TRIBHUVAN UNIVERSITY 

Institute of Engineering 

 

 

Final Year Project Proposal on 

"BRAILLE TUTOR" 

 

 

Submitted to 

Department of Electronics and Computer Engineering 

Pulchowk Campus , I.O.E 

July 9, 2009 

 

 

Submitted by 

SAMPURNA BHATTACHAN        [062BEX437] 

SUSHIL ADHIKARI           [062BEX446] 

SWAPNIL RANJIT               [062BEX447] 

VIVEK RAJ SHRESTHA     [062BEX448] 

To, 

Mr. Surendra Shrestha 

(Project Coordinator) 

Department of Electronics and Computer Engineering, 

IOE, Pulchowk Campus, Lalitpur 

 

Subject: Proposal Submission 

 

Sir, 

This  is  a  proposal  for  final  year  project  under  the  course EG777EX  offered 

by Department of Electronics  and  Computer  Engineering, Pulchowk Campus, IOE. This 

proposal  is  submitted  to  the department  referring  to the notice 

published in the department notice board.  

Our   proposal entitled “BRAILLE  TUTOR”  proposes  to  build  a  computer  based  system 

that is able to teach Braille script to blind people. 

           Hereby the proposal is submitted for your kind perusal and approval. 

 

Yours Sincerely,

SAMPURNA BHATTACHAN       [062BEX437] 

SUSHIL ADHIKARI           [062BEX446] 

SWAPNIL RANJIT               [062BEX447] 

VIVEK RAJ SHRESTHA    [062BEX448] 

 

 

 

 

ACKNOWLEDGEMENT 

We would  like  to  express  our  sincere  thanks  to  the  Department  of  Electronics  and Computer  Department  for  providing  us  the  opportunity  to  explore  our  interest  and ideas in the field of engineering through this project. 

The  course  "Innovation  for  future  team  leaders  of BE  project"  organized  by Dr.  Jyoti Tandukar gave us chance to present and refine our project ideas. We would like to thank him for organizing this course and acknowledge his contribution in making us capable of pursuing  this  noble  project.We  are  also  very  thankful  to  Mr  Uttam  Mali  and  Mr Pradhumna Lal Shrestha. 

We are equally indebted to our project coordinator Dr. Surendra Shrestha for providing suggestions and guidelines  for  the project preparation.             Finally, We would  like  to offer  our  gratitude  to  everyone who  have  directly  or  indirectly    inspired  us  for  this project . 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TABLE OF CONTENTS

   Acknowledgement           

   Abstract         

1. Introduction …………………………………………………………………1        

2. Literature review……………………………………………………………2 

3. Methodology …….…………………………………………………………3  

    3.1 Hardware Environment ………………………………………………3 

    3.2  Software Environment………………………………………………..4 

4.Work Division        …………………………………………………………..8 

5. Application and Scope ………………………….…………….…………9 

6.  Project schedule …………………………………………………………..10 

 7.  Bibiliography ………………………………………………….…………..11 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ABSTRACT   

Braille Tutor provides a beginner  level platform  for  the blind people wanting  to  learn Braille  characters  for  the  first  time. Braille Tutor will have mainly  two parts: Voice  to Braille  conversion  and  Braille  to  Voice  conversion.  It will  have microphone  for  voice input,  3X2 matrix  buttons  for  Braille,  PC  for  processing  data  and  speaker  for  voice output. 

For Voice to Braille, we intend to use character recognition technique for identifying the alphabet and Braille pattern shall be generated on the buttons. For the detection of the spoken character, we will perform the analysis in frequency domain where amplitude of the  voice  frequencies  shall be  compared with  the  amplitudes  that  are  already  in  the database  and  whichever  has  the  best  matched  condition  is  our  character.  For  the character  recognition  technique,  we  will  use  Conventional  Hidden  Markov  Model (HMM) in MATLAB.  Our final project will be presented in C# or Java. 

