gui设计论文范文

时间:2023-03-17 02:35:15

gui设计论文

gui设计论文范文第1篇

关键词:GUI;界面;设计原则

1什么是虚拟现实交流服务平台

(1)什么是GUI界面设计?所谓界面的概念,它存在于人与物之间的信息交流,存在于人与物信息交流的一切领域。广义上讲它的内涵要素极为宽泛,可将设计界面定义为设计中所面对、所分析的一切信息交互的总和,它反映着人与物之间的关系。GUI(Graphical User Interface)即人机交互图形化用户界面,准确来说就是屏幕产品的视觉体验和互动操作部分,我们常见的有电脑操作平台及软件产品、移动手机操作平台、数码产品、车载系统产品、智能家电器等。本论文研究的是电脑操作平台上的软件产品。所以说GUI界面设计就是设计师发挥出自己的才能设计出人机相互交互的图形视觉化和互动操作的屏幕。

(2)什么是虚拟现实交流服务平台?虚拟现实――顾名思义是指虚拟化的一个现实场景,但是在这个虚拟的世界中它呈现的功能却是现实存在的。如何把握虚拟与现实的结合是我们研究的重点。虚拟现实交流平台指的是在虚拟世界中与现实世界的相互交融。运用虚拟化的场景给人以现实的体验,甚至实现其现实功能(在虚拟中体现现实实际)。如何实现这个功能,这就需要一个平台,也就是需要一个人机交互界面,即虚拟与实际的结合:虚拟世界的视觉享受,精神愉悦,情感流露及与现实世界的功能性、简易性、方便性、可操作性,完善丰富的有机结合。

2创建虚拟现实交流服务平台的基本原则

(1)功能性原则。虚拟现实交流服务平台GUI整体界面设计在人机交互平台的功能性原则下保证交互界面的合理性和明确性。GUI设计需要设计师的理性思维和感性思维的结合,在设计中增强理性因素,如界面的布局合理、逻辑思维清晰、导航流程简易。“如何更容易了解,如何令人更加舒适?如何更为简单的传达?如何才能让人感动?――这些才是衡量设计师的信息处理能力的尺度”。所以设计师要充分考虑各个元素在界面中给人以美的享受,给人一张亲切的面孔,而不是冷漠的机器,所以在此功能性原则上需要技术与艺术相统一。

(2)艺术性原则。在当今社会丰富多样化的年代,GUI界面也不是一成不变的固定模式,为了实现不同人群的需要,在功能合理性的基础上更需要界面的审美性和艺术性。作为一名GUI设计师,要充分考虑设计审美的意识,使各个元素在界面中有机结合。提升人们对美的认识,愉悦人的心情,给人以美的视觉享受,从而更加促进人们对美的追求,提高社会审美意识,最终获得更大的经济利益,推动社会的发展。

(3)动态化原则。虚拟现实交流服务平台GUI设计动态化原则,GUI界面设计不仅不是二维平面静止的状态,而且需要有三维空间、四维时空或者五维时空速度,而现实生活中不存在四维或五维空间。但是在人机交互中我们可以利用GUI界面设计虚拟这么一个不存在的世界。它可以穿透时空、速度进入另一个世界,在这个世界即具有二维的平面画面、三维立体,而且还具有时间与空间的变换,情感与思维认识的演变等多维因素。因为“富有动感的物体往往十分引人注目。运动是释放能量、活力四射的象征。我们经常对比考虑动与静,动意味着行动,而静意味着思考。实际上即使是静,如果加以动感描绘也可以在一瞬间吸引人们的目光。但是静的作品,与其说其目的在于瞬时的沟通,倒不如说是在穿越时间的对话。……静的作品必须有动的要素,而动的作品中也必须有静的要素。”从而实现技术与艺术在时空中的完美融合,这是GUI设计的终极目标。而实现这一终极目标进入这个世界只要我们轻轻点击交互平台。

(4)交互性(图标运用、场景交换)原则。虚拟现实交流服务平台GUI设计的交互性原则,主要指交互界面中图标与场景的合理运用。“人们使用网络的体验往往是通过与某类服务组织的交互形成的”。界面设计中实现其功能主要依靠图标的引导,使界面与界面之间相互跳转,而图标就是这类服务组织界面内容的高度概括,而且实现动态化的三维、四维甚至是五维空间就必须是图标与场景的相互交互,图标吸引人们去点击进入界面。在点击进入的过程中,场景画面的运动转换呈现出不同的内容,就是给人以运动中的虚拟化的时间观念。这种依交互性而产生的虚拟化时空,使GUI设计具有极为丰富的趣味性。同时,界面的趣味性也表现在它不同部分的风格多样化。

(5)风格多样性原则。一套UI产品,它必须有统一的风格,这主要是品牌形象的确立(如腾讯整套界面的设计)。但GUI界面设计不是一成不变的,它不是简单的固定的模板式设计,它具有多样性,因为“一件设计产品是不是令人愉陕,是不是富有美感,不但与产品功能形式有关,而且与使用者和观赏者有关,使用者和观赏者的趣味和心理起着极为重要的作用。从物品的设计本身的功能形式来说,也许是完美的,但未必受人喜欢。”所以在GUI界面设计中要考虑它的适用人群。

(6)协调性原则。GUI整体界面设计中要从整体系统的多维角度去思考设计的问题,需要功能、情感、美感与环境的协调统一。这四部分不是孤立存在的,它们不仅具有合理的操作流程,而且应具有清晰的视觉流程和视觉美感。1)GUI界面的功能和可操作性,没有功能的UI产品是空洞的,不具有任何实际意义。2)任何一个产品或平面视觉传达作品都不能脱离它的整体环境,在一个完整的UI产品中,它的图标、界面、风格都是统一的,脱离这一整体环境任何元素它都是孤立的。3)GUI设计界面最直接的是首先给人以视觉体验,这种视觉体验存在着确定性与不确定性,它刺激人的情感,只有设计的作品抓住使用者的那种情感,才能有可能勾起使用者进一步体验UI产品的功能。所以我们需要把各个部分的元素在功能的前提下整合为一体,再运用艺术的手法再把这一体熔于一炉,充分体现人性的追求。

3结论

gui设计论文范文第2篇

关键词:Matlab GUI;信号与系统;教学辅助

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)26-0158-03

Development of Teaching Assistanceplatform for Signal and System Based on Matlab

LU Ying,ZHONG Li-hui*,LI Sha,XU Quan-yuan

( College of Computer and Informatin, SouthWest ForestryUniversity, Kunming 650024, China)

Abstract:Signal and system is the professional basic course in the major of electronic and information engineering which is complex and difficult to teach and learn. Combined with the teaching reform of the major, we have designed teaching assistance platform for signal and system based on Matlab. The platform which related closely to the teaching problem has the advantages of simple operation and visual image.It includes 8modules(chapters) and 55 interfaces,which contains the courseware, key point, dynamic simulation of important algorithms and after-school exercises and answers. Among them, algorithm simulation part is adjustable which not only has the simulation results, but also shows MATLAB program source code. The practice has proved that the platform can greatly enhance the teaching effect and learning efficiency. In addition, it is scalable and can be used as a teaching aid for other signal processing courses.

