CN108939532A - 一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统及方法，该系统包括输入模块、处理模块和显示模块；输入模块用于获取受训儿童的输入请求；处理模块用于根据输入请求调用导引游戏的游戏画面；显示模块用于显示游戏画面；输入模块还用于对显示的游戏画面进行操作以生成互动数据；处理模块还用于对互动数据进行验证，若验证通过，则生成反馈数据；显示模块还用于显示反馈数据；其效果是：在进行康复训练时，通过受训儿童自己进行操作和选择，并以便于儿童易于接受的游戏形式进行互动，提高了互动的灵活性和趣味性，利于培养其自身的学习与受训练欲望和主观能动性，人机互动性好，有助于提高自闭症儿童的认知学习与接受能力，提升训练效果。
Description
技术领域
本发明涉及辅助康复训练技术领域，具体涉及一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统及方法。
背景技术
儿童孤独症(Childhood Autism)，又称自闭症或孤独性障碍(Autism Disorders)等，是孤独症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder,ASD)的代表性疾病。儿童孤独症作为诊断类别的真实性已确定，目前所说的儿童孤独症，也在广义上指代了孤独症谱系障碍(ASD)。
在现有技术中，大多数康复医师是选用一些孤独症儿童擅长的认知沟通方式来慢慢引发孩子交流的欲望，由于自闭症的孩子不愿与人交流的特点，所以这种方式的效果并不好，并且所花费用多，并且一些康复机构的教学条件也存在不足，面向孤独症儿童教育的专业师资严重短缺，适合专业训练机构及家庭教育的教学辅助工具缺乏等因素也都制约着孤独症儿童的康复训练。
现在虽然也出现了一些互动康复方案，但其采用的方式仍存在方法传统、灵活度不高和趣味性不强的特点，因此，如何激发自闭症儿童的自身的接受训练与学习欲望，培养其认知学习与接受能力，提升训练效果，是现阶段亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统及方法，旨在克服现有技术的不足。
为了实现上述目的，第一方面，一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统，包括输入模块、处理模块和显示模块；
所述输入模块用于获取受训儿童的输入请求；
所述处理模块用于根据所述输入请求调用导引游戏的游戏画面；
所述显示模块用于显示所述游戏画面；
所述输入模块还用于对显示的所述游戏画面进行操作以生成互动数据；
所述处理模块还用于对所述互动数据进行验证，若验证通过，则生成反馈数据；
所述显示模块还用于显示所述反馈数据。
优选的，所述的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统，还包括采集模块；
所述采集模块用于采集受训儿童的面部表情图像和肢体动作；
所述处理模块还用于对接收的所述面部表情图像进行识别以得到表情类型，对所述肢体动作进行识别以得到动作类型，并将所述表情类型和动作类型发送至远程的智能终端上。
优选的，所述输入模块还用于对显示的所述游戏画面进行操作以生成互动数据具体包括：
所述游戏画面上显示有提示信息，受训儿童根据所述提示信息在输入模块上操作，并识别出操作时所产生的线段轨迹，获取各线段轨迹的坐标信息，并将所述坐标信息作为所述互动数据。
优选的，所述处理模块还用于对所述互动数据进行验证具体包括：
对所述互动数据进行预处理以得到预处理数据；
从所述预处理数据中提取出目标数据；
将所述目标数据与预设的验证数据进行比较验证。
优选的，所述反馈数据以动画、图片或文字的方式进行展示。
第二方面，一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动方法，应用于上述第一方面所述的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统，所述方法包括：
所述输入模块获取受训儿童的输入请求；
所述处理模块根据所述输入请求调用导引游戏的游戏画面；
所述显示模块用于显示所述游戏画面；
所述输入模块对显示的所述游戏画面进行操作以生成互动数据；
所述处理模块对所述互动数据进行验证，若验证通过，则生成反馈数据；
所述显示模块显示所述反馈数据。
优选的，所述方法还包括：
