人机交互范文

人机交互篇1

人机交互是指人与计算机之间使用某种对话语言，以一定的交互方式，为完成确定任务的人与计算机之间的信息交换过程。即用户通过人机交互界面与系统交流，并进行操作。

人机交互功能主要靠可输入输出的外部设备和相应的软件来完成。可供人机交互使用的设备主要有键盘显示、鼠标、各种模式识别设备等。与这些设备相应的软件就是操作系统提供人机交互功能的部分。

（来源：文章屋网 ）

人机交互篇2

伴随移动互联网的不断发展，越来越多的开发者纷纷投入APP 开发的行列。正如业内人士所言，APP 是“入口”。谁占据了入口，或许就占据了这个时代最强大的资源。

对家电业而言，APP 既是“入口”，更是实现人与智能家电联动的重要交互方式。在移动互联、物联网快速发展的今天，“超级APP”的出现看似偶然，实则有它存在的必要性。在探索移动互联网下“人机交互”模式上，家电产业链上下游企业都有自己的思考。

“互联网”战略必争入口

《电器》记者观察发现，曾经功能简单、一站式服务的APP，正不断添加内容与服务。他们或是以超链接的形式跳转，或是通过开放平台的方式将“内容”分享给用户。在APP 不断完善并肩负更多内容与服务的过程中，家电企业的入局令这一业务领域快速“蝶变”。

事实上，在经历短暂的“准备不足”后，传统家电业正积极拥抱互联网，在智能家居方面体现尤为明显。最早只是各类智能家电，如长虹CHiQ 冰箱、惠而浦“第六感”洗衣机、美的“i 青春”空调、iSMAL 小智电水壶、造梦者新风机、九阳豆浆机等智能单品，转眼间各家电企业就推出自己的智能家居平台与客户端APP。通过客户端APP 与智能家电进行交互是诸多企业共同的选择。此外，微信控制、语音交互在业内也有不小呼声。哪种交互方式让交互更自然、更贴近用户一直是业内在考虑的问题。

《电器》记者了解到，很多公司已将智能家居提升到重要的战略地位，其中，搭建智能家居平台、推出客户端APP 非常重要。九阳智能家居产品总监万明表示，九阳凭借在小家电领域的优势，搭建智能家居平台、推出超级APP 是必要的。“九阳并不是简单的通过超级APP 与智能家电互联互通，而是通过生活电器、健康电器与运动手环、运动手表合作，共同组成一个集“健康和饮食”的超级APP。”万明说，“九阳APP 爱下厨可以通过对饮食和运动的数据，监测各项身体指标。”可以说，在现阶段APP 是智能家居重要的一环。

九阳在布局智能家居领域的清晰思路，间接反映出家电企业在涉足智能家居领域的优势。对此，长虹家用电器集团技术总监钟明表示，搭建智能家居平台、推出企业自己的APP，在技术上并不难。通过自己开发的APP 和销售的智能家电，可以很容易地将用户连接在一起，并具备一定的粘性。

事实上，美的、海尔等国内家电巨头在布局智能家居系统的方向和思路是清晰的。美的集团智慧研究院院长李强告诉《电器》记者，截至目前，美的智慧家居已开发出M-Smart 系统的标准版轻量版，下半年也将推出高级版协议，彻底让娱乐、黑电、白电和其他品类之间互联互通；完成M-Smart系统与小米系统的对接调试；智能家电管理APP（美居）2.0 版本，极大简化流程，改善用户体验。此外，李强着重强调，在配件和渠道上，美的已经完成与国际主流芯片厂家高通、Marvell、博通的Wi-Fi 通信模块的开发工作，并应用到美的智慧家电中，并与阿里、京东、苏宁的云平台对接，实现第三方云平台的接入。

“从传统时代到互联网时代，退缩等待是死路一条。”海尔董事局主席张瑞敏如是说。在互联网时代，张瑞敏再次调整了海尔的发展战略。以家电制造起家的海尔，如今不再追求产品的批量化生产，而是强调“用户个性化”。“用户生态圈”是海尔连接用户需求的通道。2015 年3 月，在海尔U+ 平台一周年之际，海尔对外了全新的U+ 智慧生活APP。

毫不夸张地说，不止家电业巨头企业在拥抱互联网，家电企业正集体加速拓展智能家居领域。“我们在物联网、移动互联方面每天都有新的思考。”浙江造梦者新风机销售总监肖建伟说，“2012 年，我们就看到智能家居的发展前景，并判断万物互联将是未来的趋势，所有的带电的产品都将会联网起来。传感器、Wi-Fi 模块以及APP 将成为数据时代不可或缺的三个关键环节。”

