學(xué)
生
實(shí)
驗(yàn)
報(bào)
告
（理工類）
課程名稱：
人機(jī)交互技術(shù)
專業(yè)班級(jí)：12軟件工程班
學(xué)生學(xué)號(hào)：
學(xué)生姓名：
所屬院部：
指導(dǎo)教師：
——20
學(xué)年
第1
學(xué)期
XX學(xué)院教務(wù)處制
實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫要求
實(shí)驗(yàn)報(bào)告原則上要求學(xué)生手寫，要求書寫工整。若因課程特點(diǎn)需打印的，要遵照以下字體、字號(hào)、間距等的具體要求。紙張一律采用A4的紙張。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫說明
實(shí)驗(yàn)報(bào)告中一至四項(xiàng)內(nèi)容為必填項(xiàng)，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅粚?shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與過程；實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析。各院部可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)具體要求增加項(xiàng)目。
填寫注意事項(xiàng)
（1）細(xì)致觀察，及時(shí)、準(zhǔn)確、如實(shí)記錄。
（2）準(zhǔn)確說明，層次清晰。
（3）盡量采用專用術(shù)語來說明事物。
（4）外文、符號(hào)、公式要準(zhǔn)確，應(yīng)使用統(tǒng)一規(guī)定的名詞和符號(hào)。
（5）應(yīng)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫，嚴(yán)禁抄襲、復(fù)印，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以零分論處。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改說明
實(shí)驗(yàn)報(bào)告的批改要及時(shí)、認(rèn)真、仔細(xì)，一律用紅色筆批改。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的批改成績(jī)采用百分制，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)由各院部自行制定。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告裝訂要求
實(shí)驗(yàn)批改完畢后，任課老師將每門課程的每個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)報(bào)告以自然班為單位、按學(xué)號(hào)升序排列，裝訂成冊(cè)，并附上一份該門課程的實(shí)驗(yàn)大綱。
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：
圖形用戶界面設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：
同組學(xué)生姓名：
實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：
工科樓
實(shí)驗(yàn)日期：
實(shí)驗(yàn)成績(jī)：
批改教師：
批改時(shí)間：
實(shí)驗(yàn)1
圖形用戶界面設(shè)計(jì)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/p>
1）熟悉圖形用戶界面的設(shè)計(jì)原則
2）利用一種設(shè)計(jì)工具完成圖形化的用戶界面設(shè)計(jì)
3）記錄系統(tǒng)分析及層次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程，調(diào)試程序要記錄調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法；
4）編寫程序要規(guī)范、正確，上機(jī)調(diào)試過程和結(jié)果要有記錄，不斷積累編程及調(diào)試經(jīng)驗(yàn)；
5）做完實(shí)驗(yàn)后給出本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
二、實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
奔騰以上計(jì)算機(jī)，Windows
XP、Visual
Studio
三、實(shí)驗(yàn)過程
利用常用的設(shè)計(jì)工具完成一個(gè)通用圖形用戶界面設(shè)計(jì)，要遵循界面設(shè)計(jì)的一般原則，注意顏色的使用，學(xué)會(huì)使用圖標(biāo)、按鈕、屏幕布局、菜單和對(duì)話框的設(shè)計(jì)。
主要步驟：
(1)
熟悉開發(fā)環(huán)境
(2)
分析所要實(shí)現(xiàn)的功能
(3)
編程實(shí)現(xiàn)
程序清單：
界面圖
主程序
using
System;
using
System.Collections.Generic;
using
System.ComponentModel;
using
System.Data;
using
System.Drawing;
using
System.Text;
using
System.Windows.Forms;
namespace
銀行儲(chǔ)蓄處理系統(tǒng)
{
public
partial
class
load
:
Form
{
public
load()
{
InitializeComponent();
}
private
void
Form1_Load(object
sender,EventArgs
e)
{
}
/***************登陸代碼部分**************/
private
void
queding_Click(object
sender,EventArgs
e)
{
if
(textBox1.Text.Trim()
==
““)
MessageBox.Show(“請(qǐng)輸入用戶名！“,“提示“);
else
{
if
(textBox1.Text.Trim()
==
“1234“
&&
textBox1.Text.Trim()
==
“1234“)
{
this.Hide();
Mainform
maiform1
=
new
Mainform();
maiform1.ShowDialog();
