一种手语翻译系统技术方案

一种手语翻译系统，其主要组成为：　　　　将手语动作转变成为电子信号的装置，连接一信号前置处理电路，以将手部的弯曲变化特征转换成电信号；一终端计算机，包括有语言分析系统、语音合成系统，显示系统以及发声系统；　　　　其中将手语动作转变成为电子信号的装置为若干指套，其相应手部关节处固定有一传感器，以将手部的弯曲变化特征转换成电信号；　　　　该信号前置处理电路包括有：　　　　与传感器数量相应的桥式电路，以将传感器变化的电阻值转换为电信号；　　　　一信号放大电路，以将上述信号放大；　　　　一Ａ／Ｄ转换器，将放大的电信号转换成数字量；　　　　　一前置单片机，通过串口获取Ａ／Ｄ转换器的数字量，并通过串口互连一终端计算机，将前述的手语翻译成语音或文字；　　　　所述传感器是将一应变计设置在一薄金属片上组成。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将聋哑人的手语转换成语音或文字的翻译系统，具体地说涉及一种将聋哑人的手语转换成语音或文字的便携式手语翻译系统。
技术介绍
聋哑人因其生理上的缺陷，只能通过其手语向他人表达自己的意愿，而绝大多数生理正常的人很少有学过手语的，因此，不容易了解聋哑人的意愿和要求。常常可以看见的现象是通过纸和笔进行交流。但这种方法非常不方便，由于不可能书写太多内容，因此交流内容受到局限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种手套式便携手语翻译系统，可将手语翻译成正常人可以听到的语音或是可以看到的文字。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下将手部的弯曲变化特征转换成电信号，通过信号前置处理电路对该信号经过整形和放大，A/D转换成数字量，由计算机进行后续处理。本专利技术的信号前置处理电路主要包括有输入传感器信号的桥式电路、信号放大电路、A/D转换电路以及一个前置单片机。对电信号的后续处理电路为一终端计算机，包括有语音系统、液晶屏显示系统以及语音合成系统，其中语音系统为一个语音控制合成芯片，将事先录制、分类、制作好的语音元素分段存储在语音库存储单元中。当前置单片机确定某个语音后，通过芯片控制对语音库存储单元进行合成算法运算以及相关查询和调用。该操作的速度完全满足正常人的正常语速。信号前置处理电路与终端计算机之间利用串口进行通讯，其通讯协议满足传输大量分类实时数据的要求，由终端计算机转换成正常人能够听懂的语音或者在显示屏上显示内容。本专利技术将手指语动作转变成为电子信号的装置是将传感器固定在手套上相对手部各关节处，如手指的某关节处或手腕关节处，形成数据手套。该传感器的结构是将应变计设置在一薄金属片上组成，该应变计具有变形量大，疲劳寿命长，线性好，温度效应小的特点。各应变计分别作为各自桥路的一部分，通过差分的方式输入信号前置处理电路。本专利技术信号前置处理电路的前置单片机，通过串口获取所述数据手套的有效数据，并控制语音系统进行文字编码到语音的转换。该前置处理电路的电信号随最大动作幅度的变化量很小，其变化量绝对值在0.1mv左右，为了正确感知这样的微小信号，又要保证不受各种外来干扰的影响，本专利技术采用的信号调理放大电路，其放大倍数可达1万倍以上，而温漂小于5ppm。本专利技术的A/D转换器的核心器件是一个高速串行A/D芯片，其要求一是保证本专利技术的实时性要求，二是管脚应较少，能减小电子装置的体积。本专利技术的信号前置处理电路可分为两种一种是便携式装置，扣设在腕部，与数据手套相连接，并通过一根电缆与便携式计算机连接。这里所说的便携式计算机为一单片机。一种是将该信号前置处理电路设置在台式计算机，通过电缆与数据手套联接，并根据数据手套的数据进行分析处理和模式识别，最终转换成字、词以及完整的句子，也可以在屏幕上显示或者发出声音。本专利技术所述的语音系统，其核心为语音控制合成芯片，将事先录制、分类、制作好的语音元素存储在语音库存储单元中。当前置单片机确定某个语音后，通过芯片控制将语音或者语音串的编码传递给语音合成芯片，再由语音合成芯片完成语音合成算法以及对语音库存储单元的分段查询和调用。