For Braille to Voice, we will check whether the pressed buttons match with the Braille characters. For this, we will compare the pressed pattern with the ones in the database and if matches, then sound will be heard notifying the matched characters. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  1

 

1. INTRODUCTION:                             

                                      

The purpose of our project is to develop a BRAILLE TUTOR for the blind people who do not know  about  the  script  in  Braille.  The  computer  based  tutor  will  be  able  to  teach  the alphabets in the braille to the blind with the help of a computer and a tutor board which we intend  to develop with some buttons which can be raised or pressed  in different possible patterns and arrangements to resemble the alphabets in the BRAILLE. We are intending that our project should be able to receive the voice commands of different alphabets from the user and generate the corresponding Braille pattern of the raised and pressed buttons on the board of the BRAILLE TUTOR. The project  is definitely be an aid to the blind people to learn Braille  in an efficient and effective way. This will obviously help  the blind people  to carry their further studies in Braille. And moreover the project will make the blinds learn the BRAILLE without a human tutor. The tutor will also have a second phase in which the blind people  can  check  or  test  themselves  for  the  alphabets  they  have  learnt  in  BRAILLE  by pressing  the buttons  in  the BRAILLE TUTOR Board  in  the Braille  script patterns which will generate Speech of equivalent alphabet's pronunciation through speaker. 

The  basic  idea  behind  creating  a  BRAILLE  TUTOR  is  to  use  our  knowledge  in  creating something really useful  for  the needy and disabled people  to  facilitate  their  lives  to some extent. We  really  intend  to  learn  and explore  the  technology,  the mathematics    and  the electronics  to create  something useful  for  those who are disabled and are deprived  from much more in the life. The project will be useful for us to learn and experience our field of electronics and will have a great real life importance in training the Blinds too.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. LITERATURE REVIEW: 

The Braille system is a method that is widely used by blind people to read and write. Braille 

was devised in 1821 by Louis Braille, a Frenchman. Each Braille character or cell is made up of 

six dot positions, arranged in a rectangle containing two columns of three dots each. A dot 

may be raised at any of the six positions to form sixty‐four (26) permutations, including the 

arrangement in which no dots are raised.  

              There are other Braille tutor in which each letters are written in separate cells . Blind 

aid  is  a  portable  tool  (tutor)  used  as  a  learning  instrument  that  helps  the  user  decipher 

Braille  without  constantly  going  to  the  Braille  dictionary.  The  simple  and  efficient  

construction of this device may make  its   commercially use  in the  future  .This device uses 

computer  interface which makes  it  possible  for  the  computer  processing  of  the written 

statements as well to avoid the use of memory devices and microcontroller. 

               As  that  of  Braille  system  a  blind  aid  tool  had  six  buttons  that will  rise  and  fall 

according to the alphabet .Feeling on the raised buttons student can learn about the Braille 

language .Some pattern for the Braille alphabets are as: 

           

      In which the pushed buttons are shown by dark spots. The writing mechanics is same as 

that of the standard Braille system so this Braille tutor teaches the alphabets in the standard 

format.     

 

 

 

 

 

  2

 

  3

3. METHODOLOGY: 

The several task of this project will be assigned to each team member on the basis of their interest. Weekly meeting will be held  to  assess  the  status of  each member  and propose restructuring  of  plan  whenever  necessary.  Project  documentation  will  be  performed  by respective member at the end of each task. Regular discussion with project mentor will be held during project progress.  

Our project implements both hardware and software portion. 

3.1 Hardware Environment: 

The  hardware  environment  in  our  project  consists  of  a  six  button  Braille  board,  small motors,  optocoupler,  PC,  speaker,  microphone,  analog  to  digital  converter,  data  link between PC and peripherals. 

PC:  It  provides  the Graphical User  interface.  It  processes  the  voice  signals  and  identifies character . 

Braille board: It is the six buttons board. The buttons are arranged in 3x2 matrix. This is like user’s eye. It converts Braille to Binary data (B2B) so the computer can process the data. The buttons  can move  up  and  down  and  the  position  of  up  and  down  buttons  defines  the character  in Braille. When  the user presses  the buttons down  the computer  identifies  the character  and  output  is  heard  from  speaker.  Again, when  user  spells  character  through microphone,  the  computer  recognizes  the  character  and  ultimately  displays  it  in  Braille board with the help of motors attached to the buttons. So, Braille board  is both  input and output device. 

Optocoupler: In electronics, an optocoupler is a device that uses a short optical transmission path to transfer an electronic signals between elements of a circuit, typically a transmitter and  a  receiver,  while  keeping  them  electrically  isolated.  Since  the  electrical  signal  is converted to a light beam, transferred, then converted back to an electrical signal, there is no  need  for  electrical  connection  between  the  source  and  destination  circuits. We  need optocoupler as we are interfacing motor with our pc. The parallel port may get damaged if not isolated from motor. 

