本發明屬于MR技術領域，特別是提出了一種具有面部表情并能自動應答的仿真人，使人具有了分身術，可以代替本人從事各種簡單的活動。

背景技術：

人體模特是展覽展示、項目推廣不可或缺的人物，甚至人體模特的吸睛率要超過所展示的項目本身。真人模特、名人模特、塑膠模特、雕塑模特、衣服架模特、機器人模特等，可以說有關人的模特，無處不在。不管是哪種模特，仿真、美化都是最能吸引人的。從遠距離觀看，中國科技大學制作的美女模特雖然已經達到了足以亂真的程度，其顏值足以讓很多美女相形見絀，但是，人之美不僅僅在于外貌，而更重要的是在于人的精氣神。一個沒有表情、眼睛不會動、嘴巴不會說的美女，即使再美，如同畫像一樣，仍然是美中有大大地不足。如何才能賦予機器人以假亂真的表現力，其實最最重要的不是肢體動作，而是面部表情，包括：面部微笑、眼球動作、嘴角動作、頭部動作等，微笑、動作不在于夸張，而在于自然、協調、傳神。如何能做到上述的要求，現有的機器人、塑膠模特都與之相差甚遠，即使再智能化，也比不過以真人為后臺的“雙簧”式表演。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種具有面部表情并能自動應答的仿真人，使人具有了分身術，可用于廣告宣傳、展覽展示、宣傳造勢、項目推廣、陪伴獨居老人等。

本發明的原理是光纖的可導像原理以及“雙簧”的原理。

本發明由塑膠軀體1、真人衣服2、仿真人頭3、假發套4、眼睫毛5、視頻源系統6、導像光纖束7、語言識別及應答專家系統8、支撐及運動機構9、其它裝飾品10、微型麥克11組成，如圖1所示。

本發明的安裝工藝流程是：首先在支撐及運動機構9上安裝仿真人頭3、視頻源系統6、導像光纖束7、語言識別及應答專家系統8；其次是為支撐及運動機構9套上塑膠軀體1；再次是為有支撐及運動機構9支撐的塑膠軀體1穿上真人衣服2、戴上假發套4、沾上眼睫毛5；最后是為與真人一樣具有面部表情并能自動應答的仿真人戴上其它裝飾品10并進行儀容整理和系統測試。

本發明的視頻源內容提供系統62、語言識別及應答專家系統8可集成在一個集中控制的主機之中，視頻源內容提供系統62存儲在語言識別及應答專家系統8的主機里。

本發明的塑膠軀體1是除了頭部為透明色，其它部位均為人體膚色的且具有皮膚彈性的塑膠人體。

本發明的真人衣服2是與仿真對象穿著的同樣的衣服。

本發明的仿真人頭3是按照仿真對象的頭部形象一比一雕塑的仿真人頭，由面部光纖導像屏部分31、頭頂及后腦殼部分32、塑膠頭套33組成，面部光纖導像屏部分31是由垂直于面部的光纖組成的，頭頂及后腦殼部分32是亦如腦殼的由輕材質構成的，比如：塑料、木材等，塑膠頭套33是具有皮膚顏色和皮膚手感的透明度大于50％的且在眼睛和嘴唇部位是無色透明的高彈力塑膠構成的，如圖2所示。本發明仿真人頭3的實施過程可以是：先將面部光纖導像屏部分31的入像面和頭頂及后腦殼部分32的中空部分加工成型，并在面部光纖導像屏部分31的入像面安裝好導像光纖束7或視頻源系統6，之后將面部光纖導像屏部分31和頭頂及后腦殼部分32粘接在一起進行整體雕塑，再套上塑膠頭套33之后，形成仿真人頭3；也可以是將面部光纖導像屏部分31、頭頂及后腦殼部分32分別加工至成型的形狀后，再行粘接，粘接完成之后再套上塑膠頭套33之后，形成仿真人頭3。本發明的面部光纖導像屏部分32的光纖層成型可參照申請專利2016 10 475659.1《一種顯示面是立體浮雕的導像屏》中提出的方法實施，既：先將光纖排列成一定厚度的光纖層，然后在模具中壓縮并粘接成型之后再精雕至設計形狀，或排列成長方體成型后直接雕塑至設計形狀，最后再進行表面處理。本發明的組成面部光纖導像屏部分32的光纖層的光纖直徑范圍為0.04～0.8mm。

