计算机毕业设计开题报告

计算机毕业设计开题报告

随着个人的文明素养不断提升，报告使用的频率越来越高，我们在写报告的时候要避免篇幅过长。我敢肯定，大部分人都对写报告很是头疼的，下面是小编精心整理的计算机毕业设计开题报告，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

课题名称:基于嵌入式的智能手势识别器的设计

一、课题研究背景

1.国内外的研究现状

目前国内外实现的手语识别系统主要分为基于传感器的系统识别和基于图像处理的识别系统。利用传感器识别的系统就是利用空间加速度和角速度这两个参数来进行的，当信息量比较大时，能更方便的获取到数据；缺点是需要在手臂上装置大量装置在表达上带来了不便性。基于图像的视觉识别是用摄像机采集手势信息进行识别的技术。这种方式的优点是动作的识别更加自然，缺点是图像处理识别时容易受到环境的干扰。

手势识别领域的研究在国外要比国内早，国内最早开始研究手势手语的识别是哈工大团队提出了将多种手势识别算法融合的方法，这种方法在分类时特征和模型的参数都很少，但这种技术对手语手势的识别在那个年代取得了良好的识别效果，通过将神经网络和HMM算法相结合，使系统对简单静态手语的识别率达到百分之八十以上。随着技术的发展，人们将GMM模型运用到手

语识别系统中，通过这种方法对手语识别得到的结果更好。20xx年，南开大学的李国峰等人研发了基于MEMS加速度传感器的简单输入系统，该系统也为自热的人机交互研究开启了新理念。20xx年华中师范大学团队开始了基于加速度传感器手语识别研究，对预设的八种手势进行识别，其识别率达到了85.3%.20xx年，清华研究团队利用SEMG信号去识别手臂和手指动作采用多电极阵列获取SEMG信号，虽然实用性不是很强，识别率不是很高，但是在该领域的探索研究，做出了大量的探索工作。20xx年，由于传感器的手势识别领域的快速发展，国内学者张欣和陈勋等人将传感器技术与生理信号相互结合，构建了手势识别系统的远程医疗系统，该系统研发为识别领域注入了新的血液，使得国内对相关领域的研究更加热衷起来。

2.课题研究的意义

根据世卫组织最近的一项报道表明，在全球有6亿多的残疾人，其中就聋哑人占残疾人口的10%.截止到20xx年末，中国残疾人的数量已经占到全国总人口数的百分之六，是世界上残疾人最多的国家。在这些残疾人当中，具有听力障碍的人占33%,人数大约为2780万，这些人中只有少部分人只有听力或语言障碍，而大多数人完全失去了与健康人类正常沟通的能力，手语则是它们唯一的交流方式。对于健康的人们来说，除一些专业人士外大部分人并不能理解手语的含义，那么将手语转换成声音和图像并被人们轻易理解就变得很有实用价值。这将清除它们与社会交流的障碍为它们融入到有声世界提供了很大的帮助。手势手语是将人体产生的动作赋予了特定的含义且高度的结构化后的集中体现。

.它主要是由人的手势决定也会有一些面部表情进行辅助，因此我们要对手语进行识别，首先必须要弄清手势含义，目前很多对手语的识别是依靠计算机视频识别来实现的。自上世纪九十年代以来，计算机技术得到迅猛发展已经深入到生活的方方面面之中影响迅速扩大，而且在日常生活中多模态接口技术已经变得越来越普遍。虽然传统鼠标和键盘随着计算机技术飞速发展而变得越来越先进，但是由于人的需求也在发生着很大的变化，这些传统设备也逐渐凸显出了它们的局限性，在虚拟现实和人机交互上这种限制是有着明显的表现。人机交互中手势是输入和输出的非常重要的方式，所以手势识别是多模式接口技术的一个重要部分。

随着技术的不断革新，用户对传统计算机的要求已经不仅仅局限在便利性和人机交互的方面，导致传统设备在人机互动方面已经无法满足用户的需求。而手势识别就是解决高人工智能领域的局限性问题的，它作为多模式人机接口技术已成为当前计算机技术继续深入研究的方向，能使通信在人机交互界面技术上使用的更加自然和谐，手势识别最接近的就是手语识别，对它的研究涉及心理学、人工智能、计算机视觉等多领域的学科研究，而且作为日常生活中沟通的一种方式已开始受到大批专家和学者的关注，并在手势识别研究方向开始投入大量科研经费和精力，由于手势手臂本身较为复杂而且它的时间和空间差异使得手势识别已经成为一个具有挑战性的多学科交叉融合的研究课题。