Key words:Matlab GUI; signal and system; teaching assistance

“信号与系统”是电子信息工程专业的一门基础主干课程,它以信号特性和处理等工程问题为背景,结合高等数学、线性代数、复变函数、电路分析等理论对确定性信号进行时域、频域和复频域分析,是将学生从电路分析的知识领域引入信号处理与传输领域的关键课程,也对后续专业课程如“通信原理”、“数字信号处理”等起着承上启下的作用[1]。该课程概念抽象,数学公式推导较为繁杂,结果较难理解。该课程的传统教学方式多采用单一的理论教学,或配有少数硬件设备诸如信号与系统实验箱等以进行少学时的实验教学。由于硬件设备价格昂贵,数量有限,加上实验学时的限制,学生主要依靠做习题来巩固和理解教学内容,对课程中大量应用性较强的内容不能实际动手设计、仿真和分析,严重影响并制约了教学效果。为了从一定程度上缓解学生在学习过程中存在理论和实践严重脱节的问题,论文采用面向对象程序设计方法及层次化思想,基于Matlab的图形用户界面GUI(Graphic User Interface)设计了“信号与系统”教学辅助平台。借助该平台,可帮助学生更好地理解和掌握信号处理中的基本理论和分析方法,激发学习兴趣,从而达到良好的教学效果。

1平台总体结构框图

平台的总体功能框图如图1所示。平台和教学内容保持一致,以章节内容进行划分,包括8大模块: 55个GUI界面。为简化每个基本模块的设计,论文采用层次设计方法,将每个基本模块又分解为若干个子模块,子模块下面还可以包括子模块。章节模块包含课件,知识点,重要算法的动态仿真,课后习题及解答。其中算法仿真模块结构框图如图2所示。限于篇幅,论文后续仅抽取部分章节进行介绍。

2仿真平台的Matlab GUI设计

2.1登录界面

登录界面是用户访问平台的第一个界面,如图3所示。出于对安全性的考虑,用户需要输入正确的用户名和密码后方可进入,其中用户名和密码存储在excel文件中。

2.2主界面

登录成功后则进入系统主界面,如图4所示。主界面以菜单的形式列出每一章节的内容。

2.3参数可调的连续信号运算

连续信号基本运算包含时移、反折、尺度变换三种,如图5所示。在文本框中输入变换量,点击相应按钮后,便可看到变换后的波形图,同时显示matlab程序源代码。

2.4参数可调的常用离散信号

参数可调的常用离散信号可产生四种基本序列:正弦序列、单位脉冲序列、单位阶跃序列和指数序列,如图6所示。且根据不同序列设置了不同参数。

2.5卷积积分

匹配教学用幻灯片上的范例求两连续信号的卷积积分,如图7所示,并将其卷积结果显示在同一界面中,同时显示示matlab程序源代码及重要结论。

2.6傅里叶级数

匹配教学用幻灯片上的范例求周期信号的傅里叶级数,如图8所示。分别通过6张图显示傅里叶级数展开后的谐波特性,即合成谐波次数越多越接近真实波形;低次谐波振幅较大,是组成原始波形的主体;高次谐波振幅较小,影响波形的细节等信息。同时通过单击“源代码”按钮可查看matlab程序源代码,方便学生进一步理解并修改程序。

2.7傅里叶变换的时移特性

匹配教学用幻灯片上的范例,同时配合输入的时移量显示频域的时移性质,如图9所示。时移特性表明,信号在时域中沿时间轴右移或左移t0等效于其频谱乘因子[e±jwt0],即信号时移后,幅度频谱不变,只是相位频谱发生了线性变换,产生了附加变化([±wt0])。

2.8习题及解答

该界面以图片形式显示课后习题,并通过“习题解答”按钮打开习题答案,如图10所示。

3 结束语

基于Matlab GUI开发的信号处理教学辅助平台已全面运用到我校“信号与系统”的教学过程中。平台紧扣教学大纲进行设计,信息量大,交互性强,操作方便,无需特殊硬件支持,成本低,十分便于推广,是课堂演示实验以及课外实验的有效辅助工具。可使学生学习抽象概念的同时,观察到相应知识点的具体形象的演示及编程源代码,使原本抽象、枯燥的物理概念变得直观、生动,极大程度提高了学生的学习兴趣及编程仿真能力。

参考文献:

[1] 王土央,高原.信号与系统分析课程实验教学改革探索[J] .实验技术与管理,2011,28(12).

[2] 罗华飞.MATLAB GUI设计学习手记(第2版)[D].北京航空航天大学出版社,2014.

[3] 甘俊英,胡异丁. 基于MATLAB的信号与系统实验指导[D].清华大学出版社,2010.

[4] 任蕾,周纪.“信号与系统”课程教学仿真演示平台[J].电脑知识与技术,2015,11(21).

gui设计论文范文第3篇

关键词 嵌入式;Qt;SQLite

中图分类号TP212 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)43-0211-02

The Design of Embedded Bus Query System

DAI Yanjiong

School of Computer and Communication HNU, ChangSha 414000,Hunna Province,China

Abstract Due to the rapid urbanization, the population increase, traffic more and more crowded. In order to alleviate traffic pressure, public transport will play a key role, and the humanized service is not perfect. This paper studies how to use embedded system as the platform, using Qt do graphical interface design, use of backend data SQLite database support. And finally complete functions such as the line inquires bus.

Keywords embedded;Qt;SQLite

0 引言

汽车尾气中还含有大量的NOx、HC及CO等污染物,是大气中形成光化学烟雾和酸雨的主要原因[1]。目前对于尾气污染问题有以下几种解决方向:安装排气净化装置、采用新的动力源、倡导更健康的出行方式[2]。尽量更多的选择公共交通工具,对于缓解城市的交通压力起到关键的作用。本论文的着重点在于如何为公交乘客提供更加人性化的服务,利用嵌入式技术在公交车上安装终端系统,实现用乘客的人机交互。通过简单便捷的操作方式,便能实现如公交线路查询、公交换乘、查询站点周边银行、酒店、餐饮、超市、药店等服务。

1 系统整体框架

首先,选择一个适当的硬件平台,移植适当的嵌入式操作系统。再在系统里面移植用于人机交互的GUI(Graphical User Interface,图形用户界面),以及用于存储、查询数据的数据库。数据库为查询系统提供数据支持,GUI为查询系统提供界面支持。整体框架见图1。

2 硬件选择及框架

在这里我们选择了采用ARM920t内核的S3C2440A微处理器,S3C2440A是三星公司推出的16/32位RISC微处理器,它价格较低、低功耗、高性能。选择LCD显示及触摸屏作为显示与交互模块。本系统考虑到不同需求,设计了串口通信、USB、以太网接口,以满足不同的需要。系统硬件整体设计框图如下图2所示:

3 软件平台的选择

1)嵌入式系统的选择。Linux操作系统作为开源的嵌入式操作系统,被人们广泛应用。其支持众多嵌入式平台,并支持各种GUI各种工具和数据库的操作系统;

2)GUI的选择。Qt作为一个跨平台的C++图形用户界面库,为应用程序开发者建立艺术级的GUI(图形用户界面)所需要的功能。本系统选择的是Qt4.5.0版本;

3)数据库的选择。本系统选择的数据库是SQLite, SQLite是一款轻型的数据库,是为嵌入式产品量身打造的数据库。占用资源非常的低,可能只需要几百K的内存就够了。

4 公交查询系统的设计

4.1 数据库建立

系统的目标是完成公交线路的查询以及站点的查询。根据这个要求建立一个bus.db的数据库,里面设计两个表。一个表名Route(线路),另一个表明BusStop(公交站点)。Route里面以BusRoute(公交线路)作为主键, BusStop里面以Initial(首字母)作为主键。以下为创建表过程:

create table Route(BusRoute primary key,bp1,bp2,bp3……………);

表1的内容以1路公交车为例: 1 , 站名1,站名2,站名3,站名4………。

Create table BusStop(Initial primary key,busstop,rt1,rt2,rt3……);