开放平台，“超级APP”正受热捧

受访企业普遍表示，智能家居的未来是通过一个入口实现家里所有设备的“超级遥控”，而智能手机因小巧方便的属性和丰富的资源是目前最被认可的控制中心。APICloud CEO 刘鑫解释说：“家电的控制需要一个集中的入口，业界所说的超级APP更适合。我们与机智云合作，形成进一步APP ＋物联网云的解决方案后，能让超级APP、硬件设备、物联网云等多个层面彻底打通。”

《电器》记者从多方渠道了解到，目前在APP 下载方面，家电企业中海尔和美的优势明显，互联网企业中京东微联、小米智能家庭、南京物联等下载量颇高。值得一提的是，初创公司Broadlink 堪称业界黑马，下载量已达50 万次。Broadlink CEO刘宗儒说：“从开始，我们就把平台开放给所有的合作伙伴，帮助合作伙伴去做互通。另外，我们给家电厂家提供超级SDK，只要厂家之间互相授权，就可以通过平台实现彼此的互通。”

“移动终端正处于蓬勃发展的阶段，目前消费者普遍接受APP 作为智能产品与用户交互的方式。”李强表示，“选择APP 与智能家电进行交互，也是为后续向用户提供更丰富的应用服务和产品体验奠定基础。在实现美居APP 与美的智能家电的联动后，美的将增加美居APP 的互动能力、社交能力和电商能力，还将接入更多第三方平台应用服务，致力于将美居APP 打造成全新的生活入口。”

凭借Wi-Fi 模组等方面的优势，与格兰仕、海信、鸿雁、净美仕、TCL 等诸多家电企业展开合作的Broadlinke 于近期更新了第四代易控APP。“我们希望利用一个超级APP 去控制跨品牌跨品类的家电，提升用户体验。”刘宗儒认为，“用户选择APP 与智能家电进行交互的原因如下，一是智能手机的普及，APP 的使用频率越来越高，如滴滴打车、大众点评等，大众的APP 使用习惯逐渐养成；二是现阶段智能家电的控制还不能真正摆脱手机和APP。虽然部分产品可以通过传感器联动控制，但还是需要APP 进行设置。”

值的注意的是，在搭建“超级APP”时，企业普遍秉着开放共赢的心态。杭州白拿拿网络科技有限公司CMO 韩晓挺告诉《电器》记者：“APP 的初衷是希望打造一个开放式的平台。”但传统家电企业开放方面比较谨慎。对此，钟明表示，平台一定是开放的，但是未来会一些标准上的协议，需要一定时间的整合。“目前美的针对智能家电管理自主开发的应用，只适用于美的家电，未来随着M-Smart 系统平台的开放，APP 也可以管理其他品牌的家电。”李强说，“2015 年下半年，美的将完成平台上APP的SDK、模块的SDK、服务器端的SDK 等中间件的开发，以便接入外部平台，对其他品牌家电将不存在封闭性。”

韩晓挺认为，APP 作为移动互联网极其重要的平台，在凝聚用户中扮演了越来越重要的作用，而智能家电是家电行业转型与互联网交互的必然趋势，两者的融合是一项全新的举措，不仅仅提升了家电产业的生命力，更重要的是将用户从一个单纯的看客提升到信息交流主力军。

欲借APP，剑指“互联网生态”

事实上，超级APP 能做的事情有很多。如乐视、小米等互联网企业对智能家居同样“觊觎”已久，凭借小米手机、超级电视的出货量以及各类智能硬件产品的庞大用户群，这些企业通过客户端的超级APP涉足智能家居领域，进而构建出一个完整的生态。正如乐视所说：“我不是一台电视,而是一套完整的移动互联网生态系统。”

凭借完整的家电品类以及与互联网的深度融合，海尔在AWE 2015 上展示了海尔针对智能家居体系建立的7 大生态圈，从厨房美食、空气、洗护、用水、安防、健康、娱乐等囊括了用户所有的居家生活。以空气生态圈为例，海尔为空气生态圈打造的APP 可实现包括自定义、自联动、自学习、自报修、云服务。正因具备如此人性化的交互与功能，APP 成为目前智能家居中重要的交互方式，也是构建生态中重要的一环。

这也是为什么除了家电企业与互联网公司外，如Broadlink、API Cloud 云端一体APP 开发平台等新兴企业，在为家电企业推出智能化解决方案的同时，亦搭建了自己的“超级APP”。此外，和而泰、浙江达峰等家电控制器领域的上游企业也开始搭建智能家居平台和APP。和而泰董事长兼总裁刘建伟表示，和而泰目前已推出C-life智能家居平台与APP，并可以为有需要的企业定制各类APP。