二、课题研究内容

1.手势的表示

手势表示通常是利用手势模型和模型参数来表示的，所以在识别手势的时候首先要要对手势建模，识别是根据手势表示内容而选取手势特征量与模型匹配，由于环境文化和地区的不同会导致了手势的差异，可能会有使用不同的表达方式，所以手势通常是一个不太明确的概念，有时手势表达的含义在不同情景下承载的信息是不同的。比如不同地区表示暂停的时候是左手在上右手在下，而其它地方可能就是右手在上左手在下。

本文设计的关键是对手势的建模训练，尤其是对待识别的手势的确定。具体的应用决定了采用什么样的手势模式，只有建立准确的手势模型才能利用算法进行对识别到的手势做出正确反馈。通常手势建模和手势识别所使用到的方法是相异的，采集手势特征数据的方法也不一样。目前基于数据手套的特征捕获方法是比较常用的采集数据信息的方式，通过选择相应的识别算法实现手势的识别反馈。

2.常用手势识别算法分析

2.1人工神经网络算法

这种算法还具有抗干扰能力和容错性强识别速度快等优点，它能把预处理和识别的过程同时进行处理。在目前的识别领域中，运用的比较多的神经网络是误差反向传播神经网络（简称网络）。BP神经网络结构图算法是一种有监督式的学习算法，它由三部分构成输入层、中间层（也叫隐藏层）和输出层，其中的输入层和输出层的神经元节点是固定的数目，两层之间存在从输入层到输出层的前馈连接和输出层至输入层的反馈连接，只有隐藏层的神经元是可以自由定义的。

在人际交互识别领域中应用神经网络算法进行手势的识别时首先需要有自己的数据库系统，再对采集到的手势数据序列进行算法的训练，使用训练好的网络去识别输入的手势数据信息数据的含义即达到识别手势的目的，识别到后经由计算处理以实现人机交互的目的。神经网络的优点是抗干扰性和容错能力强，缺点是训练量比较大，扩充性不强对时序建模能力差，无法有效处理动作的速率带来的问题。

2.2动态时间规整

动态时间规整曾是语音识别的一种主流方式，它是一种将时间归整与距离测度结合起来的非线性正则化的技术，算法是建立一套科学的时间校准匹配路径将测试模式和参考模式建立起联系的算法。

DTW的算法主要利用的动态编程技术（Dynamic Programming,DP）去实现，它的算法实现是将全局的优化分化成众多的局部最优化。所以在使用算法的时候需要将各局部最优化，已达到全部的最优化。

在DTW算法中由于容易实现和数据的训练简单等优点被用在 ……此处隐藏14687个字……，即Struts+Spring+Hibernate三层架构，这些组件可以进行交互和重用;数据库连接池的统一管理，如果程序需要连接，则从此池中取出一个连接使用，使用完后又返回给该池，这些连接可以互用，从而提高的效率。

另外，在构建开发环境的时候，我们使用MySQL+Tomcat+MyEclipse+CVS，由于这四者的结合已经相当优越，并且MySQL是一个免费的开源数据库，Tomcat是一个免费开源的Web服务器，MyEclipse是一个免费开源的Java集成开发工具， CVS是一个流行的版本控制工具。

在开发模式与开发环境都架构好之后就可着手进行系统的数据库设计与系统原型的构建，这些工作做完之后，就可在系统原型的基础上对系统的各种功能模块进行扩充以至完善，并最后完成此系统的开发交付用户使用。

题目： 计算机辅助网络教学系统探讨

一、研究的背景和意义

当今世界是信息爆炸的时代，信息快速增长并且迅速更新，这一客观现实对教育改革提出了全新的要求。传统的黑板加粉笔的教学手段已无法适应当前大信息量的教学需要，教育体制和教育模式必须有重大变革，才能满足21世纪要求培养高层次、能够适应社会发展、具有创造性人才的需求，所以，必须创造一个在教师指导下学生自主学习的环境。随着现代计算机技术向教育领域的扩展，计算机、多媒体和网络在教育过程中的应用越来越普遍。以计算机为辅助工具的网络教学作为一种全新的教学方式越来越受到人们的重视。所谓网络教育指的是在网络环境下，以学习者为主体，以计算机技术、多媒体技术、通信技术和Internet网络等高新技术为主要教学手段和传播媒体，运用图像、文字、动画、音频和视频等相结合的一种新型的交互式网络教育方式。而网络教学系统是基于这种技术产生的一种具体的应用模式，它是在校园网甚至Internet上建立一个虚拟的教学环境，在这个环境中，可以实现教师备课、讲课，学生自主学习，教师和学生课后交流、答疑、批改作业及考试等教学环节。网络教育打破了传统教育的时空限制、地域限制，使学习者可以按照自己的学习计划在网上学习，能更充分地利用教育资源，为全社会的学习者所共享，使国民可以得到更多、更好的受教育机会。网络教育是一种开放式的教育体系，为知识经济时代的终生教育、终生学习提供了良好的条件。通过建立和完善以计算机辅助工具的网络教学系统，实现从传统教育模式到现代教育模式的转换，实现全国乃至全世界教育资源的共享，是实现对学生个别化终身教育和最终实现我国全民教育终身化的有效途径。