表2 的内容以”雷锋镇”站为例:L,雷锋镇,线路1,线路2………。

将公交的信息输入Route,BusStop后数据库就完成了。

4.2 Qt程序的设计

Qt为数据库操作提供了专门的多个类,提供了查询、插入、创建等功能。下面是Qt访问数据库的代码:

ui->setupUi(this);

QSqlDatabase db = QSqlDatabase::addDatabase("QSQLITE");

db.setDatabaseName("bus.db");

db.open();

公交查询系统的界面是用Qt提供的Designer 工具编写的。查找Route表的代码如下:

QString rm = ui->find_comboBox->currentText();

QSqlQuery query("select * from Route where BusRoute = "&rm&"" ,db);

QString name1,name;

while(query.next())

{

for(int i = 0; i < 51;i ++)

{

name = query.value(i).toString();

name1 = name1 + "-" +name;

if(query.value(i).toString()==NULL)break;

}

}

ui->find_textEdit->setText(name1);

以上就完成了对Route表的线路查询,实现见图3。

4.3 其它功能

本系统出来完成查询功能外,还可以提供电子地图、景点介绍、餐饮、超市、商场查询。设计的过程与原理和上节讲述基本相同,这里不再说明。实现见图4。

参考文献

[1]周小霞,刘作华.汽车尾气净化技术现状及发展[J].压声与声光,2003(10).

[2]张国勇,王卫友.浅谈汽车尾气危害及控制措施[J].长江大学学报自然科学版,2009(6).

gui设计论文范文第4篇

关键词: 高等数学; MATLAB; GUI编程; 教学辅助系统; 演示模块

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2017)05-64-04

Design and implementation of higher mathematics computer aided teaching

demonstration system based on MATLAB GUI

Liu Bing1,2

(1. Chengde Petroleum College, Chengde, Hebei 067000, China; 2. Hebei Instruments and Meters Engineering Technology Research Center)

Abstract: According to the teaching status of higher mathematics course and the geometric meaning of important mathematical concepts and the mathematical thought that it contains, in the higher mathematics course, using MATLAB language for GUI programming, a higher mathematics computer aided teaching demonstration system for each teaching module is developed. The system is comprehensive in content, interactive, simple operation and intuitive demonstration, which is beneficial to the understanding of the concepts. The application of this system can stimulate students' interest in learning, and improve the teaching effect and teaching quality.

Key words: higher mathematics; MATLAB; GUI programming; computer aided teaching system; demonstration module

0 引言

高等笛[1]课程一直是高等院校绝大多数专业的必修基础性课程。在传统的高等数学教学模式中,教师是教学活动的主体,教师对数学概念的定义与对相关定理及结论的推导会贯穿整个课堂教学。由于学生很少参与知识的形成过程,一直处于被动的学习状态,所以学生学习效果差。高等数学计算机辅助教学[2-6]是计算机技术与数学软件进入数学教学后出现的一种新型教学模式,此种教学模式将先进的计算机技术引入到数学教学过程中,借助于计算机技术将数学概念所蕴含的数学思想及其几何意义可视化、形象化,进而可实现教学内容的直观化、通俗化,改善教学效果,提高教学质量。

当前,在高等数学计算机辅助教学中,常用的开发工具主要有PowerPoint、Flash等。这些软件虽然都可以在不同程度上实现对高等数学教学内容的辅助教学作用[2-3],但都存在比较明显的不足。例如,软件本身所具有的科学计算功能微乎其微;教学演示过程中无法做到对概念的准确与定量的描述,且它们的主要作用都体现在放映效果上,缺乏与操作人员的交互性。与这些软件不同,Matlab[7-10]是一款具有高性能的数值计算与可视化功能的软件,它既能进行科学计算,又具有面向对象的图形技术与GUI功能[11-12]。利用该软件所提供GUI图形界面编程机制,可以使开发者轻松的设计与开发出自己所需的人机交互性良好的应用程序。近年来,伴随着MATLAB软件自身技术的不断进步及其在各领域的应用,出现了许多利用MATLAB GUI开发的高等数学辅助教学系统[4-6]。这些系统可以起到一定的教学辅助效果,但系统的演示效果单调、乏味,且对概念的演示较为肤浅,对学生的直观理解帮助很大。此外,系统的演示内容也较为单薄,对于高等数学中的一些重要知识点并未涉及。因此,本文利用Matlab的 GUI编程,从高等数学课程的教学现状出发,依据高等数学课程中各重要数学概念的几何意义及其数学思想,开发出了一种针对于高等数学各个教学模块的辅助教学演示系统。与文献[4-6]中的系统相比,本系统交互性良好,系统的设计理念与设计原则均来源于教学实践,且演示内容全面,演示效果生动、深刻,能准确揭示出所演示概念的本质。

1 演示系统的设计与开发

在高等数学课程教学中,对各个重要数学概念的理解与掌握是最关键的。概念掌握了,与概念相关的其他教学内容,包括一些定理、推论等也就不难理解了。而对于概念的理解与掌握,最关键的是要借助于其具体的几何意义。基于此,本系统的演示对象主要针对的是高等数学课程中一些主要教学模块所包含的重要数学概念,而系统的设计依据与演示内容则为各个演示对象(即数学概念)的几何意义。

1.1 系统的演示内容

高等数学课程的教学内容繁多,本系统重点针对四大教学内容,分别是一元函数微分学、一元函数积分学、空间解析几何和多元函数微分学。这四大教学内容中,每部分都包含许多重要的数学概念,有导数、微分、空间曲面及偏导数等等。整个演示系统共有17个教学演示模块,如图1所示。

1.2 系统主界面的设计

系统主界面的设计主要是菜单栏的设计。菜单栏选项与图1中系统各个教学演示模块是相对应的,其设计是通过MATLAB GUIDE所提供的菜单编辑器来实现的。系统主菜单共有6项,其中主要菜单项有4项,分别为一元函数微分学菜单项、一元函数积分学菜单项、空间解析几何菜单项和多元函数微分学菜单项。而对于每一个主菜单项,又会包含许多子菜单项,这些子菜单项即为最终要演示的具体对象。主界面设计完成后,运行效果如图2所示。

2 系统的演示效果

本系统的演示模块数量较多,由于篇幅所限,在此我们从空间解析几何和多元函数微分学两个主菜单中各选出一个演示模块,来对整个系统的教学演示效果加以说明。

2.1 “柱面的认识与绘制”教学模块的演示效果

“柱面的认识与绘制”教学演示模块从属于系统中的空间解析几何主菜单项。柱面是高等数学空间解析几何教学中的一类重要的空间几何图形,它有两类基本构成要素:一个是准线,一个是母线。教材中,重点学习的是准线在坐标面上,母线垂直于该坐标面的柱面。在传统的板书及PPT教学方式下,部分内容的难点在于,教师无法实现对任意给定的此类柱面的直观绘制,这又率寡生很难理解与认识此类空间几何图形。

运行本演示模块,可得如图3(a)所示界面。在界面的参数设置区中首先选择柱面类型,这里选择“准线在xoy面,母线平行于z轴”类型,然后再输入准线函数表达式2*x^2+x-2(即准线在xoy面的表达式为y=2x2+x-2),单击“绘制图形”按钮,得到图3(b)所示界面。

由以上演示过程易见,该演示模块可实现对所学任意类型柱面的绘制。图3(b)实现了对“准线在xoy面,母线平行于z轴”类型柱面的绘制,通过改变选择的柱面类型并修改准线表达式,还可以绘制出其他类型的柱面。如图4,此时,绘制的为“准线在zoy面,母线平行于x轴”且准线表达式为的柱面。