不尽人意的“粘性”与“体验”

虽然APP 目前是应用最为广泛的交互方式，但在用户体验方面远未成熟。刘鑫认为：“智能家电联网之后，就存在远程操控以及随时通过可视化屏幕展示的方式进行互动。这就导致对某一个‘显示和控制端’需求的存在。目前大众用户随身携带智能手机，APP 就成了最好的‘显示和控制端’，但从APICloud 平台上的数据观察，APP 用户粘性平均水平相对较低，智能家电领域APP 的设计和使用普遍水平一般，还有很大提升空间。”

通过《电器》杂志200 份问卷调查发现，25％的用户认为APP 粘性不够，超过30％的用户认为连接不够流畅，超过一半的用户认为APP 离不开网络是很麻烦的事情。看来用户对APP 目前并不满意。小智科技CPO 陈人认为，智能家电互联互通、用手机APP 实现人机交互只是处在探索阶段，确实不够完美，但随着科技的进步会有更好的交互方式出现。

这些问题也是行业内考虑的问题。李强说：“APP 在兼容各种平台时，需要考虑不同用户体验的融合（智能家电的配网方式）。”另外，兼容不同手机系统也是大问题，肖建伟说：“因为开发安卓系统的手机厂商特别多，每家开发的系统都有自己不一样的地方，屏幕大小也不同，在这方面造梦者新风机花了整整4 个月时间来兼容各种版本。”

虽然“粘性”与“体验”并不尽人意，但各企业正积极做出优化与修正。李强告诉《电器》记者，在开发APP 时，考虑比较多的是智能家电的场景应用管理方式和用户产品体验，短期内以智能单品的用户体验作为设计的主要考虑，长期来说考虑最多的是家庭内众多智能产品的场景化应用。这与Broadlink 易控4.0 时的想法不谋而合。

在刘宗儒看来，使用APP 来控制与交互，也算是无奈之举。他眼中的智能家居应分三步走：第一步，完成家电的联网控制，并且产品之间可以互联互通，APP 是控制的角色；第二步，加入传感器，与家电形成联动，通过传感器让家电、灯光、窗帘等自动感知运行，实现家庭自动化，APP是设置的角色；第三步，引入人工智能，实现更自然的人机交互。但要想真正摆脱APP，还要等到人工智能阶段才可能实现。

“超级APP”或许只是过渡

“ 谈‘云’、‘APP’，是现阶段智能家电发展的特点。”博西家用电器大中华区数字化转型部总监徐成茂说，“下一代智能家电发展的特点应该是大量传感技术的使用。而在传感器方面，家电企业是擅长的。”

值得一提的是，家电企业普遍表示，虽然不敢断定未来哪种交互方式会成为主流，但微信控制、语音控制和体感控制都是目前企业在做的事情，如通过体感遥控的乐视电视、通过语音操控的格兰仕冰洗产品等。

不少业内人士表示尤其看好语音交互。思必驰信息科技有限公司CEO 高始兴表示，语音是最自然的交互方式，与遥控器、APP 等需要学习的交互方式相比，基于自然语言理解的语音交互无需学习，既可以“随时、随地、随心”的控制智能家居设备并与其交互。“我们提倡的是‘去中心化’，允许人与机器畅通的无障碍的交流。从按键到触控到语音，体现的是更自如的、更便捷的交互方式。”他认为，智能家居场景下的语音交互，是一种必然的趋势。“手机APP 控制家电只是承载过渡阶段的使命，未来必定普及语音、手势、感应等更自然的方式。家电的智能化一定是更简单易用的，而不是为了智能而智能，增加使用的步骤和难度。”他说。

在“语音交互”领域表现不错的科大讯飞推出了“智能家电”模块。科大讯飞产品总监王磊表示，该模块类似于智能家居概念中的“控制中枢”，用户通过它将可以连接到电视机、微波炉、冰箱、空调等家电。目前科大讯飞已经与创维、长虹、海信、TCL 等传统家电厂商合作。另外，锋时互动科技有限公司市场总监刘英认为：“与其他交互方式相比，体感操作更方便、更好玩，体验感和娱乐感可以满足人得惰性”。

人机交互篇3

摘 要：随着以计算科学为核心的人机交互、图形图像、虚拟现实、普适计算等信息技术的不断发展，结合学生知识结构和工作岗位需求的变化，依托计算机科学与技术学科的课程建设，我们正在开展从《人机界面》到《人机交互》的本科生课程改革。本文从课程历史与现状分析、研究型大学相关课程现状与分析、课程知识点设置建议三个方面，介绍了课程改革工作的阶段进展。

