图像压缩感知毕业论文

对当前多媒体《计算机应用》CAI系统的设计与实现分析摘要：本文介绍了在校园网上针对《计算机应用》课程，开展多媒体CAI系统的设计方法。阐明了计算机对文本、图像、动画、视频和音频等多媒体信息的综合处理方法，对当前的教学改革具有一定的现实意义。 关键词： CAI；Authorware；校园网；多媒体 1 引言 随着计算机网络技术的发展及迅速普及，校园网越来越显示出其巨大作用。怎样更有效地利用校园网服务于教学，是每一个建立校园网的学校迫切需要解决的问题。同时，随着教育改革的深入，学校招生规模的扩大，热门专业师资的紧缺，建立基于校园网的CAI系统，是完全必要的。 CAI，即计算机辅助教学。它是利用计算机将文字、图形、图像、动画、声音等有机地结合起来，在各种媒体间利用特定的结构建立逻辑连接，集成为具有交互能力的信息系统。在校园网上，建立起网络虚拟教室，制作CAI课件，实现教师授课的影像与电子讲义同步播放，学生可以在不同的地点反复收看教师的讲课实况。它突破了传统教学的时空限制，凭借其数字化、多媒体、信息量大、交互性强的特点，为学生自学与复习提供了一个有效途径。 《计算机应用》是一门专业基础课，中专、高职院都要进行省过级考试，大学也要进行全国的过级考试，许多学校的大部分专业的学生都要学习这一门课程。其内容涉及的范围广，上机练习多。如果只用“口水+粉笔”来进行教学，或只在机房中的计算机上乱操作一成，是很难达到过级要求的。学生多，计算机专业教师少，势必增加教师的负担，那么，制作多媒体《计算机应用》CAI课件发布于校园网上，这是学好这门功课，提高计算机过级率的一个切实可行的办法。 2 系统特点 （1）共享性。本教学软件是在校园网的多媒体教学系统上开发的，凡是网络用户都可点播。 （2）交互性。本教学软件设计了良好的用户界面，采用多媒体交互模型开发，可以自动演示；也可以控制程序单步执行；可以返回上一步执行或重复当前步骤。因此，学习进度、学习内容、学习方式由学生自由选择，还可以通过网络软件所设置的BBS论坛与教师进行交流，与同学相互探讨。 （3生动性。系统采用了动态图形和声音同步解说，将教师影像和教师的电子讲义同步播放，充分利用文本、图形、图像、动画、声音等多媒体手段，使教学活动生动有趣。再通过练习、习题、测试、过级的层次性，不断激发学生的进取精神和求知欲。 （4）开放性。系统设计坚持人性化的原则，用户只需通过操作鼠标就可以进入多媒体课件的各章节，随心怕欲地选择需要学习的知识点。同时，CAI课件还可以不断添加新内容，增加题库和知识点等，使内容不断丰富。 3 软件组成 一般多媒体程序的深度不会超过三层，否则不利于程序开发，也不利于用户浏览使用，本软件只建立了两层结构，第一层由四个大单元组成。四个大单元分别为：基础篇、练习篇、测试篇、过级篇。第二层由多个小单元组成，其中基础篇、实践篇、测试篇根据《计算机应用》教材内容按章节进行编排讲解；过级篇根据学校对各种层次学生的要求进行选择，整个软件结构清晰，便于各种学习层次的学生学习。 金字塔型整体框架 基础篇是：介绍本章的基本概念、基本理论、及基本操作等知识，高职生与中职生可以选学有关内容。 实践篇是：对每一章的相关内容进行实验操作。无论是中职教材还是高职教材都安排了一些实验，这里安排了20个实验供学生使用。 测试篇是：对教材的每一章习题进行解答，并建有动态试题库让学生进行在线自我测试。学生可以知道自己对每一章内容的掌握程度。 过级篇是：由于各省市教育行政管理部门都有自己的过级要求，根据中职与高职各要求的不同，设计了各类过级考试模拟试题，用以检验学生自己的水平。 4 多媒体制作 本软件采用作为多媒体软件开发平台，是由Macromedia新推出的功能非常强大的多媒体制作软件，是目前多媒体软件开发中最流行的开放式开发平台，其主要功能和特点包括：基于流程式的创作方式，提供有关图、文、动画的直接创作处理能力，具有多种交互作用的功能，具有动态链接功能，提供库和模块功能，提供多平台及网络支持等，利用Authorware提供的ShockWave技术可以将作品分段和压缩，这样可直接将作品发布到网上去。因此，Authorware在多媒体软件制作方面有着广泛的应用。 软件中声音的处理 本软件声音为教师讲课时的声音录制而成，声音的录入使用WIN98下的录音机，由麦克风输入的话音经声音技术处理后与背景MIDI音乐合成，网上播放的背景音乐是可选的。 