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基于预训练模型的汉盲转换方法研究

基于预训练模型的汉盲转换方法研究

作者：王蕊兰州大学

学位级别：硕士

汉字与盲文的自动转换是提升我国1731万视障人群生活水平、完善教育技术、实现国家信息无障碍化的关键。然而,由于我国汉盲翻译软件不足和技术的滞后,这项工作无法满足视障者日常学习和工作需求,严重阻碍了我国盲文出版和盲人教育事业... 详细信息

汉字与盲文的自动转换是提升我国1731万视障人群生活水平、完善教育技术、实现国家信息无障碍化的关键。然而,由于我国汉盲翻译软件不足和技术的滞后,这项工作无法满足视障者日常学习和工作需求,严重阻碍了我国盲文出版和盲人教育事业的发展。当前,汉语盲文转换技术有多个选择,其中主要分为多步式汉盲转换方法和单步式汉盲转换方法。多步式汉盲转换方法的步骤为“汉字-分词-拼音-盲文”:首先将需要转换的汉语文本准备好,建立盲文分词连写语料库,结合盲文分词连写规则构建并训练分词模型,将汉语文本根据分词模型进行分词,得到分词结果;建立汉语拼音语料库,构建并训练拼音模型,根据该模型进行词语拼音信息标注;最后将带有拼音信息的词语转换为盲文。其中需要多语料库支持,建设成本高、难度大;并且多模型建立步骤繁琐,转换效率和准确率受影响。单步式汉盲转换方法结合神经机器翻译模型的结构,可以单步式地把汉语转换成盲文,通过对现有模型的训练,该研究旨在探索汉盲转换算法,但尚未深入探讨其内在机制,因此,有必要进一步加以研究,以期提升转换的准确性。本文对基于自注意力机制的Transformer汉盲转换方法进行改进,对其增加预训练模型,其中使用BERT模型,将海量纯文本数据在BERT模型上进行训练,再将输入序列转换成BERT模型的表示,然后注入下游模型所有层,在每一层的注意力模块中自适应地与BERT的表示交互,最终输出BERT模型表示和下游模型注意力模块的融合表示。本文基于上述想法提出三种改进模型,分别为Bes Transformer、Beds Transformer和Best Transformer模型,这些模型都将输入序列转换成BERT预训练模型处理过的表征,然后通过注意力模块与每个下游模型的编码层和解码层进行交互,最终得到二者的融合表征。本文通过实验对汉盲转换进行了全方面评估分析。实验结果表明,与基于自注意力机制的Transformer汉盲转换方法研究相比,Bes Transformer、Beds Transformer和Best Transformer的模型性能均有所提高。当采用默认权重ω=ω=ω=ω=0.25的情况下,对比BLEU值时发现,Bes Transformer模型在三种盲文的BLEU值分别为91.35%、91%、86.85%,较Transformer模型分别提高12.17%、10.75%、1.9%;Beds Transformer模型在三种盲文的BLEU值分别为94.16%、93.02%、89.07%,较Transformer模型分别提高15.13%、12.77%、4.44%;Best Transformer模型在三种盲文的BLEU值分别为95.15%、93.79%、89.67%,较Transformer模型分别提高16.07%、13.54%、5.04%。三种改进模型较Transformer模型在国家通用盲文测试集准确率均有所提高,分别提高了0.86%、0.93%、1.02%。因此可以得出,本文提出的三种模型性能与Transformer模型相比均有所提高,证明了改进模型的可行性和有效性。在计算METEOR值时,Best Transformer模型在三种盲文下均实现了最高的METEOR值,分别是99.63%,99.65%,99.10%。通过BLEU值和METEORE值的综合评估,表明Best Transformer模型在特征提取和表征融合做的更深刻,更好的完成汉盲转换任务,而Beds Transformer模型次之,Bes Transformer模型最差。随着训练数据的增多,三种模型的性能均得到了显著改善。经过对转换结果的分析,本文总结出存在的五种问题,分别为分词差异、分词错误、多音字错误、符号错误和语料库错误。本文通过将预训练引入到汉盲转换任务,对纯文本数据进行通用语义特征提取,将源语言和目标语言与模型注意力进行融合,实现了汉盲转换方法的优化与创新。目前,我国采用三种盲文标准:国家通用盲文、双拼盲文和现行盲文。为了研究汉盲转换方法,论文收集了《人民日报》1998年六个月的数据,并将数据经过中国盲文数字平台转换和专家校对后,最终得到约1200万字的三种盲文句子级汉盲对照语料。