本發明的塑膠頭套33既可以是具有皮膚顏色和皮膚手感的透明度大于50％的且在眼睛和嘴唇部位是無色透明的高彈力塑膠，也可以全部是無色透明的。在非眼睛、嘴唇部位使用皮膚顏色的塑膠目的是為了給面部光纖導像屏部分31傳導出的皮膚顏色補色，并防止測光照射人臉時，面部光纖導像屏部分31傳導到臉部側面的膚色較暗。

本發明的假發套4是與仿真對象具有相同發型的仿真假發套，本發明的假發套4是戴在成型之后的仿真人頭之上的塑膠頭套33之上的。

本發明的眼睫毛5是與仿真對象完全一樣的自帶膠的仿真眼睫毛，本發明的眼睫毛5是粘接在成型之后的仿真人頭的塑膠頭套之上的。

本發明的視頻源系統6是錄制好的仿真對象的經典面部表情視頻內容，包括眼球轉動、嘴唇動作等，視頻源系統6由超窄邊顯示屏61、視頻源內容提供系統62組成，視頻源內容提供系統62連接到超窄邊顯示屏61，提供顯示的內容。如圖3所示。本發明的視頻源系統6不僅可以為與真人一樣具有面部表情并能自動應答的仿真人提供仿真對象的面部表情視頻，也可以將與真人一樣具有面部表情并能自動應答的仿真人的面部轉化為電視的顯示屏并當做普通電視觀看。

本發明的超窄邊顯示屏61可以是LCD液晶顯示屏、OLED顯示屏、QLED顯示屏、LED顯示屏、PLED顯示屏等各種顯示屏。本發明的超窄邊顯示屏61的無圖像邊框尺寸為0～5mm。

本發明的導像光纖束7是將視頻源系統6的影像導入仿真人頭3面部的導像光纖束。本發明導像光纖束7是一面與仿真人頭3的面部光纖導像屏部分31的背面入像面緊密貼緊的，且尺寸與面部光纖導像屏部分31的背面入像面完全一致；一面是與視頻源系統6的超窄邊顯示屏61的顯示面緊密貼緊的，且尺寸與超窄邊顯示屏61的顯示面完全一致。

本發明的導像光纖束7可以是正長方體結構，可以是梯形體結構，還可以是異形梯形體結構，具體形狀根據面部光纖導像屏部分31與超窄邊顯示屏61的尺寸關系以及超窄邊顯示屏61的擺放角度而定。

本發明的導像光纖束7與面部光纖導像屏部分31的背面入像面以及與超窄邊顯示屏61的顯示面的帖緊面之間的縫隙范圍都是0～0.5mm，且縫隙越小越好。

本發明的視頻源系統6的超窄邊顯示屏61在顯示屏的顯示面尺寸+邊框尺寸大于仿真人頭3的面部光纖導像屏部分31背面入像面0.5～10mm時，視頻源系統6的超窄邊顯示屏61在腦殼內放置是傾斜的，導像光纖束7的與超窄邊顯示屏61的顯示面的接觸面也是傾斜的，如圖4所示。

本發明的視頻源系統6的超窄邊顯示屏61在顯示屏的顯示面尺寸+邊框尺寸小于仿真人頭3的面部光纖導像屏部分31背面入像面0.5～20mm時，視頻源系統6的超窄邊顯示屏61放置于仿真人頭3的面部光纖導像屏部分31背面入像面的后面，超窄邊顯示屏61與面部光纖導像屏部分31之間是導像光纖束7，如圖5所示。

本發明的視頻源系統6的超窄邊顯示屏61在采用無邊框或邊框小于0.5mm的顯示屏時，視頻源系統6的超窄邊顯示屏61可以直接貼緊仿真人頭3的面部光纖導像屏部分31的背面入像面并省略導像光纖束7，視頻源系統6的超窄邊顯示屏61的顯示面與仿真人頭3的面部光纖導像屏部分31的背面入像面的尺寸、形狀完全一致且二者之間的間隙為0～0.5mm，如圖6所示。

