一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種人機(jī)交互平臺(tái)的幼兒識(shí)圖方法，尤其是涉及一種通過(guò)對(duì)新數(shù)據(jù)進(jìn) 行自動(dòng)標(biāo)記以擴(kuò)充內(nèi)容的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)取得了突破性發(fā)展，如，在硬件設(shè)備方 面，高性能、低成本、低功耗的計(jì)算機(jī)平臺(tái)得到快速發(fā)展，智能手機(jī)等終端設(shè)備得到廣泛應(yīng) 用;在網(wǎng)絡(luò)通信方面，Wifi、3G、4G的普及使人們可以隨時(shí)隨地通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)高速傳輸數(shù)據(jù)； 在語(yǔ)音識(shí)別方面，Google、微軟、百度等公司開(kāi)發(fā)的語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)對(duì)中文或英文的識(shí)別率高 達(dá)95%以上;在圖像識(shí)別方面，人體檢測(cè)與人臉識(shí)別技術(shù)趨于成熟并大量應(yīng)用。這此技術(shù)的 發(fā)展為智能服務(wù)型機(jī)器人的研發(fā)和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。目前，機(jī)器人的應(yīng)用正從過(guò)去的專業(yè) 化領(lǐng)域逐大擴(kuò)展到人們的目常生活領(lǐng)域，特別是可提供陪護(hù)、早教等服務(wù)的智能服務(wù)型機(jī) 器人正成為應(yīng)用熱點(diǎn)。
[0003] 但是，現(xiàn)有的服務(wù)型機(jī)器人在智能化程度、服務(wù)內(nèi)容上仍然存在很大的提升空間。 例如，在對(duì)不同物體的圖像識(shí)別方面，需要大量帶標(biāo)記的樣本數(shù)據(jù)庫(kù)用于訓(xùn)練，而采集這些 數(shù)據(jù)本身的工作量非常龐大，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是少數(shù)人就能完成的工 作，這是影響機(jī)器人識(shí)別能力、智能水平的重要原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法，具有智能、 自動(dòng)、實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)，采用本發(fā)明方法的智能機(jī)器人可自動(dòng)對(duì)無(wú)標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、標(biāo)記，并 將其轉(zhuǎn)化為標(biāo)記數(shù)據(jù)，以擴(kuò)充數(shù)據(jù)容量，提升機(jī)器人的智能化水平。
[0005] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中服務(wù)型機(jī)器人在對(duì)不同物體的圖像識(shí)別方面，需要采集大量帶 標(biāo)記的樣本數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且影響機(jī)器人識(shí)別能力和智能水平的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā) 明提供了一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法，其中人機(jī)交互平臺(tái)包括服務(wù)器單 元和多個(gè)客戶端單元，服務(wù)器單元和客戶端單元通過(guò)有線或無(wú)線方式通信，所述幼兒識(shí)圖 及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法包括以下步驟：
[0006] -、將初始化數(shù)據(jù)存入服務(wù)器單元的數(shù)據(jù)庫(kù)中，初始化數(shù)據(jù)包括物體圖像和對(duì)應(yīng) 的物體名稱;將初始化數(shù)據(jù)劃分為A類數(shù)據(jù)并為A類數(shù)據(jù)的每一張物體圖像分配唯一編號(hào)， 所述編號(hào)用于標(biāo)識(shí)該物體圖像；
[0007]二、通過(guò)客戶端單元拍攝物體圖像或從網(wǎng)絡(luò)獲取物體圖像，將拍攝或從網(wǎng)絡(luò)獲取 的物體圖像上傳至服務(wù)器單元的數(shù)據(jù)庫(kù)中；將拍攝或從網(wǎng)絡(luò)獲取的物體圖像劃分為B類數(shù) 據(jù)并為B類數(shù)據(jù)的每一張物體圖像分配唯一編號(hào)，所述編號(hào)用于識(shí)別該物體圖像；
[0008] 三、人機(jī)交互參與者通過(guò)客戶端單元隨機(jī)載入服務(wù)器單元數(shù)據(jù)庫(kù)中的A類數(shù)據(jù)或B 類數(shù)據(jù)的物體圖像，并根據(jù)載入的物體圖像回答對(duì)應(yīng)的物體名稱；
