20220417-挑战杯终审-基于断层扫描的穿戴式手势识别1
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2022-08-08
20:11:50
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基于断层扫描的穿戴式手势识别
万雪鸽 张庭梁 王喆隆 林易佳 粟艺薇
一、概述
本项目旨在设计一款可以实现手语实时翻译的手势识别智能手环，帮助手语使用者在
日常生活中与其他语言使用者进行顺畅的交流。我们提出了一种基于断层扫描的穿戴式手
势识别，借鉴借鉴 CT、PET、MRI（核磁共振）医学影像设备使用的断层扫描算法，通过
环状排布的电极采集阻抗信息逆推肌肉收缩情况，从而实现使用可穿戴手环识别手势，进
一步结合手臂状态实现手语实时翻译。有着广阔的应用前景、众多的目标用户和较大的社
会价值。
产品概念图 初代实体图
二、项目背景
1 数量庞大的目标群体
根据全国第二次残疾人抽样调查数据，中国有 2700 万以上的聋哑人，大约占全国人口
的 2%，这一数字还在不断增长，另据 WHO 估计，到 2050 年，全球将有超过 7 亿人，即
十分之一人口，发生残疾性听力损失。但我们在生活中很少见到他们，一个重要的原因就
是听觉功能障碍者或言语功能障碍者使用手语作为常用的沟通方式，手语作为一种独立语
言，学习成本较高，虽然我国信息无障碍领域的投入在逐渐增加，但全国致力于听障者专
业服务人士仍只有约一万名，大部分公共服务没有配备专门的便利设施。所以我们急需一
款能够打通中英文使用者和手语使用者之间语言屏障的产品出现，来帮助手语使用者更好
的融入社会。
2 当前手势识别技术的局限性
由于 VR 技术的兴起，近年来国内外研究机构和企业逐渐开始关注手识别，目前手势
识别的方法主要分为肌电传感、摄像头图像识别、弯曲传感等几个方向，但是目前这些方
法都存在一些问题导致他们不能被用在我们这一应用场景中，具体来说是肌电不准确、相
机需要外置、弯曲传感体积太大而且不鲁棒。
而手语翻译的核心问题在于手势识别。目前到手势识别方式包括机电传感，摄像头图
像识别，弯曲传感等方式。但是存在肌电信号不准确，相机需要外置，弯曲传感体积太大
而且鲁棒性低等问题。以这款目前已经生产并使用的产品为例，如果想要获得精准的识
别，需要有复杂的设备 清晰的光源和固定的场景
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