本發明的語言識別及應答專家系統8由對方語音跟蹤識別系統81、智能回答專家系統82、肢體動作配合專家系統83、面部表情配合專家系統84組成，對方語音跟蹤識別系統81、智能回答專家系統82、肢體動作配合專家系統83、面部表情配合專家系統84是幾個軟件專家系統，他們都集成在語言識別及應答專家系統8的主機里，如圖7所示。語言識別及應答專家系統8是能自動應答的系統，其中對方語音跟蹤識別系統81是聽取、識別、跟蹤對話者語音和語言內容的系統；智能回答專家系統82是根據對話者語音、語調、語言內容判斷、選擇并確定回答的語言內容、語調的系統，或者說回話內容及回話的語音、語調是根據對話者的談話內容、語音、語調設計并根據設計應答的，應答語音由微型麥克11發出；肢體動作配合專家系統83是指揮仿真人頭3轉動頭部使與真人一樣具有面部表情并能自動應答的仿真人的面部面對對話者以及指揮手臂配合的系統，且肢體動作的幅度、快慢是根據談話內容和語音、語調編程控制的，或者說是不同的語音、語調對應著不同的肢體動作；面部表情配合專家系統84是根據與對話者的談話內容調取相應的有喜怒哀樂表情的視頻資料并指揮視頻源系統6不間斷播放的，或者說是根據語音、語調在面部表情視頻資料庫中調取對應的視頻片段的。

本發明的支撐及運動機構9是負責頭部轉動和手臂動作的機構，由頸部及手臂部仿真骨架91和附著在頸部及手臂部仿真骨架91之上的彈力橡膠92、牽動頭部運動的三根無彈力絲繩93、拉動三根無彈力絲繩93的三臺伺服直流電機94、牽動一只手臂運動的三根無彈力絲繩95、拉動三根無彈力絲繩95的三臺伺服直流電機96組成，如圖8所示。其動作類似于攝像頭語音跟蹤的動作。其中附著在頸部及手臂部仿真骨架91以及附著在頸部及手臂部仿真骨架91之上的彈力橡膠92的作用是利用橡膠的彈性使頭部及手臂在完成動作后自動歸位。其中牽動頭部的三根無彈力絲繩93和拉動三根無彈力絲繩95是包含在彈力塑膠92之內的且與彈力塑膠92是不粘連的，亦如人體肌肉中的筋。其中三臺伺服直流電機94和三臺伺服直流電機96是根據語音識別系統的編程并配合語音動作的，且其回程的速度與進程的速度是等速的或相差不超過30％的。其中牽動頭部運動的三根無彈力絲繩93是一頭和伺服直流電機相84相連、一頭和頸部及手臂部仿真骨架91的頸部骨架前端相連的，如圖9所示，其中牽動一只手臂運動的三根無彈力絲繩95也是一頭和伺服直流電機96相連、一頭和頸部及手臂部仿真骨架91的手臂骨架前端相連的，如圖10所示。

本發明的支撐及運動機構9以此類推，可以變成雙臂都可運動，也可以變成雙臂、雙腿都可運動。當雙腿也可以運動時，為保證人體的平衡，本發明的與真人一樣具有面部表情并能自動應答的仿真人的重心在與真人一樣具有面部表情并能自動應答的仿真人的膝蓋之下。

本發明的其它裝飾10是仿真對象特有的標志性裝飾，比如：耳環、戒指、頭飾等。

本發明的微型麥克11可以別在真人衣服2的紐扣之上的，也可以別在領夾之上，麥克線是藏在衣服之內的，如圖11所示。

本發明的優點在于與真人一樣具有面部表情并能自動應答的仿真人，在2米之外與其對話時，不僅外貌足以亂真，而且對話內容、語言、面部表情均出自其本人，再加上肢體動作自然而不生硬，亦如真人具有了分身術，又如克隆了一個相同的人。本發明對于展覽展示、影視制作、商業推廣、陪伴獨居老人等可以起到一定的作用。