[0009] 四、針對(duì)一次人機(jī)交互過(guò)程載入A類數(shù)據(jù)的物體圖像數(shù)，根據(jù)人機(jī)交互參與者的回 答正確與否計(jì)算所得成績(jī)分?jǐn)?shù)，并記錄人機(jī)交互參與者針對(duì)B類數(shù)據(jù)的每一張物體圖像回 答的物體名稱；
[0010] 五、將步驟四獲得的成績(jī)分?jǐn)?shù)和人機(jī)交互參與者針對(duì)B類數(shù)據(jù)的每一張物體圖像 回答的物體名稱一并上傳至服務(wù)器單元，作為該次人機(jī)交互過(guò)程返回的人機(jī)交互結(jié)果；
[0011] 六、依照步驟一至步驟五的方式，將所有通過(guò)客戶端單元參與人機(jī)交互過(guò)程的結(jié) 果上傳至服務(wù)器單元；
[0012] 七、針對(duì)B類數(shù)據(jù)的某一物體圖像，根據(jù)多次或多個(gè)人機(jī)交互過(guò)程的結(jié)果分別計(jì)算 每次人機(jī)交互過(guò)程所得成績(jī)分?jǐn)?shù)的權(quán)值，并依據(jù)權(quán)值的大小確定該張物體圖像的最終物體 名稱；
[0013] 八、根據(jù)步驟七獲得的某張B類數(shù)據(jù)物體圖像的最終物體名稱，對(duì)該張B類數(shù)據(jù)的 物體圖像進(jìn)行標(biāo)記，將其從B類數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為A類數(shù)據(jù)。
[0014] 進(jìn)一步的，本發(fā)明一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法，其中，在上述步 驟四中，所述針對(duì)一次人機(jī)交互過(guò)程載入A類數(shù)據(jù)的物體圖像數(shù)，根據(jù)人機(jī)交互參與者的回 答正確與否計(jì)算所得成績(jī)分?jǐn)?shù)，具體包括以下步驟：
[0015] (一)通過(guò)累加計(jì)算該次人機(jī)交互過(guò)程載入A類數(shù)據(jù)的物體圖像總數(shù)，并記錄為m;
[0016] (二)依據(jù)載入每張A類數(shù)據(jù)的物體圖像的編號(hào)，將人機(jī)交互參與者回答的物體名 稱與該張物體圖像在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)的物體名稱作比對(duì)，如果一致則判斷為回答正確， 如果不一致則判斷為回答錯(cuò)誤，統(tǒng)計(jì)回答正確的次數(shù)，并記錄為m
[0017] (三）用回答正確的次數(shù)除以載入A類數(shù)據(jù)的物體圖像總張數(shù)，將所得除數(shù)作為成 績(jī)分?jǐn)?shù)，并記為s=mi/m。
[0018] 進(jìn)一步的，本發(fā)明一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法，其中，在上述步 驟七中，所述根據(jù)多次或多個(gè)人機(jī)交互過(guò)程的結(jié)果分別計(jì)算每次人機(jī)交互過(guò)程所得成績(jī)分 數(shù)的權(quán)值，并依據(jù)權(quán)值的大小確定該張物體圖像的最終物體名稱，具體包括以下步驟：
[0019] (一)針對(duì)B類數(shù)據(jù)的某一張物體圖像，將返回人機(jī)交互結(jié)果的次數(shù)設(shè)為n，將η次人 機(jī)交互過(guò)程返回的成績(jī)分?jǐn)?shù)設(shè)為集合& = {S1，s2，S3，…，sn};將η次人機(jī)交互過(guò)程返回的人 機(jī)交互參與者針對(duì)該張物體圖像回答的物體名稱設(shè)為集合di = {cb，d2，d3，…，dn};
[0020] (二)依據(jù)內(nèi)容是否相同對(duì)n次人機(jī)交互過(guò)程返回的人機(jī)交互參與者針對(duì)該物體圖 像回答的物體名稱進(jìn)行區(qū)分，根據(jù)相同內(nèi)容只保留一次的方式得到k種不同的物體名稱，記 為集合山={(11，(12，(13，，"，(11{}。
[0021] (三)根據(jù)集合d產(chǎn){(^，(^，(^，…，也沖的各元素"山二土為條件累加計(jì)算各元素 對(duì)應(yīng)的成績(jī)分?jǐn)?shù)，作為各元素對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)權(quán)值 W1，
[0022] Wi= Σ (si I dj = di)
[0023] (四）對(duì)各元素對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)權(quán)值^進(jìn)行歸一化處理，作為各元素對(duì)應(yīng)的歸一化權(quán)值 ；Wj>
[0024]
[0025] (五)針對(duì)步驟（四）獲得的結(jié)果，將各元素對(duì)應(yīng)的歸一化權(quán)值從大到小排序并依次 累加，直到已加入累計(jì)的歸一化權(quán)值之和大于設(shè)定的閾值t為止，其中0<t<l;
