本期話題：殘疾人信息無(wú)障礙技術(shù)（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么多殘疾人，也意識(shí)不到殘疾人所面臨的各種挑戰(zhàn)。

特別是隨著信息技術(shù)的日益發(fā)展，人類社會(huì)的信息化程度越來(lái)越高，包括盲人、聾啞人等在內(nèi)的殘障人士和普通人之間的信息鴻溝也不斷擴(kuò)大。

如何通過(guò)殘疾人信息無(wú)障礙技術(shù)的發(fā)展，為殘障人士打開通往信息世界的大門，已成為各國(guó)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)研發(fā)的主要命題之一。

■劉軍發(fā) 陳益強(qiáng)

聾啞殘疾人由于無(wú)法清楚地聽到外界聲音而不能順暢獲取信息，也無(wú)從表達(dá)自己的意愿。因此，希望能和正常人一樣方便自由地和外界進(jìn)行交互，是每一位聾啞殘疾人的愿望。

信息技術(shù)的迅速發(fā)展從諸多方面為此問(wèn)題的解決帶來(lái)契機(jī)。如在特教領(lǐng)域，可以通過(guò)豐富的投影視覺(jué)效果，即大量的圖片、動(dòng)畫和視頻來(lái)加強(qiáng)對(duì)聾啞人的視覺(jué)刺激，以提高學(xué)習(xí)效率。

不過(guò)，這種常規(guī)性策略還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到順暢溝通的效果。相比之下，一些針對(duì)聾啞殘疾人特點(diǎn)的設(shè)備與系統(tǒng)則具有更好的效果。

服務(wù)聾啞人的信息技術(shù)

根據(jù)設(shè)備與系統(tǒng)對(duì)殘疾人的生理擾動(dòng)程度，服務(wù)聾啞人的信息技術(shù)可以分為三個(gè)層次。

首先是非干擾技術(shù)。該技術(shù)采用聾啞人能夠自然適應(yīng)的交流方式，不僅對(duì)他們的正常生理和生活狀態(tài)不造成影響，還能讓聾啞人樂(lè)于采用這種方式進(jìn)行交流。

如同正常人利用“語(yǔ)音”來(lái)實(shí)現(xiàn)日常交流、獲取信息一樣，聾啞殘疾人利用“手語(yǔ)”來(lái)與環(huán)境進(jìn)行即時(shí)互動(dòng)，獲取所需信息。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，“手語(yǔ)合成”與“手語(yǔ)識(shí)別”技術(shù)研究正在為越來(lái)越多的聾啞人提供服務(wù)。

所謂“手語(yǔ)識(shí)別”，是指由聾啞人打出手語(yǔ)，計(jì)算機(jī)通過(guò)采集設(shè)備獲得聾啞人的手語(yǔ)數(shù)據(jù)，識(shí)別出手語(yǔ)含義，進(jìn)而翻譯成語(yǔ)音，傳達(dá)給不懂手語(yǔ)的正常人。這樣，正常人就可以“聽懂手語(yǔ)”。

所謂“手語(yǔ)合成”，則是指由正常人通過(guò)語(yǔ)音表達(dá)自己的意圖，計(jì)算機(jī)將語(yǔ)音翻譯為手語(yǔ)并通過(guò)電腦中的虛擬人，以可視化的視頻動(dòng)畫表現(xiàn)出來(lái)。這樣，聾啞人就可以“看懂聲音”。

目前，技術(shù)的成熟度和聾人的迫切需求主要集中在后一種技術(shù)方面，即手語(yǔ)合成技術(shù)。通過(guò)該技術(shù)，聾人可以借助屏幕中的虛擬人手語(yǔ)獲取許多及時(shí)信息。

其次是半干擾技術(shù)。該技術(shù)采用佩戴設(shè)備的輔助方式，幫助殘疾人提高獲取信息的質(zhì)量。這種方式以骨導(dǎo)助聽器和骨導(dǎo)耳機(jī)為典型案例。骨導(dǎo)助聽器或骨導(dǎo)耳機(jī)的原理是利用身體的骨骼器官而非傳統(tǒng)方式中的空氣來(lái)傳播聲波，并讓大腦“聆聽”到聲音。

傳統(tǒng)意義上的“聽”，是指人們講話的聲音、收音機(jī)的喇叭聲音、電視的喇叭聲音能使周圍空氣產(chǎn)生震動(dòng)，外耳收集這些震動(dòng)并將其傳導(dǎo)至人類的外耳道。聽覺(jué)器官將這些震動(dòng)放大，使內(nèi)耳淋巴液被激動(dòng)，促使流體觸動(dòng)聽覺(jué)神經(jīng)，從而讓人聽到聲音。

而骨傳導(dǎo)聲波指的是“直接傳導(dǎo)震動(dòng)”。這些振動(dòng)不經(jīng)過(guò)外耳道或中耳道，直接進(jìn)入內(nèi)耳道的蝸管。在到達(dá)蝸管時(shí)，這種震動(dòng)能刺激在淋巴液中流動(dòng)的聽覺(jué)神經(jīng)。面向殘疾人的骨導(dǎo)式助聽器、骨傳導(dǎo)式耳機(jī)等，就是利用頭骨、皮膚甚至牙齒等骨骼器官的聲波傳導(dǎo)來(lái)感受聲音的。