采集模块采集受训儿童的面部表情图像和肢体动作；
所述处理模块对接收的所述面部表情图像进行识别以得到表情类型，对所述肢体动作进行识别以得到动作类型，并将所述表情类型和动作类型发送至远程的智能终端上。
优选的，所述输入模块对显示的所述游戏画面进行操作以生成互动数据具体包括：
所述游戏画面上显示有提示信息，受训儿童根据所述提示信息在输入模块上操作，并识别出操作时所产生的线段轨迹；
获取各线段轨迹的坐标信息，并将所述坐标信息作为所述互动数据。
优选的，所述处理模块对所述互动数据进行验证具体包括：
对所述互动数据进行预处理以得到预处理数据；
从所述预处理数据中提取出目标数据；
将所述目标数据与预设的验证数据进行比较验证。
采用上述技术方案，具有以下优点：本发明提出的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统及互动方法，通过在进行康复训练时，通过受训儿童自己进行操作和选择，并以便于儿童易于接受的游戏形式进行互动，提高了互动的灵活性和趣味性，利于培养其自身的认知学习与接受能力，提升训练效果，增强受训欲望和主观能动性，并且降低了康复训练成本、人机互动性好，有助于提高自闭症儿童的认知学习与接受能力，提升训练效果。
附图说明
图1为本发明实施例中一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统的系统框图；
图2为本发明实施例中一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动方法的方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。
图1是本发明实施例所提供的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统，包括输入模块、处理模块和显示模块；
所述输入模块用于获取受训儿童的输入请求；
具体地，所述输入模块可采用带有显示与通信功能的终端，所述终端包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、便捷式等移动终端，以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端，应用时这些终端上装设有相应的软件程序，程序运行时，可供受训儿童登录后选择不同的训练模式，不同的模式为不同的游戏场景画面，其屏幕为触摸屏。
所述处理模块用于根据所述输入请求调用导引游戏的游戏画面；
具体地，所述处理模块在应用时可采用类似计算机终端的设备，带有相应的处理器和存储器等，对于是否带有显示器，在此不做限制，存储器中存储有导引游戏的游戏数据以供处理器进行调用。
所述显示模块用于显示所述游戏画面；
具体地，显示模块可包括显示面板，可以采用液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，LCD)等类似装置，在应用时，可将显示模块和输入模块分开设置，也可一体设置，在此并不限制。
所述输入模块还用于对显示的所述游戏画面进行操作以生成互动数据；
具体地，所述游戏画面上显示有提示信息，受训儿童根据所述提示信息在输入模块上操作，并识别出操作时所产生的线段轨迹，获取各线段轨迹的坐标信息，并将所述坐标信息作为所述互动数据。所述提示信息可采用文字、图片和语音等多种形式进行提醒，通过所述提示信息引导对游戏画面中的一些物体进行移动、点击以及将一些数字移动到特定的空格处，组成一段完整的话，在这过程中，将会检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号并将其组成完整的轨迹，并获取各个触摸点在水平方向和竖直方向上的坐标值，由于不同的受训儿童所使用的终端不同，因此，不同的终端其大小并不固定，其坐标原点所在位置并不相同，为了便于处理模块对不同终端对应的线段轨迹进行统一处理，所以处理模块还将获取输入模块的坐标原点位置，将坐标原点位置和触摸点的坐标送入预设的坐标系下进行转换，将转换结果作为最终的互动数据，用于下一步的验证，本领域人员也可采用其它坐标转换方法，在此并不限制，应用时，还可对所产生的线段轨迹进行操作，所述操作包括放大、缩小、移动、增长、缩短和弯曲等操作，通过该操作使受训儿童的操作更加灵活，在自身发现操作有误时，可进行调整、提高其主观能动性。
所述处理模块还用于对所述互动数据进行验证，若验证通过，则生成反馈数据；