关键词：汉盲转换预训练模型 BERT模型神经机器翻译 Transformer模型

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基于多知识分析的汉盲转换算法

基于多知识分析的汉盲转换算法

基于汉盲对照语料库和深度学习的汉盲自动转换

全国第七届计算语言学联合学术会议

作者：黄河燕陈肇雄黄静中国科学院计算语言信息工程研究中心

本文,提出了一种基于多知识一体化分析的汉盲翻译转换算法,该算法根据汉语特征与盲文特征的内在联系,设计了多种知识的统一形式化描述和相应的规则处理机制,有效地解决了转换过程中的汉语分词歧义和连写问题,实现了汉语到盲文的高效自... 详细信息

本文,提出了一种基于多知识一体化分析的汉盲翻译转换算法,该算法根据汉语特征与盲文特征的内在联系,设计了多种知识的统一形式化描述和相应的规则处理机制,有效地解决了转换过程中的汉语分词歧义和连写问题,实现了汉语到盲文的高效自动翻译转换。

关键词：多知识分析盲文信息处理汉盲转换

来源： cnki会议评论

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中文信息学报 2019年第4期33卷 60-67页

作者：蔡佳王向东唐李真崔晓娟刘宏钱跃良中国科学院计算技术研究所移动计算与新型终端北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 中国盲文出版社北京100142

汉盲转换是指将汉字文本自动转换为对应的盲文文本,其在盲文出版、盲人教育等领域具有重要应用价值,但当前已有系统性能难以满足实用需求。该文提出一种基于汉盲对照语料库和深度学习的汉盲自动转换方法,首次将深度学习技术引入该领域,... 详细信息

汉盲转换是指将汉字文本自动转换为对应的盲文文本,其在盲文出版、盲人教育等领域具有重要应用价值,但当前已有系统性能难以满足实用需求。该文提出一种基于汉盲对照语料库和深度学习的汉盲自动转换方法,首次将深度学习技术引入该领域,采用按照盲文规则分词的汉字文本训练双向LSTM模型,从而实现准确度高的盲文分词。为支持模型训练,提出了从不精确对照的汉字和盲文文本中自动匹配抽取语料的方法,构建了规模为27万句、234万字、448万方盲文的篇章、句子、词语多级对照的汉盲语料库。实验结果表明,该文所提出的基于汉盲对照语料库和深度学习的汉盲转换方法准确率明显优于基于纯盲文语料库和传统机器学习模型的方法。

关键词：汉盲转换中国盲文盲文语料库深度学习

基于Transformer的汉字到盲文端到端自动转换

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计算机科学 2021年第S2期48卷 136-141页

作者：蒋琪苏伟谢莹周弘安平张久文蔡川兰州大学信息科学与工程学院兰州730000 中国盲文出版社北京100142

汉字到盲文自动转换是改善我国1700万视障人群生活学习和贯彻落实国家信息无障碍建设的重要问题。现有汉盲转换方法均采用多步转换方法,先对汉字文本进行盲文分词连写,再对汉字进行标调,最后结合分词和标调信息合成盲文文本。该文提出... 详细信息

汉字到盲文自动转换是改善我国1700万视障人群生活学习和贯彻落实国家信息无障碍建设的重要问题。现有汉盲转换方法均采用多步转换方法,先对汉字文本进行盲文分词连写,再对汉字进行标调,最后结合分词和标调信息合成盲文文本。该文提出一种基于编码器-解码器模型Transformer的端到端汉盲转换方法,利用汉字-盲文对照语料库训练Transformer模型。基于《人民日报》六个月约1200万字中文语料,该文构建了国家通用盲文、现行盲文、双拼盲文三种对照汉盲语料库。实验结果表明,该文提出的方法可将汉字一步转换为盲文,并在国家通用盲文、现行盲文、双拼盲文分别有80.25%,79.08%和79.29%的BLEU值。相比现有汉盲转换方法,该方法所需语料库的建设难度较小,且工程复杂度较低。

关键词：汉盲转换端到端深度学习编码器-解码器模型 Transformer

视障汉语转换软件SunBraille的设计实现

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视障汉语转换软件SunBraille的设计实现

作者：吕先超兰州大学

学位级别：硕士

信息时代语言作为信息的载体在日常生活中发挥着极大的作用,盲人通过触觉感受信息,盲文应运而生,但基于中国盲文的读物资源相对较少。随着计算机技术的迅速发展,盲人信息无障碍事业得到很大的关注,而国内的汉盲机器翻译研究仍处于初级阶... 详细信息

