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基于多通道交互技术的几何学习系统研究与实现

作　者: 王爽
导　师: 华庆一
学　校: 西北大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 多通道 笔交互 语音识别 多笔划图形
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


多通道交互技术利用人的多个感知通道和控制行为的并行性,扩展了输入输出的带宽,提高了交互的自然性和灵活性。本文对多通道交互技术在教学中的应用进行了研究和探索,提出了在几何教学中将笔输入、语音与鼠标键盘相结合的构想,并最终通过一个原型系统——面向中小学的几何学习系统的开发,深入研究了应用这些技术的若干问题和实现方法。当前教师在利用电子白板等手段进行电子化教学时,大多使用的还是传统的WIMP(Window,Icon,Menu,Point Device)界面。本文在多通道交互相关理论的指导下,以手写屏、麦克风、电子白板等工具,开发了更适合多通道交互的软件系统。该系统按照PIBG范式(Physical,Icon,Button,Gesture)设计,利用中科院笔输入平台和微软语音软件开发包开发,将语音与笔输入结合,使之成为笔交互的有效辅助手段。在系统设计中,我们将以用户为中心的场景设计方法,引入到多通道人机界面的设计当中,为可用性软件的开发做了一定的探索。此外,本文对信息的融合策略从任务结构描述、并行处理方面做了研究。本文的另一项主要工作是将几何图形识别完全融合到笔输入系统当中,使汉字识别、图形手势和命令手势识别结合。几何识别过程中几何特征与笔画数目、顺序无关。本文受到国家863高技术项目(2006AA01Z328)和中科院计算机科学国家重点实验室开放基金(SYSKF0704)资助。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 研究的内容及意义  9-10
  1.2 国内外的现状  10
  1.3 问题的提出和本文的工作  10-12
  1.4 本文的结构  12-14
第二章 人机交互技术研究  14-26
  2.1 交互设计的原则  14-15
  2.2 交互设计的目标  15-16
  2.3 认知心理学  16
  2.4 笔交互技术介绍  16-22
    2.4.1 笔交互技术的现状  17-18
    2.4.2 笔交互技术的特点  18-20
    2.4.3 笔交互技术的应用场合  20-22
  2.5 语音识别技术  22-23
    2.5.1 语音识别技术现状  22
    2.5.2 语音在交互过程中的特点  22-23
  2.6 其他单通道技术  23-25
  2.7 本章小结  25-26
第三章 多通道交互的相关技术  26-32
  3.1 多通道交互的相关研究  26-27
  3.2 多通道交互的优点  27-28
  3.3 结合语音的图形用户界面  28-31
    3.3.1 语音界面的特点  28-29
    3.3.2 语音界面的交互方式  29-30
    3.3.3 语音界面中人的因素  30-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章 基于笔交互的手势识别算法研究  32-41
  4.1 笔交互任务生成框架  32-33
  4.2 手势识别  33-39
    4.2.1 手势的识别流程  34-36
    4.2.2 图形手势识别  36-38
    4.2.3 命令手势识别  38-39
  4.3 文字识别  39-40
  4.4 本章小结  40-41
第五章 多通道交互信息的融合策略  41-45
  5.1 多通道信息融合的概念  41
  5.2 交互原语设计  41-42
  5.3 交互信息融合策略  42-43
  5.4 交互信息的并行处理  43-44
  5.5 本章小结  44-45
第六章 几何学习系统的设计和实现  45-56
  6.1 几何学习系统的需求分析  45-46
    6.1.1 以用户为中心的场景设计  45
    6.1.2 分析场景  45-46
  6.2 系统界面设计  46-49
    6.2.1 界面隐喻  46-47
    6.2.2 PIBG交互范式  47-48
    6.2.3 多通道交互界面设计  48-49
  6.3 系统总体结构  49-51
    6.3.1 系统说明  49-50
    6.3.2 系统结构框架  50-51
  6.4 语音识别的工作流程  51-53
    6.4.1 相关软件介绍  51-52
    6.4.2 语音识别的工作流程  52-53
  6.5 原型系统使用分析  53-55
  6.6 本章小结  55-56
第七章 总结和展望  56-58
  7.1 论文工作总结  56
  7.2 存在的问题及展望  56-58
参考文献  58-63
致谢  63-64
攻读硕士期间完成的论文  64

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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