具体地，在进行验证时，为了提高验证的准确性，还将经过以下处理：
对所述互动数据进行预处理以得到预处理数据；
从所述预处理数据中提取出目标数据；
将所述目标数据与预设的验证数据进行比较验证。
通过进行预处理，去除掉一些干扰数据和错误数据，由于本实施例中是验证形成的轨迹，可通过轨迹识别算法进行验证，从而判断出目标数据的轨迹是否和游戏数据中预设的轨迹是否一致，这里预设的轨迹也就是预设的验证数据，验证通过后，为了提高互动效果，会在正确互动后对其进行奖励激励，也就是这里所说的反馈数据。
所述显示模块还用于显示所述反馈数据。
具体地，其具体形式通过动画、图片或文字的方式进行展示，例如，一段舞蹈、鼓励的语音、文字或是歌曲等，从而提高受训儿童互动的效果和积极性。
进一步地，为了更加准确的判断在康复训练过程受训儿童的状态，所述的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统，还包括采集模块；
所述采集模块用于采集受训儿童的面部表情图像和肢体动作；
所述处理模块还用于对接收的所述面部表情图像进行识别以得到表情类型，对所述肢体动作进行识别以得到动作类型，并将所述表情类型和动作类型发送至远程的智能终端上。
应用时，通过在康复训练过程中对受训儿童的的面部表情图像和肢体动作进行采集和识别，有助于判断出是否接受其康复训练，表情和肢体语言是否正常，并发送给远程家庭成员的智能终端和医师终端上，利于相关人员对康复效果进行评估，便于在家庭中进行学习训练和评估，节省了去医院的时间，从而有针对性的调整康复方案，从而提高康复训练效果。
因此，运用该系统，通过在进行康复训练时，通过受训儿童自己进行操作和选择，并以便于儿童易于接受的游戏形式进行互动，提高了互动的灵活性和趣味性，利于培养其自身的沟通欲望和主观能动性，并且降低了康复训练成本、人机互动性好，有助于提高自闭症儿童的认知学习与接受能力，提升训练效果。
图2为本发明实施例中一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动方法，应用于上述所述的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统，所述方法包括：
S101，所述输入模块获取受训儿童的输入请求；
具体地，所述输入模块可采用带有显示与通信功能的终端，应用时这些终端上装设有相应的软件程序，程序运行时，可供受训儿童登录后选择不同的训练模式，不同的模式为不同的游戏场景画面，其屏幕为触摸屏。
S102，所述处理模块根据所述输入请求调用导引游戏的游戏画面；
具体的，所述处理模块在应用时可采用类似计算机终端的设备，带有相应的处理器和存储器等，对于是否带有显示器，在此不做限制，存储器中存储有导引游戏的游戏数据以供处理器进行调用。
S103，所述显示模块用于显示所述游戏画面；
S104，所述输入模块对显示的所述游戏画面进行操作以生成互动数据；
具体地，受训儿童根据游戏画面中的内容导引进行操作，并生成对应的操作数据作为与之对应的互动数据。
S105，所述处理模块对所述互动数据进行验证，若验证通过，则生成反馈数据；
具体地，对受训儿童的操作进行正确性判断，如果操作正确，则进行奖励激励，不正确时，可保持当前画面或进行提示，在此不做限制。
S106，所述显示模块显示所述反馈数据。
具体地，其具体形式通过动画、图片或文字的方式进行展示。
进一步地，所述方法还包括：
采集模块采集受训儿童的面部表情图像和肢体动作；
所述处理模块对接收的所述面部表情图像进行识别以得到表情类型，对所述肢体动作进行识别以得到动作类型，并将所述表情类型和动作类型发送至远程的智能终端上。
具体地，通过在康复训练过程中对受训儿童的的面部表情图像和肢体动作进行采集和识别，有助于判断出是否接受其康复训练，表情和肢体语言是否正常，并发送给远程家庭成员的智能终端和医师终端上，利于相关人员对康复效果进行评估，便于在家庭中进行学习训练和评估，节省了去医院的时间，从而有针对性的调整康复方案，从而提高康复训练效果。
进一步地，所述输入模块对显示的所述游戏画面进行操作以生成互动数据具体包括：
所述游戏画面上显示有提示信息，受训儿童根据所述提示信息在输入模块上操作，并识别出操作时所产生的线段轨迹；
获取各线段轨迹的坐标信息，并将所述坐标信息作为所述互动数据。
进一步地，所述处理模块对所述互动数据进行验证具体包括：
对所述互动数据进行预处理以得到预处理数据；
从所述预处理数据中提取出目标数据；