二、文献综述

网络教学的涵义

对于网络教学目前还没有一个统一的、规范的、标准的限定，但可以这样理解，凡是依托计算机网络进行的教学活动，都可以称之为网络教学。它可以有各种各样的方式，如网上实时交互教学、网上实时广播、转播教学及通过网络课件进行的教学等。这里有两个要素：一是计算机网络；二是教学活动。这两个要素缺一不可，必须同时存在，否则就不能称之为网络教学。这样就可以很容易地把当前舆论中的网络教育、网上教学、远程教学、网络化教学、网络辅助教学、计算机辅助教学、网校等概念区分开来，以便于问题的讨论。

网络教学是我国国情的需要

21 世纪，教育是我国国民经济发展最大的支柱和基础产业，网络教学作为一种新兴的教学形式必定得到大力的发展。

网络教学是社会发展的需要

信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势，时代的信息化将使新知识、新事物随时随地的大量涌现。这就要求人们必须从一次性学习走向终身学习，而网络教学则为教育走出校园迈向社会提供了强有力的支持，使教育社会化，学习生活化。网络教学将成为没有围墙的学校，成为社会生活的有机组成部分。

网络教学是学生个性发展的需要

每个学生的个性和文化基础参差不齐，因此对教学方式的要求也千差万别。教师可以通过网络教学系统平台发布教学课件、教学内容等相关的教学信息，为学生提供一个开放性的“虚拟校园”.学生可以根据自己的需要随时随地选择适合自己的学习内容。对遇到的疑难问题可以通过以电子邮件的形式请教同学、教师、有关专家等，甚至还可以和他们展开讨论。在这种个别化、交互式的学习环境中学生的个性会得到充分的发展。

理论基础

用于网络教学的课件设计是在计算机技术、网络技术和多媒体技术的基础上发展起来的，目前有众多的开发工具，并且性能优异，表现能力较强。网络课件通常较大，完全利用现有的网络设施进行下载运行是不现实的，因此，通常主要的课件应配置在学习者的客户机端，这些软件可以利用光盘分发给用户，服务器端则配置教师、学生的信息。为保护课件版权，可以在课件中抽取关键数据存储在服务器中，学习者必须在服务器中取得这些数据才能运行后续的课件。

网络技术

计算机辅助网络教学首先应建立校园网，校园网的建设包括以下关键技术：一是大数据量多媒体信息的存储和管理；二是多媒体信息的快速查询与存取；三是多路并发技术处理和信息共享。目前对这些技术的研究较多，支持产品也较多，起步较早的校园网大多采用以太网、FDDI（光纤分布式数据接口）、100VG–Anylan 等，随着计算机网络的普及和发展，这些网络越来越不能适应应用要求。新兴的千兆以太网和ATM 网就是为适应多媒体信息的传输而发展起来的，但是在校园网中使用ATM 技术附加费用太高，优势并不明显，且ATM 技术还处于发展阶段；而应用千兆以太网技术则具有较强的优势：传输速率是快速以太网的10倍，而价格仅是其2倍左右；具有广泛的产品支持；具有良好的交互操作性。因此对于中小规模的校园网使用千兆以太网作为校园主干网是一种经济而实用的方案。

三、研究的主要内容和方法

1.计算机辅助网络教学系统的发展、研究等

2.计算机辅助网络教学系统的理论和技术支持

3.计算机辅助网络教学系统的可行性研究

4.计算机辅助网络教学系统的需求分析

5.计算机辅助网络教学系统的概要设计

6.计算机辅助网络教学系统的详细设计

7.计算机辅助网络教学系统实现和测试的理论方法

四、主要参考文献

[1]刘时进。网上教学系统的基本体系结构分析[J].中国远程教育。20xx.07

[2]蒋东兴、罗念龙、戚丽、沈培华。校园网络教学系统及其关键技术研究[J].计算机应用。20xx.09

[3]李克东，谢幼如。多媒体组合教学设计[M].科学出版社。1994.

[4]宋云娴。网络教学的现状和未来[J].多媒体世界。1997.2

[5]谢幼如。新型教学模式的探索[M].北京师范大学出版社。1998.

[6]凌兰兰。开放式多媒体网络教学系统构建[J].微机发展。20xx.

五、研究进度

1、07 撰写开题报告

2、07-08撰写论文初稿

3、08-09 修改初稿，与导师讨论，完成论文终稿