}
else
{
MessageBox.Show(“賬號(hào)或密碼有誤，請(qǐng)重新輸入！“,“提示“);
textBox1.Clear();
textBox2.Clear();
}
}
}
/***************退出代碼部分**************/
private
void
quxiao_Click(object
sender,EventArgs
e)
{
this.Close();
}
}
}
using
System;
using
System.Collections.Generic;
using
System.ComponentModel;
using
System.Data;
using
System.Drawing;
using
System.Text;
using
System.Windows.Forms;
namespace
銀行儲(chǔ)蓄處理系統(tǒng)
{
public
partial
class
Mainform
:
Form
{
public
Mainform()
{
InitializeComponent();
}
private
void
Mainform_Load(object
sender,EventArgs
e)
{
}
private
void
退出系統(tǒng)ToolStripMenuItem_Click(object
sender,EventArgs
e)
{
DialogResult
Digrst
=
MessageBox.Show(“是否退出銀行儲(chǔ)蓄處理系統(tǒng)？“,“提示信息“,MessageBoxButtons.YesNo,MessageBoxIcon.Question);
if
(Digrst
==
DialogResult.Yes)
{
Application.Exit();
}
else
if
(Digrst
==
DialogResult.No)
{
return;
}
}
private
void
存款ToolStripMenuItem_Click(object
sender,EventArgs
e)
{
Cunkuan
cun
=
new
Cunkuan();
cun.ShowDialog();
}
}
}
using
System;
using
System.Collections.Generic;
using
System.ComponentModel;
using
System.Data;
using
System.Drawing;
using
System.Text;
using
System.Windows.Forms;
namespace
銀行儲(chǔ)蓄處理系統(tǒng)
{
public
partial
class
Cunkuan
:
Form
{
public
Cunkuan()
{
InitializeComponent();
}
private
void
button2_Click(object
sender,EventArgs
e)
{
if
(textBox1.Text.Trim()
==
“123456“
||
textBox2.Text.Trim()
==
“123456“)
{
Addkehu
addkehu
=
new
Addkehu();
addkehu.ShowDialog();
}
else
MessageBox.Show(“請(qǐng)輸入正確信息！“,“提示“);
}
private
void
button1_Click(object
sender,EventArgs
e)
{
this.Close();
}
}
}
using
System;
using
System.Collections.Generic;
using
System.ComponentModel;
using
System.Data;
using
System.Drawing;
using
System.Text;
using
System.Windows.Forms;
namespace
銀行儲(chǔ)蓄處理系統(tǒng)
{
public
partial
class
CreateRole
:
Form
{
public
CreateRole()
{
InitializeComponent();
}
private
void
button2_Click(object
sender,EventArgs
e)
{
this.Close();
}
private
void
CreateRole_Load(object
sender,EventArgs
e)
{
}
}
}
四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
菜單在圖形界面的應(yīng)用程序中使用得非常普遍，是軟件界面設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成方面，描述了一個(gè)軟件的大致功能和風(fēng)格。菜單中的選項(xiàng)在功能上與按鈕相當(dāng)，一般具有下列一種或幾種類型的選項(xiàng)：命令項(xiàng)、菜單項(xiàng)和窗口項(xiàng)。菜單的結(jié)構(gòu)一般有單一菜單、線狀序列菜單、樹狀結(jié)構(gòu)菜單、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)菜單等，其中樹狀結(jié)構(gòu)菜單是最常見的結(jié)構(gòu)。
界面要具有一致性、常用操作要有快捷方式、提供簡(jiǎn)單的錯(cuò)誤處理、對(duì)操作人員的重要操作要有信息反饋、操作可逆、設(shè)計(jì)良好的聯(lián)機(jī)幫助、合理劃分并高效地使用顯示屏、保證信息顯示方式與數(shù)據(jù)輸入方式的協(xié)調(diào)一致
五、討論、思考題
圖形用戶界面的應(yīng)用程序與控制臺(tái)應(yīng)用結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別體現(xiàn)在哪些地方？
圖形界面程序基于一個(gè)無窮的消息循環(huán)。直到退出消息時(shí)，程序才終止。而控制臺(tái)程序是一個(gè)簡(jiǎn)單的直線型結(jié)構(gòu)，運(yùn)行到最后一段代碼就停止。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：多通道用戶界面
實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：
同組學(xué)生姓名：
實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：
工科樓
實(shí)驗(yàn)日期：
月
日
實(shí)驗(yàn)成績(jī)：
批改教師：
批改時(shí)間：
實(shí)驗(yàn)2
多通道用戶界面設(shè)計(jì)
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?)
