學(xué)
生
實
驗
報
告
（理工類）
課程名稱：
人機交互技術(shù)
專業(yè)班級：12軟件工程班
學(xué)生學(xué)號：
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
實驗報告書寫要求
實驗報告原則上要求學(xué)生手寫，要求書寫工整。若因課程特點需打印的，要遵照以下字體、字號、間距等的具體要求。紙張一律采用A4的紙張。
實驗報告書寫說明
實驗報告中一至四項內(nèi)容為必填項，包括實驗?zāi)康暮鸵螅粚嶒瀮x器和設(shè)備；實驗內(nèi)容與過程；實驗結(jié)果與分析。各院部可根據(jù)學(xué)科特點和實驗具體要求增加項目。
填寫注意事項
（1）細(xì)致觀察，及時、準(zhǔn)確、如實記錄。
（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、公式要準(zhǔn)確，應(yīng)使用統(tǒng)一規(guī)定的名詞和符號。
（5）應(yīng)獨立完成實驗報告的書寫，嚴(yán)禁抄襲、復(fù)印，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，以零分論處。
實驗報告批改說明
實驗報告的批改要及時、認(rèn)真、仔細(xì)，一律用紅色筆批改。實驗報告的批改成績采用百分制，具體評分標(biāo)準(zhǔn)由各院部自行制定。
實驗報告裝訂要求
實驗批改完畢后，任課老師將每門課程的每個實驗項目的實驗報告以自然班為單位、按學(xué)號升序排列，裝訂成冊，并附上一份該門課程的實驗大綱。
實驗項目名稱：
圖形用戶界面設(shè)計
實驗學(xué)時：
同組學(xué)生姓名：
實驗地點：
工科樓
實驗日期：
實驗成績：
批改教師：
批改時間：
實驗1
圖形用戶界面設(shè)計
一、實驗?zāi)康暮鸵?/p>
1）熟悉圖形用戶界面的設(shè)計原則
2）利用一種設(shè)計工具完成圖形化的用戶界面設(shè)計
3）記錄系統(tǒng)分析及層次結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程，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；
5）做完實驗后給出本實驗的實驗報告。
二、實驗儀器和設(shè)備
奔騰以上計算機，Windows
XP、Visual
Studio
三、實驗過程
利用常用的設(shè)計工具完成一個通用圖形用戶界面設(shè)計，要遵循界面設(shè)計的一般原則，注意顏色的使用，學(xué)會使用圖標(biāo)、按鈕、屏幕布局、菜單和對話框的設(shè)計。
主要步驟：
(1)
熟悉開發(fā)環(huán)境
(2)
分析所要實現(xiàn)的功能
(3)
編程實現(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(“賬號或密碼有誤，請重新輸入！“,“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、實驗結(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)計的一個重要組成方面，描述了一個軟件的大致功能和風(fēng)格。菜單中的選項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：命令項、菜單項和窗口項。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、提供簡單的錯誤處理、對操作人員的重要操作要有信息反饋、操作可逆、設(shè)計良好的聯(lián)機幫助、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無窮的消息循環(huán)。直到退出消息時，程序才終止。而控制臺程序是一個簡單的直線型結(jié)構(gòu)，運行到最后一段代碼就停止。實驗項目名稱：多通道用戶界面
實驗學(xué)時：
同組學(xué)生姓名：
實驗地點：
工科樓
實驗日期：
月
日
實驗成績：
批改教師：
批改時間：
實驗2
多通道用戶界面設(shè)計
一、實驗?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、實驗要求
（1）記錄系統(tǒng)分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程，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；
（3）做完實驗后給出本實驗的實驗報告。
三、實驗設(shè)備、環(huán)境
奔騰以上計算機，Windows
XP
四、實驗步驟及內(nèi)容
(一)實驗內(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，可以是眼動跟蹤、手勢識別、三維輸入、語音識別、表情識別、手寫識別等。
(二)實驗步驟：
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）)
語音識別多通道用戶界面
定義
隨著計算機技術(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算機溝通。在人機對話方面尋求最好的語音信息交換手段是發(fā)展人機語音通信和新一代智能計算機的主要組成部分。隨著計算機的普及，越來越多的人在使用計算機，如何給不熟悉計算機的人提供一個友好的人機交互手段，逐漸引起了人們的重視。從而也就誕生了計算機語音學(xué)。計算機語音學(xué)覆蓋了廣泛的研究活動，包括語音識別、語音合成、語音編碼、自然語言理解、機器翻譯等。
語音識別技術(shù)是計算機通過識別和理解的過程把語音信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本文件或命令的技術(shù)。當(dāng)人們想對計算機說話時，通常首先需要進(jìn)行語音識別，即將聲音信號轉(zhuǎn)換成單詞流。
發(fā)展歷史
語音識別的研究工作大約開始于20世紀(jì)50年代，當(dāng)時AT&T
Bell實驗室基于共振峰提取技術(shù)實現(xiàn)了第一個可識別十個英文數(shù)字的語音識別系統(tǒng)——Audry系統(tǒng)。
60年代，計算機的應(yīng)用推動了語音識別的發(fā)展。這時期的重要成果是提出了動態(tài)時間規(guī)劃（DP）和線性預(yù)測分析技術(shù)（LPC），其中后者較好地解決了語音信號產(chǎn)生模型的問題，對語音識別的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。