关键词：人机交互；课程建设；改革

中图分类号：G642

文献标识码：B

1 课程历史与现状分析

北京航空航天大学计算机系/学院开设的本科生课程《人机界面》/《人机交互》已经具有相当长的历史，近年来选修该课程的学生平均约130人/学年。

在2004年以前，北航计算机系/学院的本科生课程《人机界面》，重点讲授人与计算机之间的界面原理和设计方法，主要有人机界面的概念和发展、命令行界面、图形用户界面、界面开发环境和工具等内容。

随着以计算科学为核心的人机交互、图形图像、虚拟现实、普适计算等信息技术的不断发展，考虑到学生知识结构和工作岗位需求的变化，需要依托计算机科学与技术学科的课程建设，我们开展了从《人机界面》到《人机交互》的本科生课程改革工作。

事实上，在2004年至2006年期间，虽然该课程的名称仍然为《人机界面》，但是教学方案已经增加了大量关于人机交互的教学内容，例如人机交互的概念和发展、人机交互技术与设备、多通道人机交互技术等内容，其中人机界面与人机交互各占一半教学内容。

在2007年至2008年期间，根据本科教学的具体要求和工作部署，通过学院领导、资深教授和授课教师的共同努力，我们将本科生课程《人机界面》更换为《人机交互》，并且确立为计算机学院的核心课程，课程教学内容以人机交互的知识点为主导。虽然课程改革目前已经取得一定的进展，但是还需要从学科需要、知识点、课程实践等方面进一步加强《人机交互》课程建设。

2 研究型大学相关课程现状与分析

根据对国内外研究型大学相关课程现状的调研和跟踪，我们分析了与《人机界面》/《人机交互》相关的课程特点和发展趋势。大部分研究型大学以《人机交互》为计算机科学与技术学科的本科生课程，也有小部分大学考虑到其他学科的课程教学需要，继续以《人机界面》为本科生课程，但是其教学内容充实了大量的人机交互知识点。

美国北卡罗来纳大学(North Carolina State University)的人机交互课程(Human-Computer Interaction)主要讲授构造有效交互的原则和方法，重点培养学生的人机交互设计能力，加深学生对人机交互因素的理解，以课堂作业(40%)和期末项目(25%)为主要课程考核指标。美国斯坦福大学(Stanford University)的人机交互设计课程(Introduction to Human-Computer Interaction Design)主要包括人机交互的认知学、概念原型、设计方法、开发工具和环境等内容，以课程讲授、小组讨论和课程实践为主要教学形式，以课程实践(50%)和课堂作业(20%)为主要课程考核指标。

美国卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的人机交互方法课程(Introduction to Human Computer Interaction Methods)重视原理和方法的介绍，借助人机交互的发展历程讲述主要的概念、原理、原则和方法，强调人机交互系统和工具的设计、实现与评估。美国华盛顿大学(University of Washington)的人机交互课程(Human Computer Interaction)主要包含用户界面设计基础、人机交互元素、人机交互模型、人机交互软件、输入输出设备、可用性、先进交互方式等内容，重视培养学生的洞察能力和实践能力，以阅读文章并发表评论(25%)、课程项目(35%)和课程实验(35%)为主要考核指标。

加拿大多伦多大学(University of Toronto)的人机交互课程(Human-Computer Interaction)从用户交互的行为出发，强调人类认知系统、交互行为分析、交互任务分析、交互表示和原型、面向应用的交互设计和系统，注重学生的需求分析、原型设计、应用测试等能力，以期末考试(40%)、合作设计(39%)为主要考核指标。美国康奈尔大学(Cornell University)的人机交互设计课程(Human-Computer Interaction Design)主要包括交互设计心理学、交互设计原则、人机交互模型、协同设计方法、交互软件设计和实现，强调“交互硬软件的设计如何影响人和计算机之间的交流”。

美国麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的用户界面设计与实现课程(User Interface Design and Implementation)主要侧重于设计(人机界面的设计原则和技巧)、实现(人机界面的构造和实现技巧)、评价(人机界面可用性的评价技巧)等，强调学生的课程实践能力和解决问题能力，以课程项目(40%)、课程作业(30%)为主要考核指标。美国加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的界面设计、原型和评价课程(User Interface Design, Prototyping, and Evaluation)主要讲授交互设备、交互方式、对话模式、实例分析、面向用户的任务分析和设计方法、开发工具、测试方法等，以课程考试(45%)和课程项目(45%)为主要考核指标。

