基于唇部检测与跟踪的智能轮椅交互技术

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智能轮椅作为移动机器人的一种,主要用来辅助老年人和残疾人弱化的机体功能,使他们成功获得生活能力,重新融入社会。近些年来,随着中国渐渐进入老龄化社会,智能轮椅的研究得到越来越多的关注。教育心理学表明:人获取的外界信息中83%来自视觉,11%来自听觉。因此,机器视觉和语音识别技术在智能轮椅多模人机交互中的应用是当今机器人和人工智能领域的一个研究热点和重点;智能轮椅唇读系统也是智能机器人领域人-机交互研究的一个重要研究领域。   本文对基于视频图像的唇部轮廓检测在智能轮椅中的应用进行了广泛而深入的探讨,通过实验验证了方法的有效性。本文的主要工作和创新成果集中在以下几个方面:   1.简要分析了唇动定位和跟踪中设计的相关理论,如可变模板法、色度差异分类算法、主动外观模型法等,为本文的研究提供理论支持。   2.分析讨论了唇动定位和跟踪中的一些关键问题。1)模板与实际嘴唇达到最佳匹配,就等价于能量函数的最小化问题。2)唇动特征提取时,我们要考虑到准确性、快速性、鲁棒性和实用性中的改善。   3.本系统在对唇读识别5个命令字(前进、后退、左转、右转、停止)使用HMM法进行识别的研究探讨。   4.唇动定位和跟踪检测系统与智能轮椅平台的联合调试实验验证了本论文所用方法的合理性,并进行了有益的探索。   本文的研究为智能轮椅交互技术在将来进行唇读系统与语音系统的数据融合工作奠定了基础。
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