2.2 二元函数偏导数的几何意义教学模块的演示效果

“二元函数偏导数的几何意义”教学演示模块从属于系统中的多元函数微分学主菜单项。偏导数是多元函数微分学教学内容中的核心概念,同时,也是学习与解决多元函数全微分、多元函数极值与最值等各类问题的基础。学习与掌握多元函数偏导数的概念关键是要去理解其几何意义。众所周知,多元函数偏导数的实质为一元函数的导数,因此,其几何意义仍为曲线在某点处切线的斜率。以二元函数z=f(x,y)为例,其在点(x0,y0)处对x偏导fx(x0,y0)的几何意义为曲面z=f(x,y)与平面y=y0的交线在点(x0,y0,f(x0,y0))处切线的斜率;其在点(x0,y0)处对y偏导fy(x0,y0)的几何意义则为曲面z=f(x,y)与平面x=x0的交线在点(x0,y0,f(x0,y0))处切线的斜率。在传统的板书教学与PPT演示教学中,此部分教学内容的难点在于教师不能够灵活、直观、准确地绘制出任意所给定的二元函数z=f(x,y)所表示的曲面与相应平面的交线,这样,致使学生对于其几何意义的认识不直观、不深刻。

运行该模块,可得如图5(a)所示界面。在该界面中,当在参数设置区内输入二元函数的表达式f(x,y)及(x0,y0)点的具体值并选择求偏导的类型后,当点击“计算偏导”按钮,可以计算出输入的二元函数在输入点(x0,y0)处关于选定的偏导的类型的偏导数。之后,当点击“演示几何意义”按钮,可形象直观地绘制出相应计算出的偏导数的几何意义。例如,当输入的二元函数为2*x^2+x*y^2+x*y(即书面中的函数2x2+xy2+xy),x0为1,y0为1,选择求偏导类型为“对x求偏导”,点击“计算偏导”按钮,之后,点击“计算偏导”按钮,可形象直观地绘制出其几何意义,如图5(b)。

由图5(b)易见,该演示模块可实现对所输入的任意二元函数在任意点(x0,y0)处的偏导数。本例中,求得的f(x,y)在点(1,1)处对自变量x的偏导值fx(1,1)为6。除此以外,该演示模块最大的优势在于可以直观、生动的演示出fx(1,1)的几何意义。由图5(b),易知,该演示模块界面左侧的空间直角坐标系中可显示出此时曲面z=2x2+xy2+xy与平面y=1的交线;而与此同时,为了更直观的来理解fx(1,1)的几何意义,演示模块界面右侧,则将该交线从空间直角坐标系中分离出来,将其放置在平面y=1内部的平面直角坐标系(该坐标系横轴为x轴纵轴为z轴)内,此时该平面曲线在点(1,4)的切线(即图5(b)中右侧坐标系中红色的切线)的斜率即为fx(1,1)的几何意义。当然,通过改变偏导的类型,选择“对y求偏导”,也可以类似的获得f(x,y)在点(1,1)处对自变量y的偏导值fy(1,1)及其几何意义。

3 结束语

本文中所研发的基于MATLAB GUI的高等数学辅助教学演示系统,人机交互性良好,演示内容全面,演示手段丰富且演示效果生动、深刻,能准确的揭示出所演示数学概念的本质,因而,更能贴近于教学实践。从实践教学活动中的应用来看,学生对系统的交互性使用及其演示效果均较为满意。下一步,计划将高等数学中一些更为复杂的教学模块(包括多元函数积分学及级数等)引入到模块中来,从而实现对整个高等数学课程知识点的全覆盖。

参考文献(References):

[1] 同济大学数学系.高等数学[M].高等教育出版社,2007.

[2] 薛春明.高等数学多媒体辅助教学的几点思考[J].科技信息,2010.19:156

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[4] 时红霞.高等数学实验教学的应用研究[D].西安建筑科技大学硕士学位论文,2006.

[5] 崔秋珍.基于MATLAB的高等数学试验系统设计与图形界面系统实现[D].西安建筑科技大学硕士学位论文,2006.

[6] 许仨.高等数学多媒体教学系统的设计与实现[D].贵州大学,2010.

[7] 胡晓冬,董辰辉.MATLAB从入门到精通[M].人民邮电出版社,2010.

[8] 陈杰.MATLAB宝典[M].电子工业出版社,2007.

[9] 葛哲学.精通MATLAB[M].电子工业出版社,2008.

[10] 张志涌,杨祖樱.MATLAB教程[M].北京航空航天大学出版社出版,2015.

[11] 罗华飞.MATLAB GUI设计学习手记[M].北京航空航天大学出版社出版,2014.

gui设计论文范文第5篇

该滤波器幅频特性自动测试仪的功能是能够输出可调频率的正弦波给被测滤波器,并测量经过滤波电路后的正弦波信号的变化,从而得出被测电路的幅频特性。下面是幅频特性检测的大致步骤即本文安排:第一章是前言,介绍了课题的研究背景,国内外对幅频特性测试系统的研究现状,以及论文的选题背景及意义。第二章主要是系统的系统设计部分,首先对滤波器的设计原则与方法进行了介绍,然后设计了一个六阶带通滤波器,对电路原理进行了设计仿真,最后提出了系统设计原理、设计指标与系统结构。第三章主要介绍了硬件电路部分的设计输入与设计输出。采用直接数字式频率合成的方法产生正弦波。选取LM324作为幅度控制电路,矩阵式键盘用来完成功能选择、参数输入。第四章主要是信号处理部分,单片机与上位机之间进行串口通信,方便进行数据处理、仿真,最后进行绘图。第五章主要介绍图形用户界面GUI,系统测试方法与不同测试方法对比,章末进行了误差分析。第六章对整篇文章进行总结,最后提出改进措施。

3滤波器幅频特性自动测试系统硬件电路设计……………………17

3.1正弦扫频信号发生模块………………17

3.1.1正弦扫频信号方案选择………………17

3.1.2 DDS基本原理………………18

3.1.3 DDS芯片介绍………………19

3.1.4 AD9833芯片波形产生原理 ………………20

3.1.5 DDS硬件设计………………20

3.2数据处理及控制电路………………22

3.3幅度控制模块………………23

3.3.1芯片简介………………24

3.3.2幅度控制电路………………24

3.4键盘及显示模块………………25

4滤波器幅频特性自动测试系统软件设计……………… 31

4.1软件幵发环境………………31

4.2软件设计方法………………32

4.3系统流程图………………37

5滤波器幅频特性自动测试系统测试方法……………… 39

5.1 GUI图形用户界面………………39

5.2系统测试………………40

结论

gui设计论文范文第6篇

关键词:ARM 嵌入式系统 GUI

中图分类号:TP391.41 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)12-0000-00

嵌入式系统已经渗入到我们生活的方方面面,该系统涉及的领域非常广泛,其技术的研究与开发具有很大的实际应用价值。人们在日常生活中经常接触到具有嵌入式系统的产品,该系统可以应用在各个领域的设备当中,人们可以简单将其理解为一种为特定设备服务,软硬件可裁剪的计算机系统。

1ARM-LINUX嵌入式系统的概述

嵌入式系统具有体积小、软硬件可裁剪、功能专一的特点,该系统必须与其他设备相结合才能发挥其优势,具有很强的专用性,并且价格低廉。嵌入式系统是一个精简的计算机系统,与PC系统有很多不同的方面,该系统在很多领域中逐渐代替PC系统成为核心处理器的“新星”。本文以ARM-LINUX嵌入式系统为例,简述其研发及其应用。