了解常見的多通道用戶界面
2)查找資料，熟悉一種多通道用戶界面并寫出綜述
二、實(shí)驗(yàn)要求
（1）記錄系統(tǒng)分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程，調(diào)試程序要記錄調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決辦法；
（2）編寫程序要規(guī)范、正確，上機(jī)調(diào)試過程和結(jié)果要有記錄，不斷積累編程及調(diào)試經(jīng)驗(yàn)；
（3）做完實(shí)驗(yàn)后給出本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、環(huán)境
奔騰以上計(jì)算機(jī)，Windows
XP
四、實(shí)驗(yàn)步驟及內(nèi)容
(一)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:
要求上網(wǎng)查找資料，熟悉一種多通道用戶界面并寫出綜述，可以是眼動(dòng)跟蹤、手勢(shì)識(shí)別、三維輸入、語音識(shí)別、表情識(shí)別、手寫識(shí)別等。
(二)實(shí)驗(yàn)步驟：
1)借助圖書館的中英文參考文獻(xiàn)資料以及網(wǎng)絡(luò)，確定出一種多通道用戶界面；
2)完成對(duì)該多通道用戶界面的綜述(包括定義、發(fā)展歷史、當(dāng)前的應(yīng)用、主要的研究方法分類、以及發(fā)展前景以及中英文參考文獻(xiàn)（至少各5篇）)
語音識(shí)別多通道用戶界面
定義
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們迫切需要一種更加自然的、更加能為多數(shù)人所接受的方式與計(jì)算機(jī)溝通。在人機(jī)對(duì)話方面尋求最好的語音信息交換手段是發(fā)展人機(jī)語音通信和新一代智能計(jì)算機(jī)的主要組成部分。隨著計(jì)算機(jī)的普及，越來越多的人在使用計(jì)算機(jī)，如何給不熟悉計(jì)算機(jī)的人提供一個(gè)友好的人機(jī)交互手段，逐漸引起了人們的重視。從而也就誕生了計(jì)算機(jī)語音學(xué)。計(jì)算機(jī)語音學(xué)覆蓋了廣泛的研究活動(dòng)，包括語音識(shí)別、語音合成、語音編碼、自然語言理解、機(jī)器翻譯等。
語音識(shí)別技術(shù)是計(jì)算機(jī)通過識(shí)別和理解的過程把語音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本文件或命令的技術(shù)。當(dāng)人們想對(duì)計(jì)算機(jī)說話時(shí)，通常首先需要進(jìn)行語音識(shí)別，即將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成單詞流。
發(fā)展歷史
語音識(shí)別的研究工作大約開始于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)AT&T
Bell實(shí)驗(yàn)室基于共振峰提取技術(shù)實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)可識(shí)別十個(gè)英文數(shù)字的語音識(shí)別系統(tǒng)——Audry系統(tǒng)。
60年代，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用推動(dòng)了語音識(shí)別的發(fā)展。這時(shí)期的重要成果是提出了動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)劃（DP）和線性預(yù)測(cè)分析技術(shù)（LPC），其中后者較好地解決了語音信號(hào)產(chǎn)生模型的問題，對(duì)語音識(shí)別的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。
70年代，語音識(shí)別領(lǐng)域取得了較大進(jìn)展。在理論上，LP技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，動(dòng)態(tài)時(shí)間歸正技術(shù)（DTW）基本成熟，特別是提出了矢量量化（VQ）和隱馬爾可夫模型（HMM）理論。在實(shí)踐上，實(shí)現(xiàn)了基于線性預(yù)測(cè)倒譜和DTW技術(shù)的特定人孤立語音識(shí)別系統(tǒng)。