将所述目标数据与预设的验证数据进行比较验证。
由于该方法应用于上述系统，其相应方法步骤的具体实施方式和有益效果可参考前文所述，在此不再赘述。
在本实施例中，还提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行上述所述的方法。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
最后需要说明的是，上述描述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统，其特征在于，包括输入模块、处理模块和显示模块；
所述输入模块用于获取受训儿童的输入请求；
所述处理模块用于根据所述输入请求调用导引游戏的游戏画面；
所述显示模块用于显示所述游戏画面；
所述输入模块还用于对显示的所述游戏画面进行操作以生成互动数据；
所述处理模块还用于对所述互动数据进行验证，若验证通过，则生成反馈数据；
所述显示模块还用于显示所述反馈数据。
2.根据权利要求1所述的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统，其特征在于，还包括采集模块；
所述采集模块用于采集受训儿童的面部表情图像和肢体动作；
所述处理模块还用于对接收的所述面部表情图像进行识别以得到表情类型，对所述肢体动作进行识别以得到动作类型，并将所述表情类型和动作类型发送至远程的智能终端上。
3.根据权利要求1所述的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统，其特征在于，所述输入模块还用于对显示的所述游戏画面进行操作以生成互动数据具体包括：
所述游戏画面上显示有提示信息，受训儿童根据所述提示信息在输入模块上操作，并识别出操作时所产生的线段轨迹，获取各线段轨迹的坐标信息，并将所述坐标信息作为所述互动数据。
4.根据权利要求1所述的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统，其特征在于，所述处理模块还用于对所述互动数据进行验证具体包括：
对所述互动数据进行预处理以得到预处理数据；
从所述预处理数据中提取出目标数据；
将所述目标数据与预设的验证数据进行比较验证。
5.根据权利要求1所述的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统，其特征在于，所述反馈数据以动画、图片或文字的方式进行展示。
6.一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动方法，其特征在于，应用于上述权利要求1至5所述的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动系统，所述方法包括：
所述输入模块获取受训儿童的输入请求；
所述处理模块根据所述输入请求调用导引游戏的游戏画面；
所述显示模块用于显示所述游戏画面；
所述输入模块对显示的所述游戏画面进行操作以生成互动数据；
所述处理模块对所述互动数据进行验证，若验证通过，则生成反馈数据；
所述显示模块显示所述反馈数据。
7.根据权利要求6所述的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动方法，其特征在于，所述方法还包括：
采集模块采集受训儿童的面部表情图像和肢体动作；
所述处理模块对接收的所述面部表情图像进行识别以得到表情类型，对所述肢体动作进行识别以得到动作类型，并将所述表情类型和动作类型发送至远程的智能终端上。
8.根据权利要求6所述的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动方法，其特征在于，所述输入模块对显示的所述游戏画面进行操作以生成互动数据具体包括：
所述游戏画面上显示有提示信息，受训儿童根据所述提示信息在输入模块上操作，并识别出操作时所产生的线段轨迹；
获取各线段轨迹的坐标信息，并将所述坐标信息作为所述互动数据。
9.根据权利要求6所述的一种自闭症康复训练导引游戏式人机互动方法，其特征在于，所述处理模块对所述互动数据进行验证具体包括：
对所述互动数据进行预处理以得到预处理数据；
从所述预处理数据中提取出目标数据；
将所述目标数据与预设的验证数据进行比较验证。
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