美国普林斯顿大学(Princeton University)虽然以人机界面技术(Human Computer Interface Technology)为课程名称，但是以人机交互的知识点为主要课程内容，例如鼠标、键盘、游戏杆、头盔显示器、音乐控制器、数据手套等输入方式，以及图形、触觉、音乐、3D声音等输出方式，强调特征提取和数据映射策略等信号处理方法，其教学特色涉及面部表情交互、语音识别方式、手持式交互方式等内容。

3 人机交互课程的知识点设置

计算机科学与技术学科的人机交互，是研究人、计算机以及它们间相互影响的技术，是人与计算机之间传递、交换信息的方式和接口，是计算机系统的重要组成部分。计算机科学与技术学科的发展历史，不仅是处理器速度、存储器容量等飞速提高的历史，也是不断改善人机交互技术的历史。人机交互技术，如鼠标器、窗口系统、超文本、浏览器等，已对计算机的发展产生了巨大的影响，而且还将继续影响人们的生活。

人机交互技术是计算机科学与技术学科的焦点之一。美国信息技术顾问委员会的“二十一世纪的信息技术报告”，将人机交互和信息管理列为新世纪4项重点发展的信息技术之一，其目标是研制“能听、能说、能理解人类语言的计算机”。我国国家自然科学基金会、国家重点基础研究发展计划(973)、国家高技术研究发展计划(863)等均将先进的人机交互、虚拟现实技术列为予以特别关注的资助项目。随着互联网、虚拟现实、移动计算、普适计算等技术的飞速发展，对人机交互技术提出了新的挑战和更高的要求，同时也提供了许多新的机遇。

所以，计算机科学与技术学科的《人机交互》课程知识点，应该随技术发展和应用需求而不断改进。通过调研、分析和参考计算机科学与技术的国内外专业规范，不难发现其计算机科学、软件工程、计算机工程、信息技术4个方向，在课程设置、知识体系和技术变化等方面均将《人机交互》课程放在重要的位置上。计算机科学与技术学科的人机交互，重点在于：理解交互用户和交互对象的行为，根据“以人为中心”的原则设计、开发和评价人机交互系统。通过调研、分析和参考相关课程的教学现状和发展趋势，目前国内外计算机科学与技术学科的《人机交互》课程讲授学时大部分为36或48小时(实践学时约18小时)，并且主要包括人机交互的概念与历史、认知心理学、交互软件设计、交互系统设计、交互方式和设备、交互系统应用、交互系统评价等知识点的设置。

因此，我们建议计算机科学与技术学科的《人机交互》课程知识点包括人机交互的意义与发展、人的因素、交互软件设计方法、交互系统设计方法、传统交互方式和设备、先进人机交互技术与设备、面向应用领域的人机交互、人机交互的评价等内容。具体而言，人机交互的意义与发展(4小时)主要包括人机交互的意义、人机交互的基本概念与重要特征、与系统易用性相关的人机交互问题、人机交互的作用、人机交互的发展等。人的因素(2小时)主要包括视觉感知、听觉感知、记忆能力、用户理解、用户行为、人机功效、用户需求、个性化特点等。交互软件设计方法(4小时)主要包括用户体验、交互风格、交互设计元素、命令语言式设计方法、图形化设计方法、网络化设计方法、新型交互方式设计方法、设计工具和环境、原型设计方法等。

人机交互篇4

关键词：人机交互 课程教学 课程情况

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0109-01

在过去的30年中，人机交互是个快速发展、并飞速进步着的研究领域，新式的人机交互系统已彻底改变了我们使用电脑的方式。人机互动发生于使用者与电脑之间的使用平台上，这种互动包括了软件与硬件两方面，例如：个人电脑屏幕上显示的字体、物件;使用者使用硬件比如键盘、鼠标所发出的信号，还有其他大型的电脑人机交互系统，比如飞机上的仪表板、或是发电厂的控制室，等等。

电脑机械联盟把“人机交互”定义为这样一个学科：设计、评估、实现以人类使用为目标的交互电脑系统，以及其相关的各式主要现象。值得注意的一点是，人机交互的一个非常主要的方面便是保证用户的使用满意度。正因为此，人机交互研究的是一个人与一个机器的沟通，这门学科需要机器与人同时两方面的知识来支持它。在电脑方面来说，需要的技术有电脑绘图、操作系统、电脑编程语言和发展环境等相关知识;而另一方面，从使用者方面来说，需要的学科有：沟通理论、图像和产业设计理论、语言学、社会科学、认知心理学、社会心理学和其他与人类相关的理论，比如说电脑使用者满意度等等。除此以外，工程和设计手法也都是相关的。正因为人机交互的多样性与多学科性，不同背景的不同专家们都对它的成功有着关键作用，也都作出过贡献。

