題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于頭面部動(dòng)作檢測(cè)的算法研究與控制軟件--一款助殘軟件的實(shí)現(xiàn)
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目通過(guò)攝像頭捕捉并識(shí)別的頭面部動(dòng)作來(lái)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)而通過(guò)計(jì)算機(jī)與家庭自動(dòng)控制系統(tǒng)相結(jié)合來(lái)用頭面部動(dòng)作控制門窗、空調(diào)、電視等各種家居，從而給殘疾人帶來(lái)更多的便利，也給普通用戶帶來(lái)不同的體驗(yàn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)各類殘疾人總數(shù)為8296萬(wàn)人，其中上肢殘疾占14.12%。對(duì)于這些沒(méi)有胳膊的人來(lái)說(shuō)，使用電腦是一件困難的事。這款助殘軟件實(shí)現(xiàn)了用頭面部來(lái)對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行任何操作，完全無(wú)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(jì)算機(jī)。目前，此軟件能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)出15種相互獨(dú)立的頭部動(dòng)作，而且這些動(dòng)作可以相互組合，能夠提供足夠多的頭部動(dòng)作命令。 本項(xiàng)目具體實(shí)現(xiàn)了控制鼠標(biāo)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(shí)用的功能。同時(shí)，基于人性化原則，還設(shè)計(jì)了諸如操作幫助、系統(tǒng)設(shè)置等許多輔助功能。更值得一提的是，本項(xiàng)目已經(jīng)能應(yīng)用于家庭自動(dòng)控制系統(tǒng)中，使殘疾人只用頭部就能控制電視、空調(diào)等所有家庭設(shè)施，從而給他們帶來(lái)更多的便利。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)、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(dòng)作來(lái)開關(guān)門窗、控制電視機(jī)、空調(diào)等家具，并且用他們的頭面部動(dòng)作流暢的操作計(jì)算機(jī)。 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(guó)有各類殘疾人8296萬(wàn)，其中肢體殘疾人2412萬(wàn)，上肢殘疾人也有上千萬(wàn)。這些人無(wú)法使用他們的雙手，以致無(wú)法開門、開窗，控制電視機(jī)、空調(diào)等家居，更不用說(shuō)操控計(jì)算機(jī)。于是我們想到用頭面部動(dòng)作來(lái)操控計(jì)算機(jī)、并且控制這些家居。 此款助殘軟件已經(jīng)成功研發(fā)，通過(guò)此軟件，用戶可以完全不用手，只用頭面部動(dòng)作來(lái)流暢操作計(jì)算機(jī)，并且控制家居。能夠真正地幫助殘疾人逐步實(shí)現(xiàn)自理！ 創(chuàng)新點(diǎn)： 1) 通過(guò)頭面部動(dòng)作來(lái)控制計(jì)算機(jī)，進(jìn)而通過(guò)計(jì)算機(jī)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(lái)更好的體驗(yàn)。 3) 在算法方面，突破思維定勢(shì)，使用多線程和adboost算法相結(jié)合，把檢測(cè)速度由原來(lái)的每秒15幀提高到每秒30幀，提高檢測(cè)的效率。 4) 對(duì)用戶頭部運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，使操作更加流暢。 技術(shù)關(guān)鍵：采用adaboost目標(biāo)檢測(cè)算法對(duì)頭面部動(dòng)作進(jìn)行檢查，用多線程處理與adaboost算法相結(jié)合提高檢測(cè)率為原來(lái)的兩倍，對(duì)頭面部運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行預(yù)測(cè)。 技術(shù)指標(biāo)：目標(biāo)檢測(cè)速率30幀/秒（提高為原來(lái)的兩倍），各種頭面部動(dòng)作的正確檢測(cè)率均超過(guò)了90%。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 此軟件運(yùn)用了目標(biāo)檢測(cè)中速度最快，檢測(cè)率也非常高的adaboost算法并且對(duì)此算法進(jìn)行了改進(jìn)，使檢測(cè)速率提高為原來(lái)的兩倍。 近期的文章中提高的adaboost檢測(cè)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(yùn)動(dòng)軌跡的預(yù)測(cè)提高了幀數(shù)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 作品前期版本在2008年12月進(jìn)入“全國(guó)大學(xué)生軟件創(chuàng)新大賽”十強(qiáng) 并榮獲三等獎(jiǎng) 主辦單位 教育部國(guó)家示范性軟件學(xué)院建設(shè)工作辦公室 承辦單位 重慶大學(xué) 支持單位 重慶市信息產(chǎn)業(yè)局 贊助單位 太陽(yáng)（SUN）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司 2009年4月本校第十九屆“馮如杯”一等獎(jiǎng) 獲2009年微軟“創(chuàng)新杯”中國(guó)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(jiǎng)。 主辦單位：北京團(tuán)市委、北京市科委、北京市科協(xié)、北京市教委、北京市學(xué)聯(lián)聯(lián)合主辦。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 待定
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品,現(xiàn)場(chǎng)演示,圖片,錄像,樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 系統(tǒng)簡(jiǎn)單易操作，打開軟件后系統(tǒng)檢測(cè)到用戶后會(huì)一步一步對(duì)用戶進(jìn)行向?qū)АＳ脩舾鶕?jù)操作提示選擇不同的功能，能對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行流暢操作，在網(wǎng)絡(luò)家居自動(dòng)控制系統(tǒng)中控制門、窗、電視機(jī)、空 調(diào)等。 我們對(duì)檢查算法做了許多的優(yōu)化，操作靈敏度可與鼠標(biāo)鍵盤媲美。 此作品可解決上千萬(wàn)上肢殘疾人的計(jì)算機(jī)使用問(wèn)題，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)家居自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)合來(lái)對(duì)門、窗、電視機(jī)、空調(diào)等的控制，即用頭部在計(jì)算機(jī)上操作，計(jì)算機(jī)對(duì)控制控制系統(tǒng)中心設(shè)備 發(fā)送信號(hào)，中心設(shè)備再對(duì)各種家居發(fā)送信號(hào)，讓肢體殘疾人逐步自理，解決國(guó)家和社會(huì)面臨的一個(gè)非常迫切的問(wèn)題。目前我們正在進(jìn)一步研究對(duì)眼球和舌部的動(dòng)作的檢測(cè)，讓受益群體進(jìn)一步擴(kuò)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(wàn)的用戶群體必然能夠帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 根據(jù)調(diào)研，目前國(guó)內(nèi)外無(wú)類似的助殘軟件，我們正在籌備申請(qǐng)專利當(dāng)中。 基于視覺的用頭面部動(dòng)作來(lái)操控計(jì)算機(jī)的作品也未曾在市面上出現(xiàn)過(guò)。