信息时代语言作为信息的载体在日常生活中发挥着极大的作用,盲人通过触觉感受信息,盲文应运而生,但基于中国盲文的读物资源相对较少。随着计算机技术的迅速发展,盲人信息无障碍事业得到很大的关注,而国内的汉盲机器翻译研究仍处于初级阶段,因此汉盲转换系统的设计开发就具有一定的实用意义。本文主要研究汉语到中国盲文ASCII码的自动转换,通过对汉语以及汉语拼音特点的学习和理解,提出了基于三层构架的汉盲转换模型,即中文分词、汉语转拼音、拼音转盲文ASCII码的三层转换模式,并以形式化的方法对三层转换模式进行详细描述,采用Java程序设计语言开发了一个汉盲自动转换软件SunBraille,该软件具有轻量级、可移植、可扩展等特点。在转换过程中,首先,采用基于条件随机场模型的中文分词工具对汉语进行分词,进而对分词结果进行分词连写处理;然后,对汉语转拼音采用词库对照方法对汉语进行全标调拼音转换;在拼音转盲文ASCII码阶段通过建立词库,包含汉字、字母、数字、符号等四项转换内容,统称为字符,通过对应Unicode编码进行转换。最后,输出盲文ASCII码,可通过盲文打印机打印输出,形成视障者可以摸读的中国盲文。通过测试表明:视障汉语转换软件SunBraille可以用来对汉语文字进行基本无差错的转换,可以便捷地帮助视障者获取汉语信息。

关键词：汉盲转换 SunBraille 机器翻译中国盲文信息无障碍

基于Windows XP操作系统的盲人用操作辅助软件的设计与实现

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基于Windows XP操作系统的盲人用操作辅助软件的设计与实现

作者：王必成北京邮电大学

学位级别：硕士

随着社会的发展和新技术的普及,电脑越来越多地介入了人们的日常工作、学习和生活,使用电脑成为了更多人的迫切需求,其中也包括许多无法面对显示器、键盘、鼠标进行操作的盲人。据统计我国大概有几百万盲人,计算机可以为盲人的学习、工... 详细信息

随着社会的发展和新技术的普及,电脑越来越多地介入了人们的日常工作、学习和生活,使用电脑成为了更多人的迫切需求,其中也包括许多无法面对显示器、键盘、鼠标进行操作的盲人。据统计我国大概有几百万盲人,计算机可以为盲人的学习、工作和生活提供许多方便,盲童的教育也同样离不开计算机。因此,为盲人设计操作辅助软件具有重要的实际意义。盲用读屏软件可以辅助视弱及盲人操作计算机来学习、工作和娱乐,盲人用户通过相应的语音提示来使用电脑,配合相应的快捷键对电脑进行操作,实现文档的修改、学习,网上冲浪等。随着视窗操作系统的发展,使软件的开发变得更加便捷。我们可以利用视窗的多媒体功能,实现语音合成,截屏等功能。为了让软件更加具备实用性和易用性。还需要其他的相关软件的开发。例如：盲用编辑器、屏幕朗读、网络浏览器等。本文根据软件工程的概念,首先从盲人读屏软件的需求和研究背景出发,说明了盲人用操作辅助软件开发的重要意义;接着对该软件的可行性进行了分析;详细介绍了软件开发过程中涉及的相关技术,COM组件、自然语言处理、语音库和语音合成的工作原理和动态数据交换技术等。综合上述的分析和介绍,给出了软件的规划设计方案,软件按照功能进行划分,共分为五个模块：屏幕朗读与语音服务器模块、模拟鼠标操作模块、盲人编辑打印模块、盲文点字机驱动模块和盲文输入法模块。根据规划设计出功能模块图、相应的数据结构和具体的实现方案。本文在软件需求性、可行性分析的基础上给出了软件使用的结构,并从对整个软件运行过程和设计思路角度出发,说明了软件的总体设计方案。通过说明该软件的总体架构,重点对如何读屏的设计与实现进行了研究与探讨,实现了软件的详细设计。认真制定了项目的实施和测试。进而总结了软件的特点和在设计中遇到的问题、解决方法和思路及盲人辅助软件发展需要解决的问题。软件科学、简单、可操作。

关键词： COM 屏幕朗读汉盲转换 Win32钩子

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中国盲文数字平台建设研究

现代特殊教育 2021年第14期 68-73页

作者：苏伟许存禄林和王蕊兰州大学信息科学与工程学院兰州730000

语言文字是国之重器、民之必需,盲文作为视障者使用的读写语言体系,是国家语言文字的重要组成部分。中国盲文数字平台是面向全国1700万视障者,集学习、生活和娱乐为一体的综合性公共服务平台,为视障者提供盲文机器翻译及盲文数字资源服... 详细信息

语言文字是国之重器、民之必需,盲文作为视障者使用的读写语言体系,是国家语言文字的重要组成部分。中国盲文数字平台是面向全国1700万视障者,集学习、生活和娱乐为一体的综合性公共服务平台,为视障者提供盲文机器翻译及盲文数字资源服务,具有开放、合法、共享、免费的特点。中国盲文数字平台利用人工智能技术解决了盲文分词连写、多音字辨识等技术难题,利用深度学习算法,提高了盲文机器翻译的准确率;平台实现了数理化公式与中国盲文的机器翻译方法,还利用大数据和云计算技术实现了海量盲文资源的存储、管理及分享。

关键词：盲文汉盲转换数学盲文化学盲文电路图盲文