80年代，MFCC的參數(shù)提取技術(shù)和HMM模型的深入使用使得語音識(shí)別技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展，語音識(shí)別的問題逐步在理論體系上得到了比較完整和準(zhǔn)確的描述，同時(shí)在實(shí)踐上又逐步研發(fā)出效率較高的解決算法。
90年代以來，在美國(guó)國(guó)防部的Darpa測(cè)試、Ears計(jì)劃、近期的Gales計(jì)劃，以及我國(guó)863計(jì)劃等推動(dòng)下，一大批高水平的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)加入到語音識(shí)別的研究領(lǐng)域，極大地推動(dòng)了語音識(shí)別技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。語音識(shí)別系統(tǒng)已經(jīng)從過去的小詞匯量、孤立詞識(shí)別、特定人識(shí)別、安靜環(huán)境等簡(jiǎn)單任務(wù)逐步發(fā)展到大詞匯量、連續(xù)語音、非特定人、噪聲環(huán)境下的識(shí)別任務(wù)，從單純的語音識(shí)別任務(wù)發(fā)展到語音翻譯任務(wù)，從實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)走向商用系統(tǒng)。
最近年里，語音識(shí)別技術(shù)的顯著進(jìn)展，帶來了高性能的算法和系統(tǒng)。用于語音撥號(hào)、語音命令控制、簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)輸入和準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)化文檔的語音識(shí)別工具已經(jīng)開始出現(xiàn)。
主要的研究方法分類
語音識(shí)別技術(shù)是計(jì)算機(jī)通過識(shí)別和理解的過程把語音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本文件或命令的技術(shù)。一個(gè)完整的語音識(shí)別系統(tǒng)應(yīng)包括以下三個(gè)部分：
1)
語音特征提取
語音信號(hào)在完成模/數(shù)轉(zhuǎn)換后，還要進(jìn)行特征提取，一方面為了獲得語音的本質(zhì)特征；另一方面還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的壓縮。目前通用特征提取的方法是基于語音幀的，即將語音信號(hào)分為有重疊的若干幀，對(duì)每一幀提取語音特征。
2)
聲學(xué)模型
聲學(xué)模型是用于從語音到音節(jié)的概率計(jì)算。在識(shí)別時(shí)將提取的語音特征與聲學(xué)模型比較并匹配，以獲得最佳的識(shí)別效果。目前廣泛采用的聲學(xué)建模法有：隱馬爾科夫模型建模和上下文相關(guān)建模。
3)
語言模型
語言模型用于計(jì)算從音節(jié)到字的概率。目前，語言模型主要有：規(guī)則模型和統(tǒng)計(jì)模型兩種。
語音識(shí)別的過程分為三個(gè)步驟：預(yù)處理、識(shí)別和后處理。
1)
預(yù)處理
包含波形硬件采樣率的確定、分幀的大小和幀移策略的確定；剔除噪聲的帶通濾波、高頻預(yù)加重處理、各種變換策略；波形的自動(dòng)切分。
首先對(duì)模擬語音信號(hào)采樣，將其數(shù)字化。連續(xù)語音流切分是找出語音信號(hào)中的各種識(shí)別基元如音素、音節(jié)、半音節(jié)、聲韻母、單詞或意群等的始點(diǎn)和終點(diǎn)的位置，進(jìn)而將對(duì)連續(xù)語音的處理變?yōu)閷?duì)各個(gè)語音單元的處理。語音端點(diǎn)檢測(cè)指的也是連續(xù)語音流切分。
2)
識(shí)別
包含特征參數(shù)提??；參數(shù)模板存儲(chǔ)及識(shí)別。
識(shí)別語音的過程，實(shí)際上是對(duì)語音特征參數(shù)模式的比較和匹配的過程。尋找一個(gè)既能充分表達(dá)語音特征又能彼此區(qū)別的、較穩(wěn)定的特征參數(shù)是很重要的。語音識(shí)別系統(tǒng)常用的特征參數(shù)有線性預(yù)測(cè)系數(shù)、倒頻譜系數(shù)、平均過零率、平均能量、短時(shí)頻譜、共振蜂頻率及帶寬等。識(shí)別參數(shù)的選擇著眼于能得到高的識(shí)別率，由于有些參數(shù)的提取較為復(fù)雜，計(jì)算較費(fèi)時(shí)，因而要折衷考慮選用哪些參數(shù)并確定采用哪種識(shí)別方法。