附圖說明

圖1為本發明構成示意圖。其中，塑膠軀體1、真人衣服2、仿真人頭3、假發套4、眼睫毛5、視頻源6、導像光纖束7、語言識別及應答專家系統8、支撐及運動機構9、其它裝飾品10、微型麥克11、可充電電池組12。

圖2為仿真人頭部示意圖。其中，仿真人頭3、面部光纖導像部分31、頭頂及后腦部分32、塑膠頭套33。

圖3為視頻源示意圖。其中，視頻源系統6、超窄邊顯示屏61、視頻源內容提供系統62。

圖4為當超窄邊顯示屏61大于面部光纖導像屏部分31的入像面時的示意圖。其中，仿真人頭3、光纖導像屏部分31、超窄邊顯示屏61、導像光纖束7。

圖5為當超窄邊顯示屏61小于面部光纖導像屏部分31的入像面時的示意圖。其中，仿真人頭3、光纖導像屏部分31、超窄邊顯示屏61、導像光纖束7。

圖6為超窄邊顯示屏61直接貼緊仿真人頭3的面部光纖導像部分31示意圖。

圖7為語言識別及應答專家系統8示意圖。其中，語音跟蹤識別系統81、智能回答專家系統82、肢體動作配合專家系統83、面部表情配合專家系統84。

圖8為支撐及運動機構9示意圖。其中，由頸部及手臂部仿真骨架91、彈力橡膠92、牽動頭部運動的三根無彈力絲繩93、三臺伺服直流電機94、牽動一只手臂運動的三根無彈力絲繩95、三臺伺服直流電機96。

圖9為頸部及手臂部仿真骨架91、牽動頭部運動的三根無彈力絲繩93、三臺伺服直流電機94示意圖。

圖10為頸部及手臂部仿真骨架91、牽動一只手臂運動的三根無彈力絲繩95、三臺伺服直流電機96示意圖。

圖11為微型麥克11、真人衣服2示意圖。

具體實施方式

圖1～圖11為本發明的一種具體實施方式。

本發明由塑膠軀體1、真人衣服2、仿真人頭3、假發套4、眼睫毛5、視頻源系統6、導像光纖束7、語言識別及應答專家系統8、支撐及運動機構9、其它裝飾品10、微型麥克11組成，如圖1所示。

本發明的塑膠軀體1是除了頭部為透明色，其它部位均為人體膚色的且具有皮膚彈性的塑膠人體。

本發明的真人衣服2是與仿真對象穿著的同樣的衣服。

本發明的仿真人頭3是按照仿真對象的頭部形象一比一雕塑的仿真人頭，由面部光纖導像屏部分31、頭頂及后腦殼部分32、塑膠頭套33組成，面部光纖導像屏部分31是由垂直于面部的光纖組成的，頭頂及后腦殼部分32是亦如腦殼的由輕材質構成的，比如：塑料、木材等，塑膠頭套33是具有皮膚顏色和皮膚手感的透明度大于50％的且在眼睛和嘴唇部位是無色透明的高彈力塑膠構成的，如圖2所示。本發明仿真人頭3的實施過程可以是：先將面部光纖導像屏部分31的入像面和頭頂及后腦殼部分32的中空部分加工成型，并在面部光纖導像屏部分31的入像面安裝好導像光纖束7或視頻源系統6，之后將面部光纖導像屏部分31和頭頂及后腦殼部分32粘接在一起進行整體雕塑，再套上塑膠頭套33之后，形成仿真人頭3；也可以是將面部光纖導像屏部分31、頭頂及后腦殼部分32分別加工至成型的形狀后，再行粘接，粘接完成之后再套上塑膠頭套33之后，形成仿真人頭3。本發明的面部光纖導像屏部分32的光纖層成型可參照申請專利2016 10 475659.1《一種顯示面是立體浮雕的導像屏》中提出的方法實施，既：先將光纖排列成一定厚度的光纖層，然后在模具中壓縮并粘接成型之后再精雕至設計形狀，或排列成長方體成型后直接雕塑至設計形狀，最后再進行表面處理。本發明的組成面部光纖導像屏部分32的光纖層的光纖直徑范圍為0.04～0.8mm。

