2013年02月06日07:46 來源：科學時報 作者：劉軍發 陳益強
本期話題：殘疾人信息無障礙技術（下）
話題背景
世界人口的大約15%，即10億人患有不同程度的殘疾，但人們往往不知道世界上有這麽多殘疾人，也意識不到殘疾人所面臨的各種挑戰。
特別是隨著信息技術的日益發展，人類社會的信息化程度越來越高，包括盲人、聾啞人等在內的殘障人士和普通人之間的信息鴻溝也不斷擴大。
如何通過殘疾人信息無障礙技術的發展，為殘障人士打開通往信息世界的大門，已成為各國科研機構和企業研發的主要命題之一。
劉軍發 陳益強
聾啞殘疾人由於無法清楚地聽到外界聲音而不能順暢獲取信息，也無從表達自己的意願。因此，希望能和正常人一樣方便自由地和外界進行交互，是每一位聾啞殘疾人的願望。
信息技術的迅速發展從諸多方面為此問題的解決帶來契機。如在特教領域，可以通過豐富的投影視覺效果，即大量的圖片、動畫和視頻來加強對聾啞人的視覺刺激，以提高學習效率。
不過，這種常規性策略還遠遠不能達到順暢溝通的效果。相比之下，一些針對聾啞殘疾人特點的設備與系統則具有更好的效果。
服務聾啞人的信息技術
根據設備與系統對殘疾人的生理擾動程度，服務聾啞人的信息技術可以分為三個層次。
首先是非幹擾技術。該技術采用聾啞人能夠自然適應的交流方式，不僅對他們的正常生理和生活狀態不造成影響，還能讓聾啞人樂於采用這種方式進行交流。
如同正常人利用“語音”來實現日常交流、獲取信息一樣，聾啞殘疾人利用“手語”來與環境進行即時互動，獲取所需信息。隨著信息技術的發展，“手語合成”與“手語識別”技術研究正在為越來越多的聾啞人提供服務。
所謂“手語識別”，是指由聾啞人打出手語，計算機通過采集設備獲得聾啞人的手語數據，識別出手語含義，進而翻譯成語音，傳達給不懂手語的正常人。這樣，正常人就可以“聽懂手語”。
所謂“手語合成”，則是指由正常人通過語音表達自己的意圖，計算機將語音翻譯為手語並通過電腦中的虛擬人，以可視化的視頻動畫表現出來。這樣，聾啞人就可以“看懂聲音”。
目前，技術的成熟度和聾人的迫切需求主要集中在後一種技術方面，即手語合成技術。通過該技術，聾人可以借助屏幕中的虛擬人手語獲取許多及時信息。
其次是半幹擾技術。該技術采用佩戴設備的輔助方式，幫助殘疾人提高獲取信息的質量。這種方式以骨導助聽器和骨導耳機為典型案例。骨導助聽器或骨導耳機的原理是利用身體的骨骼器官而非傳統方式中的空氣來傳播聲波，並讓大腦“聆聽”到聲音。
傳統意義上的“聽”，是指人們講話的聲音、收音機的喇叭聲音、電視的喇叭聲音能使周圍空氣產生震動，外耳收集這些震動並將其傳導至人類的外耳道。聽覺器官將這些震動放大，使內耳淋巴液被激動，促使流體觸動聽覺神經，從而讓人聽到聲音。
而骨傳導聲波指的是“直接傳導震動”。這些振動不經過外耳道或中耳道，直接進入內耳道的蝸管。在到達蝸管時，這種震動能刺激在淋巴液中流動的聽覺神經。面向殘疾人的骨導式助聽器、骨傳導式耳機等，就是利用頭骨、皮膚甚至牙齒等骨骼器官的聲波傳導來感受聲音的。
第三種是幹擾性技術，該技術需要對人體進行一定程度的侵入性操作，采用電子信息化手段來彌補聽力器官的功能性缺失，此種技術以人工耳蝸為典型代表。
人工耳蝸亦稱為“人工電子耳”，是一種植入式聽覺輔助設備，其功能是使重度失聰的聾人產生一定的聲音知覺。與助聽器等其他類型的聽覺輔助設備不同，人工耳蝸的工作原理不是放大聲音，而是對位於耳蝸內功能尚完好的聽覺神經施加脈衝電刺激。大多數人工耳蝸設備由植入部分和體外部分組成。體外部分由麥克風、語音處理器以及用於向植入部分發送指令的信號發射器組成。
人工耳蝸的使用者主要可以分為語後成年人和語前兒童兩大類。歷史上，人工耳蝸最早成功應用於在學會說話後失聰的成年人，可以使他們在一定程度上恢復對語言和一些其他類型聲音的理解能力。
但是，如果失聰時間過長，病人的腦掌管聽覺的部分可能已經變作掌管其他功能。另有研究表明，較早接受人工耳蝸植入的案例成功的概率相比較晚植入的案例要高。此外，在青春期之前植入人工耳蝸，也可以對語言能力的改善產生一定的益處。
應用前景廣闊
目前，上述各種輔助技術都已進入實際應用。其中，手語作為類似於“語音”的自然方式，更加受到廣大聾人的歡迎。
我國也是較早進行手語合成應用的國家之一。從上世紀90年代開始，已經出現中國手語合成相關應用系統，主要在兩個方面進行應用。
一是在手語教學方面。“中國手語電子詞典”已通過捐贈方式成功應用於聾校教學。“中國手語奧運會常用語在線教學系統”作為2008年殘奧會誌願者必備學習軟件，已經成功服務於2008年北京殘奧會。在2010年上海世博會上，“生命陽光館”也為廣大助殘人士提供了服務。手語教學軟件可以讓人們在任意時間通過該軟件互動學習中國的手語表達。
二是在手語電視節目制作方面。目前的一款“三維虛擬人電視數字手語編輯系統”可以通過自動合成手語視頻字幕窗口，與電視節目同步播放。系統被2010年廣州亞運會采用，通過廣州電視臺向全國的觀眾提供了手語字幕服務。同時，該系統已經在國內10多家電視臺正式使用。
相比中國手語合成系統，骨導助聽器與人工耳蝸等電子產品由於成本原因或應用復雜，僅僅只為少數人使用，尤其對於人工耳蝸設備而言更是如此。由於其價格昂貴，在數萬元人民幣左右，同時需要對病人進行植入手術，目前采用這項輔助技術的聾人還很少。
此外，關於人工耳蝸的使用還存在一些倫理爭議。一些社會群體對人工耳蝸持反對意見。這些社會群體主要由自幼失聰，並且接受手語教育的聾人組成。他們並不認為耳聾是一種需要治愈的疾病，而認為使用手語也可以正常生活。
總體而言，信息技術仍然在不斷進步，並且不斷為聾啞人提供更新服務。除了上述的幾種信息輔助技術，現在手機也開始提供支持。例如，已有一種安卓手機聲音控制系統，通過聾人的手機應用系統來幫助他們辨別聲音的方向，提高聽辨能力。
另外，傳統的中國手語合成技術在合成動畫的自然性和平滑度方面也有待進一步提升。骨導助聽器、人工耳蝸等電子輔助器具則還需要在銷售成本和操作復雜度方面提供更符合廣大聾人群體的實用性產品，才能更好地幫助聾人融入社會，造福弱勢群體。
（劉軍發系中科院計算技術研究所副研究員，陳益強系中科院計算技術研究所普適計算研究中心副主任、研究員）
《中國科學報》 (2013-02-06 第2版 技術經濟周刊)
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