本专利技术的语音库中可以存储各种语言，如国内汉族以及其它少数民族的语言和文字，还可以存储各种外国语言和文字，如英文、日文、德文、法文、韩文、俄文、西班牙文等。附图说明图1为本专利技术原理示意图。图2为实施例的数据手套结构示意图。图3a、图3b、图3c分别为实施例的数据手套中传感器结构示意图。图4为实施例的应变传感器桥式电路。图5为实施例的信号放大电路的电原理图。图6为整个信号放大电路的电原理图。图7为A/D转换电路的芯片示意图。图8为实施例的A/D转换电路的电原理图。图9为实施例的计算机接口电路。图10为实施例的串口输出电路。图11为信号前置处理主流程图。图12为A/D转换器与前置单片机的串口中断服务程序主流程图。图13为前置单片机数据采集流程图。图14为终端计算机进行模式识别，将数据向量转变为动作编码的流程图。图15为终端计算机将声母和韵母合成字、词以及短语的流程图。图16为终端计算机串口数据接收流程图。图17为终端计算机声韵判断主流程图。具体实施例方式请参阅图1。本专利技术的基本技术方案如下当使用者按某些约定的手语动作，戴在其手部上的电子装置的电阻值产生变化，该变化的信号由信号放大器进行放大，并经A/D转换后由前置单片机处理；由通讯协议将处理后的信号再传至终端计算机处理，相应地以文字或语音等方式传送出来。图1显示了本专利技术的基本原理。用于将聋哑人的手指语动作转变成为电子信号的装置为一数据手套。该手套在本例中为指套，当然也可以作成类似体育运动中戴的护腕形式。该指套1用富有弹性的莱卡面料制成，指套1上固定有传感器2，传感器2附有引线3。如图2所示。结合参阅图3。指套1上的传感器2是如图3a中的应变计2贴合在一薄金属片1，引线3连接信号前置处理板。本专利技术的传感器2还可以有图3b和图3c两种形式，即使用两个或两个以上的短的应变计贴在同一条薄金属片1上，可以如图3a中采集手指的第二或者第三关节的弯曲变化量，也可以同时采集手指第二和第三关节的变化量，并如图3b中将两个关节的变化量串联在一起得到整个手指弯曲产生的变化量，输入前置处理电路，也可以如图3c中将每个关节的弯曲变化量单独接出来，输入前置处理电路。本例采用的应变计2为日本生产的应变计，薄金属片1为0.8mm的薄钢板。本例中的指套1共有5个，分别戴在任何一只手上的5个手指关节处，至于戴在手指的第几关节处均可以。当手指弯曲时，会使应变计2的电阻值发生变化，产生的电阻变化送到前置处理电路。本专利技术的信号前置处理电路主要包括有与指套1数量相对应的输入传感器信号的桥式电路、信号放大电路、A/D转换电路以及一个前置单片机。请参阅图4。在本专利技术中，5个传感器2分别作为各自桥路的一部分，通过差分的方式输入应变传感器的桥式电路。因为应变计4输入的电信号随最大动作幅度的变化量很小，其变化量绝对值在0.1mv左右，为了正确感知这样的微小信号，又要保证不受各种外来干扰的影响，本例使用放大器MAX4078，放大倍数达1万倍以上，而温漂小于5ppm。图5所示为一个指套连接的放大电路。图6为整个信号放大电路图。放大信号连接A/D转换电路，本例采用的是一个高速串行8位8通道A/D芯片(MAX1110)，其一方面保证本专利技术的实时性要求，另一方面由于串行芯片的特点是管脚较少，因而减小了本专利技术的电子装置体积。A/D转换电路芯片见图7，A/D转换电路的电原理见图8。A/D转换后得到的数字信息通过串口传至前置单片机，所说的前置单片机是相对后述终端计算机而言，该前置单片机主要是循环采集所有指套1上的传感器2经前置处理电路、A/D转换后得到的数字信息，利用有效数据进行模式识别，将数字信息转换成字、词等有实际意义的编码元素，然后将这些字、词组合成为完整的句子。该前置单片机还将控制语音系统进行文字编码到语音的转换。本例中的前置单片机为一片89C51单片机，该芯片如图9所示，其特点是体积小，功能强大，计算速度快，时钟频率高达24MHz，平均指令执行周期不足lus。有关A/D转换电路与前置单片机之间的串口输出电路见图10，信号前置处理电路其工作的主流程如图11和图12所示。本例中所描述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓毅，姜平，陈绩，
申请(专利权)人：徐晓毅，姜平，陈绩，
类型：发明
国别省市：