1 美国大学《人机交互》课程教学情况

当今，在欧美电脑发达的大学和研究室里，人机互动都是最热门的课题和课程。在此文中，我们将以美国马萨诸塞州的威斯利学院的《人机交互》课程为例，深入研究探讨美国大学“人机交互”（human-computer interaction）的情况。

在威斯利学院，《人机交互》是一门中级课程，要选该课程的学生必须上过初级的电脑科学课程，才可选上人机交互课程。《人机交互》是一门非常热门的课程，通常只有大三大四学生才能够幸运选上。

1.1 《人机交互》课程前期课程要求

由于此项课程是中级课程，学生们必须完成了以下四门课程中的一项才能注册：CS110、CS111、CS112或者CS117。CS110是最基础的电脑入门课程，介绍了电脑、网络、信息显示和一些简单的编程技术。CS111是电脑编程和问题解决，这节课向学生们介绍了Python程序设计语言，并且为学生们奠定了整个大学电脑课程的基础。CS112的名称为“科学中的电脑运算”，这门课程专为科学和数学专业的学生而开设，尤其是需要在科学研究中运用到电脑，例如MATLAB的学生。CS117则是另一个领域的基础课程，它的全名为发明移动应用程序，对于手机应用程序的编程感兴趣的学生可以考虑以这门课作为他们电脑专业的起点。完成过这四门课程中的任意一门的学生若对人机互动有兴趣，都可以选上《人机交互》课程。该校的《人机交互》课程分两个级别：首先是初级的入门级课程，在上完这节课后，有兴趣的同学还能选择更高一级别的同类课程。此处我们研究的是入门级的《人机交互》课程。

1.2 入门级的《人机交互》课程的内容

初级课程包含了基本的手法、理论，和一些适用于设计、编码和试验互动系统的工具。课程涵盖的主题包括了实用性、可负担性、以人为本的设计、人体认知和物理工程学、信息和互动基础、互动式样、互动技巧和以移动互动模式为重点的人机互动软件工具，除此之外，此课程也回顾了人机交互的最新发展状况，包括了新兴的互动方式（例如移动互动，真实感，可触摸人机互动，和普适计算等），和多样化的互动技巧（例如利用声音、手势和眼球的移动）。

1.3 《人机交互》课程的教学安排

《人机交互》上课的课程内容安排是由教授上课、上机实践、课后答疑、学术界相关人士客座讲座等形式构成。

每周有两次各70 min的课程，由教授主讲，每节课老师都会定一个主题，老师上课用PPT形式展示内容，学生也都会拿到相对应的讲义，便于学生做笔记。老师上课以讲解为主，但是也鼓励学生们如果有任何不懂都可以随时打断老师，问问题。这每周两节课是学生吸收新知识的主要来源，学生在上课前都应读好相对应的阅读，做好准备，这样老师上课时能更好得吸收新知识，而不会一头雾水。学期中也穿插了几次机房上课让学生实践，在机房课中也会有两个学生助教来帮助学生，因为学生对于相关知识大多是第一次接触，所以有比较多的疑问，或是在操作过程中碰到许多问题。课后老师每周有数小时的办公室开放时间，学生可去问问题，也可与老师邮件沟通，或另约时间会谈。

除此之外，一学期中会有两到三次的客座讲座，教授会尽力请来学术界或是业界相关人士来替学生们演讲，学生们都会抓紧这个机会去向专业人士学习，也会向专业人士展示自己的学术课题，征询专业人士的建议。这些客座讲座对学生来说是非常珍贵的机会，是学生们拓展交际圈的宝贵机会，有的学生也可由此机会拿到暑期实习机会。

1.4 《人机交互》课程的阅读和作业要求

此课程对阅读材料也有相当多的需求，不仅有必备的一本课本：《设计应用界面》，还有许多辅助的阅读材料。对于手机应用程序编程不熟悉的学生需要自行学习HTML编程语言。除此之外，在每周两次的例行课程上，教授都会布置其他的辅助阅读。