Parallel  Port  interfacing:  A  parallel  port  is  a  type  of  interface  found  on  computers  for connecting various peripherals. It is also known as a printer port or Centronics port. Due to the  simplicity  of  its  implementation,  it  is  often  used  for  interfacing  with  custom‐made peripherals. In versions of Windows that did not use the Windows NT kernel (as well as DOS and  some other operating  systems), programs  could  access  the parallel port with  simple outportb()  and  inportb()  subroutine  commands. We  use  parallel  port  interfacing  in  our project. 

Microphone/Speaker: We will use high quality microphone and speaker for sound input and output. 

 

  4

3.2 Software Environment: 

Matlab Program: It  is a commercially available mathematical software package. It  is widely used  in  academia  and  industry  because  of  its  advanced  capabilities  and  a  simple  user interface.  Matlab  also  has  built‐in  toolboxes  that  contain  commonly  used  engineering functions.  So we will  be  using Matlab  for  our  testing  purpose.It will  be  our  preliminary programming language. 

Main Programming Language: Our main programming language will be Java or C#. 

Character Recognition Model: 

The first step of digital processing is to convert the time domain signal to frequency domain. The Fourier analyzer calculates  the pattern of amplitude  for all  frequencies  in  the audible range and these sample patterns are compared with the samples in the database and gives best matched character. 

Conventional Hidden Markov model (HMM) 

Modern general‐purpose speech  recognition systems are generally based on Hams. These are  statistical models  which  output  a  sequence  of  symbols  or  quantities.  One  possible reason why Hams are used in speech recognition is that a speech signal could be viewed as a piecewise stationary signal or a short‐time stationary signal. That is, one could assume in a short‐time  in  the  range of  10 milliseconds,  speech  could be approximated as a  stationary process. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

General Block Diagram of Proposed System 

  5

3X2 matrix 

DC motor 

PC    

 

Optocoupler

 

Speaker     

 

ADC

Mic

 

Note:

  : Path for Voice to Braille Conversion 

  : Path for Braille to Voice Conversion 

 

    Speech Input 

 

 

 

 

 

      

                                                               Training 

 

 

                                                                  Recognition(x1) 

   

                                         No                                                                             x2   

 

 

 

     Yes 

 

 

 

 

 

Flow chart of Speech to Braille conversion 

 

  

 

  6

Digitization 

Spectral content extraction 

Mode

Storage Unit 

Is

(x1‐x2)<th 

Recognized Not Recognized 

Display on Braille 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

No  Yes 

 

 

 

 

 

 

Flow chart of Braille to Speech Conversion 

 

 

 

 

 

 

 

  7

Braille Input

Identify the pattern

Does it match with any 

character in database? 

Play through speakerWrong pattern pressed 

4.WORK DIVISION

Work Division

Swapnil Ranjit Vivek Raj Shrestha Sushil Adhikari Sampurna Bhattachan

C#, SQL

Database Management

Graphics User Interface

Matlab, C# Matlab,C#

Mic Interfacing

Speech Recognition Algorithm(Hidden

Markov Model)

Port Programming

Braille Board Interfacing

Matlab, C#

Braille Board Design

Braille Board Interfacing

8

  9

 

5. APPLICATION AND SCOPE:

The project is purposed to serve and help the blind people to learn the Nepali Braille Script without a human tutor. So the project will be very useful for the home users as well as the Schools for the Blind. We are making the project practical as much as possible so that the tutor may be used directly to teach the BRAILLE to the blinds. We do not expect our project to be used for commercial purpose but to serve the blind people as a Learning aid.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.PROJECT SCHEDULE:  

Below is our tentative project schedule: 

 

 

 

Task name 

 

Jul 

 

Aug 

 

Sept 

 

Oct 

 

Nov 

 

Dec 

 

Jan 

 

Feb 

 

1 

 

Proposal writing 

               

 

2 

 

Project Research 

               

 

3 

Learning and coding about 

Character Recognition 

               

 

4 

 

Algorithm Development 

               

 

5 

 

Identifying the component to buy 

               

 

6 

 

Motor coupling and port interfacing 

               

 

7 

Designing and Implementing  the circuit                 

 

8 

 

Testing and Debugging 

               

 

9 

 

System integration 

               

 

10  

 

Final Testing 

               

11  Documentation and final report preparation 

               

 

 

 

 

  

  10

  11

7. BIBLIOGRAPHY: 

www.wikipedia.org

www.google.com

www.uioe.sourceforge.net

John Fry, San Jose State University: Digital Signal Processing 

Nepali Speech Recognition,060BCT Project , IOE