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多媒体人机交互技术

本章导读从多媒体技术的角度看，人机交互技术是在计算机具备处理声音、图像、视频等多种媒体信息能力的基础上发展起来的，是多媒体技术的不同应用。另一方面，人机交互技术的研究又促进了多媒体技术的快速发展，充分表现了多媒体技术的交互性。本章将从多媒体信息处理的角度，简单介绍目前已经广泛应用的几种典型的人机交互技术，如触摸技术、手写识别技术、语音识别与合成技术、虚拟现实技术等。同时，还将介绍基于多媒体技术的人机交互界面的发展方向。

本章主要内容12.1人机交互技术概述12.2触摸屏技术12.3OCR与手写识别技术12.4语音识别技术12.5语音合成技术

12.6虚拟现实技术

12.1人机交互技术概述12.1.1人机交互简介人机交互（ComputerHumanInteraction，CHI）也称HCI（HumanComputerInteraction），是研究人、计算机及其相互影响的技术，其核心是人机界面，它是计算机与人之间通信和对话的接口，是计算机系统的重要组成部分。人机交互技术是指通过计算机系统的输入/输出设备，以有效的方式实现人与计算机系统之间信息交流的技术。目前，人们已经能够与计算机系统较为方便地进行交互，具体应用的交互技术有键盘交互、手写文字交互、语音交互、图像与视频交互、多语言交互、虚拟现实系统中的交互等。

12.1.2多模态人机交互1、模态是心理学领域中的一个标准术语，指感知信息的感觉，也就是感觉模态。2、多模态人机交互多模态（Multimodality）人机交互，就是基于智能接口技术，充分利用人的多种感知通道，以并行的、非精确的方式与计算机系统进行交互，旨在提高人机交互的自然性和高效性。

3、多模态人机交互的研究内容1）语音识别、2)理解及合成、3）手势识别技术、4）人脸的研究、5）唇读的研究、6）人体动作的研究。

4、多模态人机交互的基本特点1）使用多个感觉和动作模态；2）三维的和直接操纵的要求；3）允许模糊交互；4）交互双向性；5）交互的隐含性；

12.1.3可视化可视化是指充分利用人们对可视模式快速识别的自然能力，将数据信息和知识转化为一种视觉形成的过程。可视化操作过程可视化科学计算可视化信息可视化利用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中（包括计算结果）的数据转换为图形或图像在屏幕上显示出来，进行交互处理的理论、方法和技术。层次信息可视化多位信息可视化文档（文本）信息可视化Web可视化现代操作系统提供人机交互环境的基本要求，它通过GUI技术来实现

12.1.4新型人机界面的主要特征1）人性化2）自然化3）智能化4）高带宽5）不限制地点6）图示编程(a)交互墙(b)交互桌(c)交互椅图12-1物面用户接口举例

12.2触摸屏技术12.2.1触摸屏简介触摸屏是一种定位装置，安装在显示屏幕前面，它的功能是报告手指（或物体）触摸到屏幕的位置。用户可以直接用手指触摸屏幕以实现与计算机的交互。工作过程：手指或其他物体触摸触摸屏触摸屏控制器检测位置（以坐标形式）通过计算机接口送到CPU确定用户所输入的信息。触摸屏具有界面直观，操作简单，“伸手即得”的优点，大大改善了人与计算机的交互方式。

触摸屏是一种定位装置，安装在显示屏幕前面，它的功能是报告手指（或物体）触摸到屏幕的位置；用户可以直接用手指触摸屏幕以实现与计算机的交互；工作过程：手指或其他物体触摸触摸屏，触摸屏控制器检测位置（以坐标形式），通过计算机接口送到CPU，以确定用户所输入的信息。触摸屏具有界面直观，操作简单，“伸手即得”的优点，大大改善了人与计算机的交互方式。12.2触摸屏技术12.2.1触摸屏简介

12.2.2触摸屏的主要类型矢量压力传感技术触摸屏电阻技术触摸屏电容技术触摸屏红外线技术触摸屏表面声波技术触摸屏等五种类型。其中矢量压力传感技术触摸屏已经被淘汰。依据所采用的技术原理，触摸屏可分为：

1、电阻式触摸屏如右图，当手指接触屏幕，两层OTI导电层出现一个接触点，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比，即可得触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标。从而实现屏幕定位。图12-2电阻式触摸屏

2、电容式触摸屏如右图，用户触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离