[0026] (六)依據(jù)步驟(五）中加入累計(jì)的歸一化權(quán)值的個(gè)數(shù)進(jìn)行判斷，
[0027] 若加入累計(jì)的歸一化權(quán)值的個(gè)數(shù)j = 1:則直接將最大的歸一化權(quán)值對(duì)應(yīng)的元素dj 作為對(duì)該物體圖像的最終物體名稱；
[0028] 若加入累計(jì)的歸一化權(quán)值的個(gè)數(shù)j = 2，3:則通過(guò)詞義分析比對(duì)的方法判斷對(duì)應(yīng)的 幾個(gè)元素山是否為同義詞，若為同義詞或者為包含義的詞，則同時(shí)將這幾個(gè)元素山作為該物 體圖像的最終物體名稱；
[0029] 若加入累計(jì)的歸一化權(quán)值的個(gè)數(shù)j = 2,3時(shí)對(duì)應(yīng)的幾個(gè)元素山不為同義詞，或加入 累計(jì)的歸一化權(quán)值的個(gè)數(shù)j>3時(shí)，則表示條件不滿足無(wú)法確定最終物體名稱，并通過(guò)增加返 回人機(jī)交互結(jié)果的次數(shù)，繼續(xù)執(zhí)行步驟(一)到步驟(五），直至確定該物體圖像的最終物體 名稱。
[0030] 進(jìn)一步的，本發(fā)明一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法，其中，所述閾值 t的值為0.7。
[0031] 進(jìn)一步的，本發(fā)明一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法，其中，所述A類 數(shù)據(jù)中一張物體圖像對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)物體名稱，且一個(gè)物體名稱對(duì)應(yīng)多張物體圖像。
[0032]進(jìn)一步的，本發(fā)明一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法，其中，所述A類 數(shù)據(jù)和B類數(shù)據(jù)的物體圖像均采用固定大小的圖像，且使物體位于圖像中間位置，并以jpg、 bmp格式存儲(chǔ)。
[0033]進(jìn)一步的，本發(fā)明一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法，其中，所述A類 數(shù)據(jù)的物體名稱采用一個(gè)或多個(gè)漢字詞語(yǔ)表示。
[0034]本發(fā)明一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下 優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明提出了一種人機(jī)交互識(shí)圖及在線數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法，實(shí)際應(yīng)用中，讓服務(wù)器單元和 作為客戶端單元的機(jī)器人通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，使人與機(jī)器人進(jìn)行人機(jī)交互識(shí)圖的同時(shí)，可 以對(duì)采集的新數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、標(biāo)記，以自動(dòng)擴(kuò)充數(shù)據(jù)容;獲得的大量新數(shù)據(jù)還可以用于通過(guò) 機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練，提升機(jī)器人的智能水平。這種方式，不需要事先采集大量的標(biāo)記數(shù)據(jù)，節(jié)省 了時(shí)間和人力，并提高機(jī)器人的識(shí)別能力和智能水平，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
[0035]下面結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方 法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1為本發(fā)明一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法中A類數(shù)據(jù)的生成流 程圖；
[0037]圖2為本發(fā)明一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法中獲取B類數(shù)據(jù)的框 線圖。
[0038]圖3為本發(fā)明一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法中人機(jī)交互參與者通 過(guò)客戶端單元隨機(jī)載入A類數(shù)據(jù)或B類數(shù)據(jù)的框線圖；
[0039]圖4為本發(fā)明一種基于人機(jī)交互的幼兒識(shí)圖及數(shù)據(jù)擴(kuò)充方法中人機(jī)交互參與者通 過(guò)客戶端單元進(jìn)行人機(jī)交互的流程圖；
[0040]圖5為本發(fā)明