本發明的塑膠頭套33既可以是具有皮膚顏色和皮膚手感的透明度大于50％的且在眼睛和嘴唇部位是無色透明的高彈力塑膠，也可以全部是無色透明的。在非眼睛、嘴唇部位使用皮膚顏色的塑膠目的是為了給面部光纖導像屏部分31傳導出的皮膚顏色補色，并防止測光照射人臉時，面部光纖導像屏部分31傳導到臉部側面的膚色較暗。

本發明的假發套4是與仿真對象具有相同發型的仿真假發套，本發明的假發套4是戴在成型之后的仿真人頭之上的塑膠頭套33之上的。

本發明的眼睫毛5是與仿真對象完全一樣的自帶膠的仿真眼睫毛，本發明的眼睫毛5是粘接在成型之后的仿真人頭的塑膠頭套之上的。

本發明的視頻源系統6是錄制好的仿真對象的經典面部表情視頻內容，包括眼球轉動、嘴唇動作等，視頻源系統6由超窄邊顯示屏61、視頻源內容提供系統62組成，如圖3所示。本發明的視頻源系統6不僅可以為與真人一樣具有面部表情并能自動應答的仿真人提供仿真對象的面部表情視頻，也可以將與真人一樣具有面部表情并能自動應答的仿真人的面部轉化為電視的顯示屏并當做普通電視觀看。

本發明的超窄邊顯示屏61可以是LCD液晶顯示屏、OLED顯示屏、QLED顯示屏、LED顯示屏、PLED顯示屏等各種顯示屏。本發明的超窄邊顯示屏61的無圖像邊框尺寸為0～5mm。

本發明的導像光纖束7是將視頻源系統6的影像導入仿真人頭3面部的導像光纖束。本發明導像光纖束7是一面與仿真人頭3的面部光纖導像屏部分31的背面入像面緊密貼緊的，且尺寸與面部光纖導像屏部分31的背面入像面完全一致；一面是與視頻源系統6的超窄邊顯示屏61的顯示面緊密貼緊的，且尺寸與超窄邊顯示屏61的顯示面完全一致。

本發明的導像光纖束7可以是正長方體結構，可以是梯形體結構，還可以是異形梯形體結構，具體形狀根據面部光纖導像屏部分31與超窄邊顯示屏61的尺寸關系以及超窄邊顯示屏61的擺放角度而定。

本發明的導像光纖束7與面部光纖導像屏部分31的背面入像面以及與超窄邊顯示屏61的顯示面的帖緊面之間的縫隙范圍都是0～0.5mm，且縫隙越小越好。

本發明的視頻源系統6的超窄邊顯示屏61在顯示屏的顯示面尺寸+邊框尺寸大于仿真人頭3的面部光纖導像屏部分31背面入像面0.5～10mm時，視頻源系統6的超窄邊顯示屏61在腦殼內放置是傾斜的，導像光纖束7的與超窄邊顯示屏61的顯示面的接觸面也是傾斜的，如圖4所示。

本發明的視頻源系統6的超窄邊顯示屏61在顯示屏的顯示面尺寸+邊框尺寸小于仿真人頭3的面部光纖導像屏部分31背面入像面0.5～20mm時，視頻源系統6的超窄邊顯示屏61放置于仿真人頭3的面部光纖導像屏部分31背面入像面的后面，超窄邊顯示屏61與面部光纖導像屏部分31之間是導像光纖束7，如圖5所示。

本發明的視頻源系統6的超窄邊顯示屏61在采用無邊框或邊框小于0.5mm的顯示屏時，視頻源系統6的超窄邊顯示屏61可以直接貼緊仿真人頭3的面部光纖導像屏部分31的背面入像面并省略導像光纖束7，視頻源系統6的超窄邊顯示屏61的顯示面與仿真人頭3的面部光纖導像屏部分31的背面入像面的尺寸、形狀完全一致且二者之間的間隙為0～0.5mm，如圖6所示。

