zhuǎn)換器。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)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(duì)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(gè)耳機(jī)3，其中一個(gè)耳機(jī)上方還設(shè)有麥克風(fēng)10和功能按鍵區(qū)11。其中一個(gè)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(jí)。所述信息處理裝置包括微處理器13、報(bào)警單元14、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元18、聲控識(shí)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(jī)線與耳機(jī)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(lán)牙收發(fā)模塊，與藍(lán)牙耳機(jī)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(shí)時(shí)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(jī)。
[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(duì)應(yīng)的夾角為45度)比較，當(dāng)兩者相等時(shí)，微處理器控制報(bào)警單元發(fā)出報(bào)警音，提醒使用者角度調(diào)整到位，可以進(jìn)行下一步操作;否則，使用者需進(jìn)一步低頭或仰頭，調(diào)整頭部俯看角度，直至聽到報(bào)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(bào)警提示后，通過啟動(dòng)按鍵開啟攝像頭，兩攝像頭首先測(cè)量離目標(biāo)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(bào)警單元發(fā)出報(bào)警音，表示目標(biāo)物居于視野中心，使用者啟動(dòng)拍攝功能，獲取目標(biāo)物的圖像信息，發(fā)送給微處理器;否則，使用者需左右移動(dòng)目標(biāo)物，直至聽到報(bào)警音。
[0035]微處理器內(nèi)置OCR圖像處理模塊和語法錯(cuò)誤識(shí)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(cuò)誤識(shí)別軟件識(shí)別轉(zhuǎn)換后的文字語法是否通順，若不通順，則報(bào)警提示使用者翻轉(zhuǎn)目標(biāo)物或移動(dòng)目標(biāo)物進(jìn)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(hào)，然后通過耳機(jī)播放給使用者聽。使用者可通過功能按鍵中的啟動(dòng)/停止/進(jìn)/退按鍵控制播放過程。
[0036]本發(fā)明的語音撥號(hào)功能的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和實(shí)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(shí)別系統(tǒng)19、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元18和S頂卡12。聲控識(shí)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(dòng)時(shí)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(gè)索引數(shù)據(jù)表，該索引數(shù)據(jù)表中每個(gè)單元的特征數(shù)據(jù)信息和通訊錄所存號(hào)碼的對(duì)應(yīng)姓名序號(hào)一一對(duì)應(yīng)。微處理器將該索引數(shù)據(jù)表存入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元18。準(zhǔn)備就緒后，微處理器即通知使用者可以語音撥號(hào)。使用者欲使用該功能時(shí)，通過啟動(dòng)/關(guān)閉語音撥號(hào)按鍵啟動(dòng)，使用者對(duì)著麥克風(fēng)說出通話對(duì)象的姓名或電話號(hào)碼，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬語音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字語音信號(hào)，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(shí)別系統(tǒng)將檢測(cè)識(shí)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(shí)別系統(tǒng)自帶的特征數(shù)據(jù)列表比對(duì)，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(duì)應(yīng)的通訊錄中所存號(hào)碼的姓名序號(hào)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(hào)，通過耳機(jī)播放給使用者確認(rèn)，使用者確認(rèn)調(diào)取號(hào)碼無誤后再次按撥號(hào)按鍵，即自動(dòng)撥出電話。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(duì)稱設(shè)有兩個(gè)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(bào)警單元(14)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元(18)、聲控識(shí)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(cè)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(dāng)使用者頭部與桌面上放置的目標(biāo)物達(dá)到設(shè)定的合理拍攝角度時(shí)，報(bào)警提示使用者； 所述的微型攝像頭(4)用于測(cè)量自身與目標(biāo)物的距離并將距離信息發(fā)送給微處理器，當(dāng)兩個(gè)微型攝像頭測(cè)得的距離相等時(shí)，報(bào)警通知使用者啟動(dòng)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(hào)，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(shí)別系統(tǒng)(19)識(shí)別特征數(shù)據(jù)，然后到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元(18)中與事先存儲(chǔ)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(hào)碼，并播報(bào)給使用者確認(rèn)后自動(dòng)撥打該號(hào)碼； 所述的功能按鍵(15)用于打開/關(guān)閉微型攝像頭、啟動(dòng)/停止語音撥號(hào)、啟動(dòng)/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(cuò)誤識(shí)別軟件，用于識(shí)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(shí)提示使用者調(diào)整目標(biāo)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(jí)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(jī)(3)，耳機(jī)(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(gè)藍(lán)牙耳機(jī)，功能按鍵設(shè)置在藍(lán)牙耳機(jī)上，微處理器上設(shè)置有藍(lán)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(hào)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(chǔ)單元中存儲(chǔ)的聯(lián)系人語音特征數(shù)據(jù)是由聲控識(shí)別系統(tǒng)根據(jù)其特征數(shù)據(jù)列表對(duì)SIM卡通訊錄中每個(gè)名字的發(fā)音按照第一個(gè)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(gè)單元的特征數(shù)據(jù)信息和通訊錄中所存號(hào)碼的對(duì)應(yīng)姓名序號(hào)一一對(duì)應(yīng)。9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)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(jī)查閱使用 者的位置信息。
【文檔編號(hào)】G02C11/00GK105842879SQ201610204041
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月3日
【發(fā)明人】王思睿, 姜濼源, 孫海燕
【申請(qǐng)人】姜濼源, 王思睿, 孫海燕