第三種是干擾性技術(shù)，該技術(shù)需要對(duì)人體進(jìn)行一定程度的侵入性操作，采用電子信息化手段來(lái)彌補(bǔ)聽力器官的功能性缺失，此種技術(shù)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(jué)輔助設(shè)備，其功能是使重度失聰?shù)拿@人產(chǎn)生一定的聲音知覺(jué)。與助聽器等其他類型的聽覺(jué)輔助設(shè)備不同，人工耳蝸的工作原理不是放大聲音，而是對(duì)位于耳蝸內(nèi)功能尚完好的聽覺(jué)神經(jīng)施加脈沖電刺激。大多數(shù)人工耳蝸設(shè)備由植入部分和體外部分組成。體外部分由麥克風(fēng)、語(yǔ)音處理器以及用于向植入部分發(fā)送指令的信號(hào)發(fā)射器組成。

人工耳蝸的使用者主要可以分為語(yǔ)后成年人和語(yǔ)前兒童兩大類。歷史上，人工耳蝸?zhàn)钤绯晒?yīng)用于在學(xué)會(huì)說(shuō)話后失聰?shù)某赡耆?，可以使他們?cè)谝欢ǔ潭壬匣謴?fù)對(duì)語(yǔ)言和一些其他類型聲音的理解能力。

但是，如果失聰時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，病人的腦掌管聽覺(jué)的部分可能已經(jīng)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(duì)語(yǔ)言能力的改善產(chǎn)生一定的益處。

應(yīng)用前景廣闊

目前，上述各種輔助技術(shù)都已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用。其中，手語(yǔ)作為類似于“語(yǔ)音”的自然方式，更加受到廣大聾人的歡迎。

世界上已有多個(gè)國(guó)家在研究和使用基于本國(guó)語(yǔ)言的手語(yǔ)合成系統(tǒng)，包括美國(guó)、日本、德國(guó)、南非、希臘、意大利、西班牙、法國(guó)等。

我國(guó)也是較早進(jìn)行手語(yǔ)合成應(yīng)用的國(guó)家之一。從上世紀(jì)90年代開始，已經(jīng)出現(xiàn)中國(guó)手語(yǔ)合成相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)，主要在兩個(gè)方面進(jìn)行應(yīng)用。

一是在手語(yǔ)教學(xué)方面?！爸袊?guó)手語(yǔ)電子詞典”已通過(guò)捐贈(zèng)方式成功應(yīng)用于聾校教學(xué)?！爸袊?guó)手語(yǔ)奧運(yùn)會(huì)常用語(yǔ)在線教學(xué)系統(tǒng)”作為2008年殘奧會(huì)志愿者必備學(xué)習(xí)軟件，已經(jīng)成功服務(wù)于2008年北京殘奧會(huì)。在2010年上海世博會(huì)上，“生命陽(yáng)光館”也為廣大助殘人士提供了服務(wù)。手語(yǔ)教學(xué)軟件可以讓人們?cè)谌我鈺r(shí)間通過(guò)該軟件互動(dòng)學(xué)習(xí)中國(guó)的手語(yǔ)表達(dá)。

二是在手語(yǔ)電視節(jié)目制作方面。目前的一款“三維虛擬人電視數(shù)字手語(yǔ)編輯系統(tǒng)”可以通過(guò)自動(dòng)合成手語(yǔ)視頻字幕窗口，與電視節(jié)目同步播放。系統(tǒng)被2010年廣州亞運(yùn)會(huì)采用，通過(guò)廣州電視臺(tái)向全國(guó)的觀眾提供了手語(yǔ)字幕服務(wù)。同時(shí)，該系統(tǒng)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)10多家電視臺(tái)正式使用。

相比中國(guó)手語(yǔ)合成系統(tǒng)，骨導(dǎo)助聽器與人工耳蝸等電子產(chǎn)品由于成本原因或應(yīng)用復(fù)雜，僅僅只為少數(shù)人使用，尤其對(duì)于人工耳蝸設(shè)備而言更是如此。由于其價(jià)格昂貴，在數(shù)萬(wàn)元人民幣左右，同時(shí)需要對(duì)病人進(jìn)行植入手術(shù)，目前采用這項(xiàng)輔助技術(shù)的聾人還很少。

此外，關(guān)于人工耳蝸的使用還存在一些倫理爭(zhēng)議。一些社會(huì)群體對(duì)人工耳蝸持反對(duì)意見。這些社會(huì)群體主要由自幼失聰，并且接受手語(yǔ)教育的聾人組成。他們并不認(rèn)為耳聾是一種需要治愈的疾病，而認(rèn)為使用手語(yǔ)也可以正常生活。

總體而言，信息技術(shù)仍然在不斷進(jìn)步，并且不斷為聾啞人提供更新服務(wù)。除了上述的幾種信息輔助技術(shù)，現(xiàn)在手機(jī)也開始提供支持。例如，已有一種安卓手機(jī)聲音控制系統(tǒng)，通過(guò)聾人的手機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)幫助他們辨別聲音的方向，提高聽辨能力。

另外，傳統(tǒng)的中國(guó)手語(yǔ)合成技術(shù)在合成動(dòng)畫的自然性和平滑度方面也有待進(jìn)一步提升。骨導(dǎo)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(fù)雜度方面提供更符合廣大聾人群體的實(shí)用性產(chǎn)品，才能更好地幫助聾人融入社會(huì)，造福弱勢(shì)群體。

（劉軍發(fā)系中科院計(jì)算技術(shù)研究所副研究員，陳益強(qiáng)系中科院計(jì)算技術(shù)研究所普適計(jì)算研究中心副主任、研究員）

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2013-02-06 第2版 技術(shù)經(jīng)濟(jì)周刊)

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