这门课程一学期设有四个独立的作业，帮助学生从概念上、技术上同时探索人机交互系统。除此以外，该课程还有一个大型的期末项目，需要学生以团队为组织，设计、完成并且分析一个完整的移动用户界面。教授将在学期初分配好学生小组。每一个小组，在完成这个移动用户界面时，都要完成以下几个重要的要求。首先，找到一个问题，并在后续编程的过程中，努力解决这个问题。接下来进行的便是创新移动用户界面的概念性设计，在此阶段中，学生们会借助画草图、情节串联图版和行为说明书等辅助的设计手法来帮助完善小组的设计。第三步，在有了明确的概念后，学生们便会使用HTML，CSS和JavaScript来建造他们的应用程序，这个过程将会是比较冗长、重复的过程，因为学生们将围绕重复设计、建造、然后评估这三个步骤很多次。最后，学生们需要建立一个简易的网站，在网站中用照片、视频、示意图和文字来展示他们的项目成果。这个网站会被收入该校的人机交互网上集锦。而在学期的最后一天，老师会组织一个开放日，欢迎全校各界人士来听本班学生汇报项目成果。除了以上提到的这些作业、项目，这门课程还会有期末考试，期末考试是开卷形式，囊括了一学期课间阅读材料以及讲座中所提到的各个话题。

2 结语

人机交互篇5

关键词：智能电视；人机交互；用户体验

中图分类号：TP18 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 14-0000-01

一、引言

智能电视的发展是计算机、网络以及数字电视技术共同发展和融合的结果，并且呈现出了快速增长的趋势，在人们的生活中显现出日益旺盛的趋势，并且在很大程度上满足了人们对于高水平智能化网络电视的需求。智能电视的设计方案主要源于人们对于电视操纵技术的一键式要求，因此传统电视中的遥控器已经无法满足人们对于智能电视设计的要求。在智能电视的设计中，最为关键的环节就是智能电视的人机交互界面的设计，它的设计方案直接决定着智能电视整个方案的成败，在实际的社会中，常用的智能电视交互设计方案主要有语音控制、多触点控制、多屏幕互动等，并且随着智能电视设计方案的不断成熟和人们对于智能电视设计方案要求的改变也在不断发生着变化。

二、智能电视人机交互的主要方式

智能电视的发展已经成为一种潮流，而且其发展呈现出快速增长的趋势，发展的势头不可阻挡。根据有关研究结构的调查结构显示，截至2013年年底，我国的智能电视市场份额预计将会超过50%，而且全球的智能电视渗透率也将会超出30%大关。在未来的智能电视发展中，其首选的方案是走开放式的发展路线，因此智能电视的交互界面设计的重要性远远超出其自身硬件的设计。同时，作为目前人们家庭中的重要娱乐方式，智能电视的交互技术对于人们的感受起到重要的影响作用，对于客户的产品体验至关重要，一个设计完善的用户交互界面会直接改变一个智能电视设计方案的命运。在目前，智能电视的交互界面呈现出显著的多样性特点，主要运用到触摸、肢体语言、语音等交互方式，并且还有一些其他的新型交互方式正在研究中。在智能电视的时代，其不断丰富的应用已经成为了家庭娱乐的焦点，在家庭娱乐中占居着重要的位置。经过若干年的发展，智能电视的应用程序已经有了明显的增加，而且其人机交互方式的设计也呈现出显著的多样化发展趋势。在传统的遥控器基础上开发出了语音控制、人脸识别、触摸等新型的人机交互技术，并且各项技术也在不断的改善过程中走向成熟。下面对目前主流的智能电视人机交互方式进行详细的分析。

（一）语音识别技术。采用语音识别的交互方式主要是通过机器对所采集到的人的语言进行模数转换，并且按照预先设置的程序将其进一步转化为高级指令代码。在语音识别技术中主要有特征提取技术、模式匹配技术以及模型训练技术等。语音识别技术具有良好的复杂控制功能的难题，与传统的手动控制方式相比，语言控制方式能够更加方便快捷的实现人们对智能电视的控制。例如采用语言控制交互方式的智能电视，人们无需找到遥控器就可以通过语言对电视实现控制，省去了人们大量的时间，同时也给用户带来了良好的产品体验。海尔公司在2001年推出的语音识别技术、抗干扰技术、数字信号处理技术等科技含量较高的智能化语音控制交互方式的电视。TCL在2011年推出的智能电视采用的是云端的方式实现语音的识别和合成，即电视可以对用户的语音信号进行智能化的数据分析，并且通过控制端口执行语音信号的指令。采用语音控制的智能电视为用户带来了生动、便捷的交互体验，同时能够为用户提供针对性的服务，在客户体验方面进一步拉近了与客户的距离，实现了智能电视设计的巨大飞跃。

