Decoding lip language using triboelectric sensors with deep learning.

计算机科学 摩擦电效应 解码方法 语音识别 人工智能
作者
Yijia Lu,Han Tian,Jia Cheng,Fei Zhu,Bin Liu,Shanshan Wei,Linhong Ji,Zhaona Wang
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:13 (1): 1401-1401
标识
DOI:10.1038/s41467-022-29083-0
摘要

Lip language is an effective method of voice-off communication in daily life for people with vocal cord lesions and laryngeal and lingual injuries without occupying the hands. Collection and interpretation of lip language is challenging. Here, we propose the concept of a novel lip-language decoding system with self-powered, low-cost, contact and flexible triboelectric sensors and a well-trained dilated recurrent neural network model based on prototype learning. The structural principle and electrical properties of the flexible sensors are measured and analysed. Lip motions for selected vowels, words, phrases, silent speech and voice speech are collected and compared. The prototype learning model reaches a test accuracy of 94.5% in training 20 classes with 100 samples each. The applications, such as identity recognition to unlock a gate, directional control of a toy car and lip-motion to speech conversion, work well and demonstrate great feasibility and potential. Our work presents a promising way to help people lacking a voice live a convenient life with barrier-free communication and boost their happiness, enriches the diversity of lip-language translation systems and will have potential value in many applications.

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