3)
后處理
包括自動(dòng)分詞、詞類分析、詞義分析、詞用分析、語法分析、句法分析、同音詞判別等。后處理是利用語言學(xué)知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，按一定的推理策略，把識(shí)別出來的拼音轉(zhuǎn)換成漢字并理解語句的含義。語言學(xué)知識(shí)庫(kù)中有詞匯、語法、句法、語義、語用和常用詞語搭配等知識(shí)。
發(fā)展前景
21世紀(jì)是信息和網(wǎng)絡(luò)的時(shí)代,Internet和移動(dòng)通信、固話通信的網(wǎng)絡(luò)把全球各地連接起來。自然口語對(duì)話、電子商務(wù)、信息索取、數(shù)字圖書館、語音翻譯、遠(yuǎn)程教育等一系列的人類活動(dòng)都可在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)。語音識(shí)別系統(tǒng)的出現(xiàn),會(huì)讓人更加自由的溝通,讓人在任何地方,任何時(shí)間,對(duì)任何事都能夠通過語音交互的方式,方便地享受到更多的社會(huì)信息資源和現(xiàn)代化服務(wù)。這必然會(huì)成為語音識(shí)別技術(shù)研究和應(yīng)用的重要發(fā)展趨勢(shì)。
參考文獻(xiàn)
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福建電腦
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熊燕
抗噪聲語音識(shí)別技術(shù)研究[J]
中國(guó)科技信息
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劉筠
一種新型語音識(shí)別系統(tǒng)[J]
成都大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)
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馬斌
基于小波變換的DSP語音識(shí)別系統(tǒng)[J]
低壓電器
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英鋒
基于SPCE061A的語音識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]
微計(jì)算機(jī)信息五、討論、思考題
簡(jiǎn)要討論人機(jī)交互界面的發(fā)展趨勢(shì)。
人機(jī)交互和計(jì)算機(jī)用戶界面剛剛走過基于字符方式的命令語言式界面，目前正處于圖形用戶界面時(shí)代。但是，計(jì)算機(jī)科學(xué)家并不滿足于這種現(xiàn)狀，他們正積極探索新型風(fēng)格的人機(jī)交互技術(shù)。當(dāng)前語音識(shí)別技術(shù)和計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)手寫識(shí)別技術(shù)的商業(yè)成功讓人們看到了自然人機(jī)交互的曙光。虛擬現(xiàn)實(shí)和多通道用戶界面的迅速發(fā)展顯示出未來人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是追求所謂“人機(jī)和諧”的多維信息空間和“基于自然交互方式的”的人機(jī)交互風(fēng)格。多通道用戶界面與多媒體用戶界面一道共同提高人機(jī)交互的自然性和效率。多通道用戶界面主要關(guān)注人機(jī)界面中用戶向計(jì)算機(jī)輸入信息以及計(jì)算機(jī)對(duì)用護(hù)意圖理解的問題，它所要達(dá)到的目標(biāo)可歸納為如下方面：
a.交互自然性，使用戶盡可能多地利用已有的日常技能與計(jì)算機(jī)交互，降低認(rèn)識(shí)負(fù)荷；
b.交互高效性，使人機(jī)通訊信息交換吞吐量更大、形式更豐富，發(fā)揮人機(jī)彼此不同的認(rèn)知潛力；
c.吸取已有人機(jī)交互技術(shù)的成果，與傳統(tǒng)的用戶界面特別是廣泛流行的WIMP/GUI兼容，使老用戶、專家用戶的知識(shí)和技能得以利用，不被淘汰。
我們認(rèn)為，自然人機(jī)交互模式是以直接操縱為主的、與命令語言特別是自然語言共存的人機(jī)交互形式。理想的人機(jī)交互模式就是“用戶自由”。
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