声音的播放采用VB的多媒体控制部件MCI和API函数，使用MCI控件时需要将两个高级接口函数声明： Declare Function Mciexecute Lib “mmsystem”(Byval mci_command As string) As Integer Declare Function Mcisendstring Lib “mmsystem” (Byval mci_command As string,Byval handle As Integer As Integer)As long 这两条语句可以在/WINAPI/中找到，然后利用copy+paste加入程序即可。 在使用多媒体软件播放系统进行声音播放时，的声音图标不支持MIDI音乐播放，可以通过MCISend和MCIExecute函数送MCI命令来控制MIDI音乐的播放。 图像制作 利用扫描仪、数码像机制作的图片，通过photoshop、photostyle等图像处理软件进行图像的校正、调整、加工和转换得到所需的图片。 本软件在图像处理上除了传统的处理方法外，还利用了一些技巧：1）在扫描图片时根据实际所需图片大小决定扫描图片的尺寸，这样可以保证所需要使用的图片容量与清晰度最佳；2）采用位图方式来捕获屏幕图图像，先把获取的图像临时保存到内存里，然后把位图中的图像数据取出来进行处理；3）教学软件中的各类箭头、标注较多，直接在程序中绘制有困难，因此，软件中采用WORD得到图片，然后在“画笔”中进行修改。 动画制作 （1）采用3DMAX制作.AVI动画，然后在Video for windows 中采用VidEdit 进行修改编辑。 （2）直接现场录制教师讲课场景，通过屏幕图像压缩技术，转化为MPEG文件进行播放。为使用户方便视频观看，系统提供暂停、开始/继续、播放位置任意帧定位等技术 （3）通过编程实现一些简单的动画。 （4）利用Active X控件把.GIF画片加入工具箱，然后在程序中引用形成动画。 5 网络应用平台设计 本软件采用实现超文本结构，使用者可以根据自己的喜好选择学习内容和学习路径，使系统适应学生的学 习心理。为了使Authorware编写的软件在Internet上发布，先将Authorware设计的软件打包成.app文件格式，这种文件类型构成了可以发布到Internet上的MIME文件。 本软件采用Internet的client/server模式实现用户浏览，客户端软件通过TCP/IP网络协议和服务端软件通讯协同完成任务。由于需要同时传输音频流、视频流和屏幕图像流，这些媒体必须完成同步，我们使用RSTP作为控制协议，传输协议使用TCP，然后利用流中的时间作为参数，最终在客户端完成同步播放。 6 结束语 在校园网上，使用多媒体《计算机应用》教学CAI系统，将一种图、文、声像并茂的学习场景呈现在学生面前，充分激发学生的学习兴趣和提高学生的接收能力，利用好的学习手段达到一种很好的学习效果。不但《计算机应用》课程可以开发多媒体CAI系统，其它课程也可以进行研发。充分利用教学资源，研发大量的多媒体课件，当前的教学改革将会是一片阳光灿烂。 参考文献 [1]王纪成，赵军等。PC多媒体应用指南 北京：清华大学出版社。1999年 [2]郭启翔，温立，Authorware多媒体创作教程。广州：华南理工大学出版社，1996年 [3]邓宁丰，王伟等。Authorware 实用教程。北京：北京希望电子出版社2002仅供参考，请自借鉴希望对您有帮助

周南润教授、博士生导师、硕士生导师从事专业：信息与通信工程、网络空间安全邮箱：个人简介1976年生，江西吉安人，2005年9月博士毕业于上海交通大学通信与信息系统专业，11月获博士学位，2006年3月至2022年6月在南昌大学信息工程学院工作，2013年评为信息管理与信息系统专业博士生导师，2022年7月调入上海工程技术大学电子电气工程学院。曾入选江西省主要学科学术和技术带头人，江西省＂赣鄱英才555工程＂人选，江西省青年科学家培养对象，江西省高校中青年骨干教师，2019年入选江西省“双千计划”科技创新高端人才，2019年12月聘为二级教授。主持国家自然科学基金面上、地区科学基金等项目共6项，主持完成江西省自然科学基金项目4项。