ARM是高性能的RISC机器,即在RISC构架的基础上的高性能处理器,也是设计公司的名字。该处理器已经渗入到各个领域,具有体积小、耗能低、造价低、性能高、兼容性好等优势。

LINUX是嵌入式系统中最为常见的操作系统之一。该操作系统具有源代码开放、高效稳定的内核、良好的开发环境、支持多种硬件设备和文件系统,其特点决定其系统有助于用户了解嵌入式开发和运行的全过程。常见的LINUX系统有RT-LINUX嵌入式系统和uCLinux嵌入式系统。

嵌入系统中的GUI是图形用户接口的简写,是在嵌入式系统中为特定的硬件设备或环境设计的图形用户界面系统。嵌入式系统中的GUI由于嵌入式系统的特点,其具有占用一定的储存空间,运行速度快、可靠性高便于移植和订制,成本低的特点。

2 ARM-LINUX嵌入式GUI的研发

2.1建立软件开发环境

工欲善其事,必先利其器。想要顺利完成ARM-LINUX嵌入式GUI的研发必然要为其创建良好的环境。开放环境的创建主要内容包括操作系统、编译器、调试器、集成开发环境以及各种辅助工具等。LINUX系统的安装需要独立安装在PC机的磁盘分区,操作者在安装之前需要备份数据,并确定有足够的磁盘空间供安装软件。对于初学者而言建议下载安装Ubuntu Linux8.04这一版本;该系统将需要安装的软件打包,直接安装软件包。主要软件安装后仅仅能够完成编译和调试的功能,因此还需安装autoconf、automake等辅助软件;该软件系统为用户提供图形界面,但是命令行工具也十分重要。Linux的工具具有专一性的特点,对于复杂功能的使用是通过不同程序应用进程间数据共享的方法进行组合,从而实现复杂的指令;Linux系统普遍选取vi编辑器,改编辑器功能十分强大,Vi编辑器支持编辑模式、浏览模式、插入模式和可视模式,并且小,更有利于在嵌入式系统中使用;该系统常用的搜索工具是find和grep搜索工具,find是用于查找文件,grep是用于查找文件内容;FTP工具是标准的互联网传输协议,其用于网络文件传输;串口工具minicom广泛应用与嵌入式开发,其可以实现复杂的串口通信功能;集成开发环境简称IDE,其功能主要将编辑、编译、和调试等功能的工具软件集成在一起,ARM专用的集成开发环境是ADS,其包括程序库、命令行开发工具图形界面、调试工具代码编辑器等工具。

2.2 Qt的移植

嵌入式设备基本上已经提供图形界面,可以避免嵌入式输入输出限制鼠标和键盘的使用障碍,可以提高人机交流的效率。利用Linux系统的开放性我们可以接受自由软件图形库和图形界面。我们常见的嵌入式图形界面(GUI)有GNOME、KDE、QT、MiniGUI等。Qt程序库是跨平台的程序库,改程序库为GUI程序提供一个完整的开发环境,并支持Linux系统下进行开发。首先要下载和安装Linux版的Qt集成开发环境,第一次使用Qt集成开发环境需要对其进行配置。Qt图形库是一个组织严谨、结构设计科学合理的C++类库。Qt图形库利用QWidget机制管理图形界面窗口上控件的布局,简单来说就是一个多个控件的容器,并且可以控制控件的位置,并且该机制可以支持控件的层次关系的布局,允许布局里面子布局的存在,即可以将多个控件放在一个布局里进行分类,再把不同类型的布局放在一个布局里,实现区域管理和集中管理的目的;对话框程序设计是最常见的一类界面,该界面具有专一性,其是用来完成特定的任务,例如打开文件对话框、查找对话框等界面;Qt在嵌入式系统中使用专用的Qtopia,其本质是一个软件包的集合,其便于用户在Linux系统的环境下建立和使用图形界面,其为用户提供管理界面和辅助工具,当然用户也可以不通过Qt管理界面直接运行,仅仅需要通过交叉编译就可以实现在嵌入式系统上运行。

3结语

综上所述,ARM-LINUX嵌入式系统GUI的研发仍然存在很大的发展潜力,发挥嵌入式系统体积小、功耗低、成本低、功能强大的特点,完全符合市场智能化、微型化的发展趋势。ARM可移植的特性实现内核芯片的切换,提高PC机的性能,因此ARM-LINUX嵌入式的GUI具有很大优势,便于其在各个领域中的推广。

参考文献

[1]唐敏,赵正红,林昕.基于ARM-LINUX嵌入式GUI的研究与开发[J].微计算机信息,2012(7).

[2]张磊,王亚刚.基于MiniGUI的嵌入式图形界面的研究与实现[J].计算机技术与发展,2015(2).

[3]王敦锋,朱名日,周信东.自动煮糖控制系统嵌入式GUI的设计与实现[J].自动化与仪表,2011(5).

gui设计论文范文第7篇

图形用户界面(Graphical User Interface,简称 GUI,)是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。它是一种结合了计算机科学、心理学、美学、行为学,以及各商业领域需求分析的人机系统工程,强调人、机和环境三者作为一个系统而进行的总体设计。

这种面向客户的系统工程设计主要依靠视觉以及手动控制,实现以图形用户界面为载体的人机交互过程,其操作过程简洁直观,易于掌握[1]。如比较成熟的图形界面有Apple的Mac系统、Microsoft的Windows系统和HTC的Android等。

二、游戏界面设计的基本原则

游戏界面设计的核心理念就是使用户在游戏过程中能够充分体验人机交流和人性化操作所带来的愉悦感。一个成功的操作界面的布局、色彩的搭配及图像的使用等要遵循一定的基本原则。根据调研结果与游戏用户的评价,以及对国内外触屏游戏的分析与参考,简单概括有以下几点:

(一)可操作性强,易于使用

根据游戏的内容和适用人群的定位,确定游戏的主要功能和界面的布局。游戏的相关功能和操作图标,要做到简洁明了,让用户一目了然的知道如何操作,充分享受游戏的乐趣。

(二)界面设计风格要统一

优秀的游戏界面设计的前提是美观、整体感强。界面的色彩搭配、背景选取和图标的摆放位置要尽量统一,以便加强游戏的整体性,有利于用户加深对产品的印象。

(三)习惯性原则

《人本界面》一书阐明[2]:要特别留意利用人们习惯形成的特性来设计界面,以使得用户养成顺利进行的工作习惯。键盘上的26个字母的排列是无序的,它是按照人们的使用习惯来设计的。包括各种网络游戏和单机游戏的基本操作,虽然风格和内容上各有不同,但基本的操作按键都大体相同。

(四)注重可视性

《设计心理学》一书提到[3]:注重可视性、给用户提供正确的操作线索、让用户得到操作动作的反馈。这就要求图标的设计要贴近生活,做到所见即所得。比如音量按钮的设计,其外形可借鉴生活中的旋钮来暗示用户通过转动来进行调节。

三、App游戏设计及实例分析

用户在进行游戏时,大部分都是些零碎的时间片段,因此不会有太多的精力和耐心去阅读游戏中大量的文字。这样的特点注定了游戏界面中图多字少的设计。所以,图文的合理搭配是游戏界面成功的前提。

当用户欣赏完游戏中的CG片头之后,接触到的第一个画面就是游戏的GUI主菜单界面。用户首先接触的应该是具有可操作功能的图标,当点击相应图标后,游戏便执行相关的命令。此时,合理的布局和形象的图标设计决定了用户接受信息的效率。所以,优秀的GUI设计会以最简单的元素、最适宜的色彩风格来传达信息,让用户在操作之前,就已经明白该如何使用。