本發明的語言識別及應答專家系統8由對方語音跟蹤識別系統81、智能回答專家系統82、肢體動作配合專家系統83、面部表情配合專家系統84組成，如圖7所示。語言識別及應答專家系統8是能自動應答的系統，其中對方語音跟蹤識別系統81是聽取、識別、跟蹤對話者語音和語言內容的系統；智能回答專家系統82是根據對話者語音、語調、語言內容判斷、選擇并確定回答的語言內容、語調的系統，或者說回話內容及回話的語音、語調是根據對話者的談話內容、語音、語調設計并根據設計應答的，應答語音由微型麥克11發出；肢體動作配合專家系統83是指揮仿真人頭3轉動頭部使與真人一樣具有面部表情并能自動應答的仿真人的面部面對對話者以及指揮手臂配合的系統，且肢體動作的幅度、快慢是根據談話內容和語音、語調編程控制的，或者說是不同的語音、語調對應著不同的肢體動作；面部表情配合專家系統84是根據與對話者的談話內容調取相應的有喜怒哀樂表情的視頻資料并指揮視頻源系統6不間斷播放的，或者說是根據語音、語調在面部表情視頻資料庫中調取對應的視頻片段的。

本發明的支撐及運動機構9是負責頭部轉動和手臂動作的機構，由頸部及手臂部仿真骨架91和附著在頸部及手臂部仿真骨架91之上的彈力橡膠92、牽動頭部運動的三根無彈力絲繩93、拉動三根無彈力絲繩93的三臺伺服直流電機94、牽動一只手臂運動的三根無彈力絲繩95、拉動三根無彈力絲繩95的三臺伺服直流電機96組成，如圖8所示。其動作類似于攝像頭語音跟蹤的動作。其中附著在頸部及手臂部仿真骨架91以及附著在頸部及手臂部仿真骨架91之上的彈力橡膠92的作用是利用橡膠的彈性使頭部及手臂在完成動作后自動歸位。其中牽動頭部的三根無彈力絲繩93和拉動三根無彈力絲繩95是包含在彈力塑膠92之內的且與彈力塑膠92是不粘連的，亦如人體肌肉中的筋。其中三臺伺服直流電機94和三臺伺服直流電機96是根據語音識別系統的編程并配合語音動作的，且其回程的速度與進程的速度是等速的或相差不超過30％的。其中牽動頭部運動的三根無彈力絲繩93是一頭和伺服直流電機相84相連、一頭和頸部及手臂部仿真骨架91的頸部骨架前端相連的，如圖9所示，其中牽動一只手臂運動的三根無彈力絲繩95也是一頭和伺服直流電機96相連、一頭和頸部及手臂部仿真骨架91的手臂骨架前端相連的，如圖10所示。

本發明的支撐及運動機構9以此類推，可以變成雙臂都可運動，也可以變成雙臂、雙腿都可運動。當雙腿也可以運動時，為保證人體的平衡，本發明的與真人一樣具有面部表情并能自動應答的仿真人的重心在與真人一樣具有面部表情并能自動應答的仿真人的膝蓋之下。

本發明的其它裝飾10是仿真對象特有的標志性裝飾，比如：耳環、戒指、頭飾等。

本發明的微型麥克11可以別在真人衣服2的紐扣之上的，也可以別在領夾之上，麥克線是藏在衣服之內的，如圖11所示。

本發明的安裝工藝流程是：首先在支撐及運動機構9上安裝仿真人頭3、視頻源系統6、導像光纖束7、語言識別及應答專家系統8；其次是為支撐及運動機構9套上塑膠軀體1；再次是為有支撐及運動機構9支撐的塑膠軀體1穿上真人衣服2、戴上假發套4、沾上眼睫毛5；最后是為與真人一樣具有面部表情并能自動應答的仿真人戴上其它裝飾品10并進行儀容整理和系統測試。

本發明的視頻源內容提供系統62、語言識別及應答專家系統8可集成在一個集中控制的主機之中。