基本信息
- 項目名稱：
- 基于頭面部動作檢測的算法研究與控制軟件--一款助殘軟件的實現(xiàn)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本項目通過攝像頭捕捉并識別的頭面部動作來控制計算機進而通過計算機與家庭自動控制系統(tǒng)相結合來用頭面部動作控制門窗、空調、電視等各種家居，從而給殘疾人帶來更多的便利，也給普通用戶帶來不同的體驗。
- 詳細介紹：
- 據(jù)統(tǒng)計，全國各類殘疾人總數(shù)為8296萬人，其中上肢殘疾占14.12%。對于這些沒有胳膊的人來說，使用電腦是一件困難的事。這款助殘軟件實現(xiàn)了用頭面部來對計算機進行任何操作，完全無需手的幫助，從而使上肢殘疾人也能也能像常人一樣流暢的操控計算機。目前，此軟件能夠準確的檢測出15種相互獨立的頭部動作，而且這些動作可以相互組合，能夠提供足夠多的頭部動作命令。 本項目具體實現(xiàn)了控制鼠標鍵盤、輔助閱覽、頸部操游戲、控制賽車游戲等一系列重要而實用的功能。同時，基于人性化原則，還設計了諸如操作幫助、系統(tǒng)設置等許多輔助功能。更值得一提的是，本項目已經能應用于家庭自動控制系統(tǒng)中，使殘疾人只用頭部就能控制電視、空調等所有家庭設施，從而給他們帶來更多的便利。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 作品設計、發(fā)明的目的：此軟件是一款助殘軟件，為了能夠讓那些不能使用雙手的殘疾人用他們的頭面部動作來開關門窗、控制電視機、空調等家具，并且用他們的頭面部動作流暢的操作計算機。 創(chuàng)作思路：去年暑假我們有幸成為殘奧志愿者，這讓我們更深入的了解了殘疾人。我國有各類殘疾人8296萬，其中肢體殘疾人2412萬，上肢殘疾人也有上千萬。這些人無法使用他們的雙手，以致無法開門、開窗，控制電視機、空調等家居，更不用說操控計算機。于是我們想到用頭面部動作來操控計算機、并且控制這些家居。 此款助殘軟件已經成功研發(fā)，通過此軟件，用戶可以完全不用手，只用頭面部動作來流暢操作計算機，并且控制家居。能夠真正地幫助殘疾人逐步實現(xiàn)自理！ 創(chuàng)新點： 1) 通過頭面部動作來控制計算機，進而通過計算機控制各種家居，能夠幫助上肢殘疾人完成一些日常工作，讓他們的生活能夠逐步自理。 2) 給普通用戶提供了一種全新的控制電腦的方式，給他們帶來更好的體驗。 3) 在算法方面，突破思維定勢，使用多線程和adboost算法相結合，把檢測速度由原來的每秒15幀提高到每秒30幀，提高檢測的效率。 4) 對用戶頭部運動軌跡進行動態(tài)預測，使操作更加流暢。 技術關鍵：采用adaboost目標檢測算法對頭面部動作進行檢查，用多線程處理與adaboost算法相結合提高檢測率為原來的兩倍，對頭面部運動軌跡進行預測。 技術指標：目標檢測速率30幀/秒（提高為原來的兩倍），各種頭面部動作的正確檢測率均超過了90%。
科學性、先進性
- 此軟件運用了目標檢測中速度最快，檢測率也非常高的adaboost算法并且對此算法進行了改進，使檢測速率提高為原來的兩倍。 近期的文章中提高的adaboost檢測速率最高為15幀/秒，而我們作品中的檢查速率為30幀/秒。 采用頭部運動軌跡的預測提高了幀數(shù)。
獲獎情況及鑒定結果
- 作品前期版本在2008年12月進入“全國大學生軟件創(chuàng)新大賽”十強 并榮獲三等獎 主辦單位 教育部國家示范性軟件學院建設工作辦公室 承辦單位 重慶大學 支持單位 重慶市信息產業(yè)局 贊助單位 太陽（SUN）計算機系統(tǒng)（中國）有限公司 2009年4月本校第十九屆“馮如杯”一等獎 獲2009年微軟“創(chuàng)新杯”中國賽區(qū)總決賽前三名 主辦單位：微軟公司 2009年首都“挑戰(zhàn)杯”特等獎。 主辦單位：北京團市委、北京市科委、北京市科協(xié)、北京市教委、北京市學聯(lián)聯(lián)合主辦。
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 待定
作品可展示的形式
- 實物、產品,現(xiàn)場演示,圖片,錄像,樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 系統(tǒng)簡單易操作，打開軟件后系統(tǒng)檢測到用戶后會一步一步對用戶進行向導。用戶根據(jù)操作提示選擇不同的功能，能對計算機進行流暢操作，在網(wǎng)絡家居自動控制系統(tǒng)中控制門、窗、電視機、空 調等。 我們對檢查算法做了許多的優(yōu)化，操作靈敏度可與鼠標鍵盤媲美。 此作品可解決上千萬上肢殘疾人的計算機使用問題，并且已經實現(xiàn)與網(wǎng)絡家居自動控制系統(tǒng)結合來對門、窗、電視機、空調等的控制，即用頭部在計算機上操作，計算機對控制控制系統(tǒng)中心設備 發(fā)送信號，中心設備再對各種家居發(fā)送信號，讓肢體殘疾人逐步自理，解決國家和社會面臨的一個非常迫切的問題。目前我們正在進一步研究對眼球和舌部的動作的檢測，讓受益群體進一步擴大，讓 全身癱瘓的殘疾人也可以完成上面提到的那些操作。 上千萬的用戶群體必然能夠帶來很好的經濟效益。
同類課題研究水平概述
- 根據(jù)調研，目前國內外無類似的助殘軟件，我們正在籌備申請專利當中。 基于視覺的用頭面部動作來操控計算機的作品也未曾在市面上出現(xiàn)過。