App游戏的类别大致可分为动作游戏、街机游戏、策略游戏、养成游戏、教育游戏、和探险类游戏等。其中动作游戏和智力游戏受欢迎度较高。它成功的秘诀除了自身的AppStore商店的便捷性运营模式之外,游戏的设计也有其不可复制的特点。

(一)App游戏设计的特点

1.界面美观,趣味感强

漂亮的事物总会受到关注与好感,游戏的操作界面和整体风格要足够漂亮。作为一款App游戏,最大的重点就在于人性化的操控界面。同时,有趣的内容、搞笑的画面都会让玩家充分享受游戏过程。

2.由浅入深,不断树立新的目标

游戏的设定要从简单开始,随着玩家的深入,在游戏过程中不断被激励,从而逐步去挑战更高的难度。这就需要不断的为玩家设立新目标,完成一个后,再去做下一个。而缺乏目标感的游戏会让人感觉索然无味。

3.分享与竞争

玩家在每关结束后所得的分数,可以通过社交工具分享给好友。独乐乐不如众乐乐,玩家受到关注后,会有一定的认同感与存在感。同时,通过排行榜排名的方式,更能激发玩家的斗志,从而获得一定竞技乐趣。

4.完善的后台服务

游戏在进行过程中都会遇到一些问题,玩家会将问题及时反馈到客服,即问即答、细心周到的服务,是提高游戏认可度的关键。

(二)触屏游戏的市场现状

目前生产主流触屏设备厂商主要有Apple、Samsung、Android等。在其中几款触屏游戏中,最受欢迎的是切水果、愤怒的小鸟和跑酷等。经调查分析获知,玩家之所以喜欢这些游戏,在于游戏操作容易上手,画面美观,具有趣味性和竞争性。

但随着各类公司争相推出新的触屏游戏,制作成本大幅的降低,更新周期的不断缩短,导致一些游戏在内容上同质化严重,在玩法上没有任何的创新,游戏的界面设计不够美观,按钮的比例和摆放位置缺乏人性化以及整体音效的协调性一般,都会让玩家在游戏过程中产生乏味感。因此,针对这些问题,除了完善以往游戏设计的缺陷,还需考虑不同用户的审美需求和使用习惯等因素,充分调动听觉、视觉、触觉及整体的交互性,带给用户多感官的体验。

四、App游戏《国民教育委员会》的概念设计和需求说明

本游戏是一款基于App应用的2D版触屏游戏,游戏将运行在iPad、iPhone或者IPod Touch平台上。该游戏类型属于经典的智力问答,即在有限的时间内,通过回答从卡通动漫到天文地理的各类问题,采取逐关升级的方式,从幼儿园开始到大学直到毕业,问题全部答对后会自动解锁下一等级,让玩家在充满趣味性的游戏过程中获取相关的专业知识。

(一)游戏的概念设计

每一款游戏都有自己的设计风格和相应主题,在游戏整体风格的要求下,设计者的创作就必须符合整体游戏的需要。

本游戏的设计概念来源于1993年台湾街机版的《民国教育委员会》,以经典的智力问答为框架,通过优化画面质量、增加题目难度、增添游戏互动性和趣味性,以适配当今游戏环境的各种需要,同时唤起人们的怀旧情结,满足人们对时尚、趣味和审美的不断追求,让玩家在娱乐中增长知识。

(二)目标设定人群

本游戏目前只在年轻人中最受追捧的苹果设备上运行,根据用户反馈以后会在多种平台上运行和推广。目标的受众人群主要以大学生和一、二线城市中的白领,因他们的生活规律比较紧凑,在较快的工作和学习节奏中,往往没有完整的时间去做自己的事情。游戏通过利用此类用户的碎片时间,使玩家能够通过游戏来放松心情。

(三)用户的体验设计

游戏界面是否美观、是否无障碍操作、能否适应目标人群,这些都需要经过一定的测试和在用户评论中得知。游戏GUI界面的主要功能就是能够让用户在第一时间快速开始游戏,而不是像普通软件那样一页页的翻看操作说明。

本游戏集合了现有App软件的各种特性,在实现画面和声音以及操控的和谐统一之外,对游戏菜单的简洁化处理和图标的直观化做了相应的设计。通过投掷骰子的方式选择相应问题,解答关卡的问题后通过投掷骰子的方式继续向前直到终点。全部操作过程只需手指触摸屏幕,游戏过程中玩家可以在了解各种文化知识的同时,结合诙谐搞笑的画面让知识的获取过程不再枯燥乏味,充分调动娱乐性与文化性,激发用户的学习能力以及游戏的创造性,为人与机器之间搭建情感的桥梁。

结语

游戏界面的可操作性,包括手眼协调、条件反射和难度递增等,是游戏可玩性的一个基本要素,对于操作复杂的游戏,还应具备供玩家解读和操作的相关资料,帮助玩家快速上手。通过对各要素之间的分析与研究,运用设计心理学、人机工程学、设计艺术等多方面学科的理论知识,探索出GUI界面设计的内在规律和核心理念。

可以预见,在未来很长一段时间内,触屏类游戏仍处于主流。界面的设计应该追求更佳的可用互效果,作为设计者还要有敏锐的时尚洞察力才能跟得上时展的脚步。同时,游戏图形界面的合理性和交互性无疑将是其发展的重要方向之一。

注释

[1] 刘金晓:《人机交互界面定制及生成工具的研究与开发》,9页,华北电力大学(北京)硕士学位论文,2007。

[2] 拉斯基:《人本界面》,18~19页,北京,机械工业出版社,2004。

[3] 唐纳德.A.诺曼:《设计心理学》,10页,北京,中信出版社,2003。

参考文献

1 Alan Cooper:《交互设计之路》,北京,电子工业出版社,2006。

2 拉斯基:《人本界面》,北京,机械工业出版社,2004。

3刘金晓:《人机交互界面定制及生成工具的研究与开发》,华北电力大学(北京)硕士学位论文,2007。

gui设计论文范文第8篇

关键词 模糊控制;MATLAB;电力系统稳定器

中图分类号TP13 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2013)88-0235-02

0 引言

本文从改善电力系统稳定性的角度出发,将模糊控制理论应用于电力系统发电机励磁设备附件(PSS)控制上,建立用于研究低频振荡的电力系统模型;分析PSS抑制电力系统低频振荡的原理;将模糊控制理论应用于电力系统稳定器设计,设计了典型的模糊性电力系统稳定器Mamdani型模糊稳定器;应用MATLAB软件建立单机无穷大系统,对于设计的模糊性电力系统稳定器进行计算机仿真,检验其在不同运行方式下的控制效果;应用MATLAB软件搭建GUI界面,更加充分展示模糊控制的电力系统稳定器的控制效果。

1 电力系统动态分析模型及PSS作用机理

ke和kec构成“量化因子”模块;ku是“比例因子”模块。这两个模块对模糊控制器输入、输出的清晰值信号具有比例缩放作用,是模糊控制器的输入、输出接口,它们除了使其前后模块匹配外,还有改善模糊控制器某些性能的作用。

“模糊控制器核心”框内的D/F模块完成清晰量转换成模糊量的运算、完成根据输入模糊量A*进行近似推理运算,得出模糊量U,F/D模块完成把模糊量U转换成清晰量的运算。

3 模糊电力系统稳定器(FPSS)的MATLAB实现及仿真

3.1 MATLAB下传统模糊稳定器CPSS的实现与仿真

从MATLAB的Simulink模块和PSB模块拖入发电机模型、励磁系统模型、发电机测量模型、变压器模型、负载模型、线路故障模型,无穷大电源模型,增益模型,示波器模型,常数模型,阶跃模型。搭建好单机无穷大系统并设置好相关参数并初始化后,只需从MATLAB PSB中拖入自带的PSS即本文称为CPSS,参数使用默认值,CPSS的输入信号使用发电机转速偏差,输出信号接入励磁系统的Vstab。