获江西省自然科学奖一等奖(2021年，排第一)1项，江西省教学成果奖二等奖(2010年，排第一)1项。IET Optoelectronics，Frontiers in Physics 副主编，China Communications编委，发表学术论文232篇，其中SCI收录论文158篇，EI收录论文42篇，论文他引4700多次，2020、2021两次入选爱思唯尔中国高被引学者，8篇论文入选ESI高被引论文，2篇论文入选ESI热点论文，1篇论文入选Annalen der Physik封面论文，获授权发明专利13项。指导或联合指导博士研究生8人，指导硕士研究生61人，10次入选江西省优秀硕士学位论文指导教师。主持项目情况国家自然科学基金面上项目：高效半量子密钥分配协议及其安全性研究(编号：61871205)，－.国家自然科学基金地区项目：基于变分量子线路的混合型量子机器学习算法研究(编号：62162041)，－，主持在研.国家自然科学基金项目：图像压缩感知与图像加密融合算法研究(编号：61262084)，－.国家自然科学基金项目：基于量子图像表示与变换理论的图像加密算法研究(编号：61462061)，－年江西省“双千计划”科技创新高端人才项目：网络空间安全.第三批江西省“赣鄱英才555工程”人选计划项目：智能信号处理与信息安全关键技术研究，－年江西省主要学科学术和技术带头人培养对象计划项目：基于迭代超混沌系统的图像加密研究(编号：20162BCB22011)，－.

数字图像处理主要研究的内容有以下几个方面：1） 图像变换由于图像阵列很大,直接在空间域中进行处理,涉及计算量很大.因此,往往采用各种图像变换的方法,如傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术,将空间域的处理转换为变换域处理,不仅可减少计算量,而且可获得更有效的处理（如傅立叶变换可在频域中进行数字滤波处理）.目前新兴研究的小波变换在时域和频域中都具有良好的局部化特性,它在图像处理中也有着广泛而有效的应用.2） 图像编码压缩图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量（即比特数）,以便节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器容量.压缩可以在不失真的前提下获得,也可以在允许的失真条件下进行.编码是压缩技术中最重要的方法,它在图像处理技术中是发展最早且比较成熟的技术.3） 图像增强和复原图像增强和复原的目的是为了提高图像的质量,如去除噪声,提高图像的清晰度等.图像增强不考虑图像降质的原因,突出图像中所感兴趣的部分.如强化图像高频分量,可使图像中物体轮廓清晰,细节明显；如强化低频分量可减少图像中噪声影响.图像复原要求对图像降质的原因有一定的了解,一般讲应根据降质过程建立"降质模型",再采用某种滤波方法,恢复或重建原来的图像.4） 图像分割图像分割是数字图像处理中的关键技术之一.图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来,其有意义的特征有图像中的边缘、区域等,这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础.虽然目前已研究出不少边缘提取、区域分割的方法,但还没有一种普遍适用于各种图像的有效方法.因此,对图像分割的研究还在不断深入之中,是目前图像处理中研究的热点之一.5） 图像描述是图像识别和理解的必要前提.作为最简单的二值图像可采用其几何特性描述物体的特性,一般图像的描述方法采用二维形状描述,它有边界描述和区域描述两类方法.对于特殊的纹理图像可采用二维纹理特征描述.随着图像处理研究的深入发展,已经开始进行三维物体描述的研究,提出了体积描述、表面描述、广义圆柱体描述等方法.6） 图像分类（识别）图像分类（识别）属于模式识别的范畴,其主要内容是图像经过某些预处理（增强、复原、压缩）后,进行图像分割和特征提取,从而进行判决分类.图像分类常采用经典的模式识别方法,有统计模式分类和句法（结构）模式分类,近年来新发展起来的模糊模式识别和人工神经网络模式分类在图像识别中也越来越受到重视.