70年代，語音識別領(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，動態(tài)時間歸正技術(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。在實踐上，實現(xiàn)了基于線性預(yù)測倒譜和DTW技術(shù)的特定人孤立語音識別系統(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別技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展，語音識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，同時在實踐上又逐步研發(fā)出效率較高的解決算法。
90年代以來，在美國國防部的Darpa測試、Ears計劃、近期的Gales計劃，以及我國863計劃等推動下，一大批高水平的研究機構(gòu)和企業(yè)加入到語音識別的研究領(lǐng)域，極大地推動了語音識別技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。語音識別系統(tǒng)已經(jīng)從過去的小詞匯量、孤立詞識別、特定人識別、安靜環(huán)境等簡單任務(wù)逐步發(fā)展到大詞匯量、連續(xù)語音、非特定人、噪聲環(huán)境下的識別任務(wù)，從單純的語音識別任務(wù)發(fā)展到語音翻譯任務(wù)，從實驗室系統(tǒng)走向商用系統(tǒng)。
最近年里，語音識別技術(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、語音命令控制、簡單的數(shù)據(jù)輸入和準(zhǔn)備結(jié)構(gòu)化文檔的語音識別工具已經(jīng)開始出現(xiàn)。
主要的研究方法分類
語音識別技術(shù)是計算機通過識別和理解的過程把語音信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的文本文件或命令的技術(shù)。一個完整的語音識別系統(tǒng)應(yīng)包括以下三個部分：
1)
語音特征提取
語音信號在完成模/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，即將語音信號分為有重疊的若干幀，對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)的概率計算。在識別時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)計模型兩種。
語音識別的過程分為三個步驟：預(yù)處理、識別和后處理。
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；波形的自動切分。
首先對模擬語音信號采樣，將其數(shù)字化。連續(xù)語音流切分是找出語音信號中的各種識別基元如音素、音節(jié)、半音節(jié)、聲韻母、單詞或意群等的始點和終點的位置，進(jìn)而將對連續(xù)語音的處理變?yōu)閷Ω鱾€語音單元的處理。語音端點檢測指的也是連續(xù)語音流切分。
2)
識別
包含特征參數(shù)提取；參數(shù)模板存儲及識別。
識別語音的過程，實際上是對語音特征參數(shù)模式的比較和匹配的過程。尋找一個既能充分表達(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。語音識別系統(tǒng)常用的特征參數(shù)有線性預(yù)測系數(shù)、倒頻譜系數(shù)、平均過零率、平均能量、短時頻譜、共振蜂頻率及帶寬等。識別參數(shù)的選擇著眼于能得到高的識別率，由于有些參數(shù)的提取較為復(fù)雜，計算較費時，因而要折衷考慮選用哪些參數(shù)并確定采用哪種識別方法。
3)
后處理
包括自動分詞、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)知識庫中的知識，按一定的推理策略，把識別出來的拼音轉(zhuǎn)換成漢字并理解語句的含義。語言學(xué)知識庫中有詞匯、語法、句法、語義、語用和常用詞語搭配等知識。
發(fā)展前景
21世紀(jì)是信息和網(wǎng)絡(luò)的時代,Internet和移動通信、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都可在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)。語音識別系統(tǒng)的出現(xiàn),會讓人更加自由的溝通,讓人在任何地方,任何時間,對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信息資源和現(xiàn)代化服務(wù)。這必然會成為語音識別技術(shù)研究和應(yīng)用的重要發(fā)展趨勢。
參考文獻(xiàn)
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柳春
語音識別技術(shù)研究進(jìn)展[J]
甘肅科技
[2]
楊尚國
語音識別技術(shù)概述[J]
福建電腦
[3]
熊燕
抗噪聲語音識別技術(shù)研究[J]
中國科技信息
[4]
劉筠
一種新型語音識別系統(tǒng)[J]
成都大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)
[5]
馬斌
基于小波變換的DSP語音識別系統(tǒng)[J]
低壓電器
[6]
英鋒
基于SPCE061A的語音識別系統(tǒng)的設(shè)計[J]
微計算機信息五、討論、思考題
簡要討論人機交互界面的發(fā)展趨勢。
人機交互和計算機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代。但是，計算機科學(xué)家并不滿足于這種現(xiàn)狀，他們正積極探索新型風(fēng)格的人機交互技術(shù)。當(dāng)前語音識別技術(shù)和計算機聯(lián)機手寫識別技術(shù)的商業(yè)成功讓人們看到了自然人機交互的曙光。虛擬現(xiàn)實和多通道用戶界面的迅速發(fā)展顯示出未來人機交互技術(shù)的發(fā)展趨勢是追求所謂“人機和諧”的多維信息空間和“基于自然交互方式的”的人機交互風(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交互的自然性和效率。多通道用戶界面主要關(guān)注人機界面中用戶向計算機輸入信息以及計算機對用護(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算機交互，降低認(rèn)識負(fù)荷；
b.交互高效性，使人機通訊信息交換吞吐量更大、形式更豐富，發(fā)揮人機彼此不同的認(rèn)知潛力；
c.吸取已有人機交互技術(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、專家用戶的知識和技能得以利用，不被淘汰。
我們認(rèn)為，自然人機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交互形式。理想的人機交互模式就是“用戶自由”。
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