仿真一为发电机输入有功功率增大控制效果仿真,此时线路故障设置为无,通过使用阶跃模块在发电机正常运行1s后,使输入的有功功率增加25%,观察发电机的励磁电压,转速偏差,有功功率,功角情况;仿真二为线路在2s时发生三相短路,0.2s后故障切除,观察发电机的励磁电压,转速偏差,有功功率,功角情况。

安装电力系统稳定器(PSS)的单机无穷大系统,无论是在发电机有功功率增加或者线路发生三相短路时,PSS都能够提高系统的动态响应性能,使系统尽早恢复稳定,仿真其他情况与此类似,但是传统的电力系统稳定器的控制效果并不是最优,系统最后仍然存在小的波动。

3.2 Mamdani型模糊电力系统稳定器设计

设计的Mamdani型模糊电力系统稳定器是二维的,输入量依次是转速偏差信号和转速偏差信号的偏差,输出信号为PSS的输出。在MATLAB下运用模糊工具箱设计Mamdani型模糊电力系统稳定器设计步骤如下:

1)对于仿真的电力系统,确定,,的大致范围。可在仿真时给系统加大扰动,把扰动后,的变化范围作为输入量的论域;由此,可确定量化因子和比例因子。

2)通过不断仿真试验,在MATLAB模糊工具箱下:

、和都取七级模糊变量语言即可满足控制要求。依次设为负大NB,负中NM,负小NS,零Z,正大PB,正中PM,正小PS。

模糊控制规则的按如下思想制定:当为Z,为Z时,说明系统是稳定的,的输出为Z;当为Z,为PS时,说明系统有正加速度的趋势,的输出为PS来迅速抑制偏差增大的趋势,使系统保持稳定;当为Z,为NS时,说明系统有负加速度的趋势,的输出为NS来迅速抑制偏差为负的趋势,使系统保持稳定。

在MATLAB模糊工具箱下单击,弹出输出量曲面观测窗,设计的Mamdani型模糊电力系统稳定器的输入量与输出量的空间曲面的光滑,表明输出近乎连续,不会存在对应一个输如,没有输出的现象。

3.3 Mamdani型和CPSS型模糊电力系统稳定器仿真

设计好的模糊稳定器的控制效果如何,本文通过在MATLAB Simulink 模块拖入一个微分模块,对转速偏差信号进行微分作为模糊控制器的输入信号,把设计的模糊控制器接入单机无穷大系统。

仿真一为发电机输入有功功率增大控制效果仿真,此时线路故障设置为无,通过使用阶跃模块在发电机正常运行1s后,使输入的有功功率增加25%,观察发电机的励磁电压,转速偏差,有功功率,功角偏差情况;仿真二为线路在2s时发生三相短路,0.2s后故障切除,观察发电机的励磁电压,转速偏差,有功功率,功角偏差情况。

安装模糊电力系统稳定器(FPSS)的单机无穷大系统与传统电力系统稳定器(CPSS),无论是在发电机有功功率增加或者线路发生三相短路时,FPSS都能够大幅度提高系统的动态响应性能,使系统尽早恢复稳定,仿真其他情况与此类似,充分说明模糊电力系统稳定器(FPSS)控制效果的智能型,鲁棒性更强。FPSS的控制效果优于CPSS。

4电力系统稳定器GUI设计实现

在本文设计的GUI界面里,播放背景音乐与停止背景音乐按钮可以实现背景音乐的播放与停止,当不选择任何稳定器时,点击开始仿真,程序会提示你至少选择一种稳定器;当选择了稳定器,没有选择仿真情形时,点击开始仿真按钮, 程序也会提示你选择一种仿真情形,选择两种仿真情形时,点击开始仿真按钮,程序同样提示你选择一种仿真情形,当稳定器和仿真情形选择正确时,点击开始仿真,程序就会开始运行,并会显示仿真情形,仿真曲线条数,结束后显示四种观测曲线。

5 结论

同时,模糊规则及隶属函数的选取,量化因子,比例因子对模糊控制的控制效果影响很大。本论文采用的是二维模糊控制,选取的是偏差信号及其它的导数,同时本文的量化因子和比例因子选取的是常数,通过阅读相关文献,如果能够动态的修改量化因子和比例因子能够取得更好的控制效果,这也是本论文设计模糊稳定器值得改进的地方。

参考文献

[1]石辛民,郝整清.模糊控制及其MATLAB仿真[M].清华大学出版社,2008:1-10,89-125.

gui设计论文范文第9篇

关键词:图像数据决策表;贝叶斯算法;MATLAB GUI;图像分类

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2012)28-6779-03

图像分类是一个具有重要应用价值的研究课题。目前,关于图像分类的研究主要集中在图像特征的提取和图像分类器的研究。在准确提取图像特征的基础上,如何有效的对图像进行分类,关键在于分类系统的设计。分类系统设计的主要问题在于分类器的设计和特征量的选择。贝叶斯分类是一种典型的分类器,本文在贝叶斯算法的基础上实现了对两类图像的分类器设计。

MATLAB是高效的数值计算的可视化科技应用软件和编程语言之一。图形用户界面(Graphical User Interfaces,GUI)是提供人机交互的工具和方法。MALAB 图形用户界面开发环境(Graphical User Interfaces Developmen Envronment,简称GUIDE)提供了一系列创建用户图形界面(GUI)的工具。这些工具极大的简化了GUI设计和生成的过程。

1 贝叶斯算法简介

模式识别分类问题是对待识别的对象提取观测值,然后根据观测值进行分类。首先建立识别对象的训练集,其中每点的类别已知,根据这些条件,建立判别函数,通过现有的样品估计判别函数中的参数,然后用此判别函数去对类别未知的样品进行判定。

1.1 贝叶斯法则

贝叶斯法则是对主观判断的一种修正方法,是指当样本足够多时,样本概率与总体概率近似。一般情况下,事件A在事件B的条件下的概率,与事件B在事件A条件下的概率不相等,然而,这两者是有确定关系的,贝叶斯法则就是这种关系的描述。

1.2贝叶斯决策

贝叶斯法则只是一种方法,是从大的方向上讲,要将它细化又可以分为许多的具体实施的决策。如果统计知识完整,贝叶斯决策理论是一种最优分类器。贝叶斯分类器是分类错误概率最小或者是平均风险最小的分类器。其设计方法属于一种基本的统计分类方法。

1.3 基于最小错误概率的贝叶斯决策

2 图像分类识别系统实现

2.1 HSV颜色空间

HSV颜色空间比较其它的颜色空间更适合人的视觉特性。其中包含色调H(Hue)、饱和度S(Saturation)和亮度V(Value)。色调H表示表示光的颜色,饱和度S表示光的浓度,亮度V表示光的明暗程度。在基于内容的图像检索中,应用这种颜色空间模型会更适合用户的视觉判断。

2.2颜色空间的量化

根据人的视觉分辨能力的分析,颜色大致划分为如下9种:红、黄、绿、青、蓝、紫、黑、灰和白,依据这九种颜色就可以大致描述一幅图像。因此,可以根据这九种颜色来大致确定图像的主颜色特征。具体量化方法可见文献[5]。

2.3分块主色的实现

本文对图像二维空间进行4*4的划分。对其中每一个分块,统计出像素最多的那种颜色作为主色,建立图像的颜色特征向量。分块主色法是统计图像每个分块主色来突出颜色的空间关系,适用于主题位置相对固定的分类问题,对于变化较大的图像效果会明显减弱。

2.4 主要MATLAB程序

利用MATLAB程序特点进行模式识别算法编程减少了编程的工作量,对于一个成功的软件来说,其内容固然应该是第一位的,但除此之外,图形界面的优劣往往也决定着该软件的档次。MATLAB图形用户界面的优点是工具箱形象直观,利用其自身的GUIDE功能来完成界面结构的设计。

图像识别系统的界面程序主要内容就是每个控件的回调函数,利用回调函数,把功能分散的模式识别函数整合在如图1的主界面中,下面以控件“载入图像”为例,给出回调函数Callback的语句

在MATLAB提示符下键入识别系统名“txsb3”命令则启动如图1所示的识别系统主界面,用户可由其中的载入图像按钮载入需要识别的图像,在菜单栏中选取相应的识别算法,系统就可在相应位置显示图像的类别,主颜色矩阵,分类时间等信息。

4 总结

本文介绍了如何利用MATLAB软件及图形用户界面开发和设计图像分类系统的方法和步骤,图像分类是信息处理的重要研究方向,其中涉及了包括有图像特征提取、建立图像数据决策表,选取适当模式识别算法实现图像的分类。本文选取了模式识别常用的基于最小错误概率的贝叶斯算法,实现了对两类图像的分类问题。利用MATLAB图形用户界面(GUI)方法,设计了良好的人机交互系统的主界面,最后给出了实际例子的程序运行结果,对推动模式识别理论在图像分类问题实践中的应用和普及,具有实际意义。

软件菜单中的算法还不完善,系统的性能还需要进一步提高,以满足多类图像的识别问题,进一步工作包括增加聚类分析等算法,实现对三类及多类的图像识别问题。

参考文献:

[1] 杨淑莹.模式识别与智能计算—MALAB技术实现[M].北京:电子工业出版社,2008:67-78.

[2] 高成,李淑红.MATLAB图像处理与应用[M].北京:国防工业出版社,2006:32-45.

[3] 吴成玉,邰晓英,赵杰煜.基于颜色特征的图像检索[J].计算机应用,2004,(24):135-137.

[4] 余芳.基于颜色特征的图像检索技术研究.硕士学位论文.中国石油大学,2007.

gui设计论文范文第10篇

论文概述了SDH光传输技术与应用的历程及现状,介绍了海口经济学院中兴通讯专业实验室建设与实践,通过对NC网络通信实验室管理系统的讨论分析,给出了海口经济学院SDH传输网络模拟三个不同的地方实行组网的实验设计。

【关键词】SDH 光传输 NC网络通信 实验设计

1 引言

光纤通信作为现代通信的主要传输手段,在现网中具有非常重要的作用,以光纤作为传输媒介的光传输技术的发展影响着通信网的发展,学习光传输技术的原理、方法和设计是培养移动通信类专业学生能力的关键,因此《SDH光传输技术与应用》成为了高等学校移动通信相关专业的一门重要课程。

2 光传输实验系统

海口经济学院中兴移动通讯实验室通过校企合作模式,采用中兴3台ZXMP S320组成环形网络,每个点模拟远距离传输的一个点,模拟三个不同的地方实行组网图1所示。

2.1 实验设备

实验室购进的光传输设备,采用由3台SDH设备S320(150V2)组成,各设备之间由622M链路构成环网图2所示。

2.2 ZXONM E300网管系统

ZXONM E300是基于UNIX/WINDOWS跨平台的网元层网管系统,具有强大的管理功能和灵活的组网能力。海口经济学院中兴移动通信实验室采用单GUI单Manager组网方式如图3所示。

2.3 SDH设备的逻辑功能块

ITU-T采用功能参考模型的方法对SDH设备进行规范,它将设备所应完成的功能分解为各种最基本的标准功能块,通过基本功能块的标准化,来规范设备的标准化,同时也使规范具有普遍性,简单图4所示。

2.4 SDH的通用复用映射结构

SDH的通用复用映射结构,如图5所示。将各种信号装入SDH帧结构净负荷区,需要经过映射、定位校准和复用3个步骤。

3 ZXMPS320设备综合实验设计

根据实验室购进的光传输设备,采用由3台SDH设备S320环网组成,设计了相关的光纤通信系统实验多个,其中包括业务配置,保护配置,公务和时钟配置,以太网配置等综合实验。本文就其中的“环网配置”进行分析和综合实验设计。

实验器材:ZXD1000交换机2台;ZXMP S320三台;ZXONM E300后台管理软件60套;实验终端电脑60台。实验步骤如下:

3.1 光传输系统和ZXMPS320 设备拓扑连接

3.2.1 网元设置

网元是光纤传输的核心部分,实验从网元的开局开始。业务关系为:AB,5个2M;AC,1个2M;ACB,3个2M。公务电话号码分别为:A:300,B:301,C:302;时钟:A为外时钟,B、C为线路抽时钟,且所有网元都有内时钟。如图6。

3.2.2 创建网元、单板、光纤连接

明确各单板的配置。各单板必备的有:PWA(B)、NCP、SCB、OW,剩下的根据需要配置。

(1)选择正确的槽位插板。

(2)光板配置正确。

(3)光纤连接是双向业务,不分接收与发送;端口规划,环网中相邻网元设置成“1”、“2”端口对接。

(4)光纤连接时注意应选对光板及端口。

3.2.2 公务配置、时钟配置

(1)公务配置时,设定一个公务控制点,防止公务成环。

(2)时钟规划。先设定“SSM字节”,再设定“定时源配置”。网元头配置外时钟和内时钟即可,其他网元需要配置线路抽时钟、内时钟。

3.2.3 业务配置

(1)SDH为TDM,因此相邻网元的时隙配置应相同,业务才可以互通。

(2)穿通网元,可以进行时隙交叉,由交叉板来完成。

(3)在配置业务时,相邻网元之间已分配了时隙,此时应选择其他时隙,时隙不可从用。

(4)验证所配置业务。

3.2.4 其他说明

(1)业务删除:在“业务配置”中选择相应网元,并选中“配置”,选择“文本时隙相应业务删除增量下发”。

(2)网元的删除:需先删除业务,再删除网元,且应为离线状态。

(3)光板的拔操作,一定要删除其上的业务、保护、时钟。

3.2.5 备份与恢复数据库

(1)备份数据库;

(2)恢复数据库。

选择“恢复”输入备份名称选择路径恢复数据库。在弹出的“询问”对话框中单击“是”。此时将关闭当前GUI,重新登陆GUI后将出现备份结果。

4 结论

通过以上的实验,对光传输设备有了进一步的了解,对SDH体制有了较深刻的理解,通过搭建的环形网,对整个网络框架有了整体理解,熟悉使用中兴公司提供的管理软件ZXONM E300,对网元进行配置实训,掌握组网的一般步骤,熟悉2M业务、时钟和公务的配置,达到了预期的教学目标,整体实训效果好!

参考文献

[1]邱昆.光纤通信[M].北京:电子科技大学出版社,2008.

[2]中兴.SDH光传输网技术及应用[M].北京:人民邮电出版社,2012.

[3]中兴.ZXONM E300(V3.18)网元配置操作[Z].中兴通讯股份有限公司,2008.

[4]何一心,光传输网络技术-SDH与DWDM[M].北京:人民邮电出版社,2000.

作者简介

童伟(1970-)男,湖北省荆门市人。现为海口经济学院网络学院讲师。主要研究方向为光纤通信、网络安全。

作者单位

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