（二）肢体语言识别。肢体语言识别技术主要指的是人们采用手型、身体动作等符号信息向智能电视传递指令，也是一种新型化的智能电视人机交互方式。肢体语言交互方式的主要设计理念是消除正常人与聋哑人群的距离，为聋哑人群提供全新的智能电视交互方式。其典型的应用最早出现在Kinect的设计上，主要是利用红外摄像头对人体的肢体动作进行捕捉，并且通过预先设定的智能算法对这些肢体的变动进行分析，以获得用户对智能电视的控制指令。海信于2011年推出的基于感应触控的智能电视就是采用的肢体动作识别技术，它的应用实现了智能电视与人进行互动，为用户带来了全新的使用体验。在采用肢体动作交互方式设计的智能电视中，完全可以拜托摆脱传统的手动式遥控器控制方式，充分实现了人机交互的虚拟化。然而，在肢体动作识别技术中仍然存在着诸多挑战，例如动作识别技术在对人体的肢体动作进行分析时存在精度的不足问题。在智能电视的人机交互设计方式中，肢体动作交控制方式有着十分广阔的应用前景，而且假如将肢体交互与语音控制相结合，就可以进一步完善对智能电视的智能化控制，进一步提升智能电视的交互体验，对于提升智能电视的设计标准起到重要的作用。

（三）智能触控技术。智能触控技术的大规模应用是在iPhone推出以后，而且随着人们对于智能触控技术关注程度的不断提升，智能触控技术也有了很大程度的发展，目前已经被广泛的应用于小型化终端设备的设计中。海尔在2009年推出的智能化LED屏幕触控技术的智能电视就是采用的触控技术，用户可以通过LED屏幕对智能电视进行多种形式的控制，同时配备有多元化的外接设备，进一步完善了用户的多样化需求。实际上，触控技术在智能电视交互方式的设计中也同样可以用于屏幕的触控操作中，用户可以通过屏幕触控的方式输入控制信息，实现对于电视的控制。

（四）多屏互动。所谓的多屏互动指的是基于闪联协议的设计，并且通过无线方式实现连接。例如常见的安卓系统就可以应用于平板电脑、智能手机等，同时可以实现对设备内信息的输出、展示和控制等操作，在不同的平台上都可以实现控制。同时，多屏互动的方式在一定程度上弱化了电视自身的概念。

参考文献：

[1]谢世海，刘芬.浅谈智能电视人机交互方式[J].科技信息，2013，3.

[2]李冠，李德娣.以用户为中心的互联网电视人机交互界面的设计与应用[J].计算机光盘软件与应用，2012，22.

人机交互篇6

【关键词】人机交互接口 输入输出设计 一致性 反馈信息

宽泛意义上说，人机交互的界面大体可分为软件界面和硬件界面俩部分。硬件界面由于存在一定的工程技术性，在这里不做讨论。就人机交互软件界面设计来说，其是目前计算机软件不可或缺的一部分。二十年来，帮助多个中小型企业成功的开发过多种计算机系统，并在企业资源计划系统的开发研究中，对外国大型的ERP软件工程的人机交互软件界面设计都均有涉及。可以这么说，一款软件是否能很好的交互用户的操作心情和感知很大程度上取决于人机交互软件界面设计的好坏。设计的思路和方向直接影响到软件的使用，会在用户的心中扎根下难以忘却的定位。再精确点分析，设计的好坏甚至会影响到硬件等其他部分的表现，关系到整个软件整合系统的结构层次问题，这是十分重要的。文章就人机交互软件界面的中的人机交互的接口设计和人机交互的输入输出设计做一些简单的探讨。

1 人机交互接口

软件与用户的交互接口是人机交互的起点，因此设计思路必须从用户和软件的接口着手分析。软件接口模式多样，且模式的选择往往代表了设计师对于这款软件想要展现在大众面前的定位。当今用户种类繁多，个性化差异也较为突出，不同的用户对于人机交互的接口的形式会有自己不同的看法和需求。如此常会造成使用习惯的差异。在此将用户做一个细分，一类是大众用户，一类是专业用户。大众用户顾名思义，指对计算机软件应用技巧较为生疏，没有较强的实践运用能力的人。相比而言，专业用户特指对计算机的使用有过多年的研究和使用实践的用户，他们往往对软件的感觉和实用性更有指向性。用户定位对于软件设计至关重要，设计师必须能区分软件的受众究竟是大众用户还是专业用户。受众方向直接影响到软件的舆论评价与成败。举例说明：针对大型公司的高管人员，其系统就必须被设计开发成简洁易操作的一键式接口以满足高管的个性化需求。因为高管与基层技术人员的区别在于，其往往缺少对于计算机软件应用的实践经验，故以问题为导向的决策系统的交互接口是行不通的。这里的高管对于计算机方面来说就是刚才提到的大众用户。因此高管的软件开发必须要以决策者的使用特性来进行接口设计。

人机交互软件接口的形式可分为以下几种：下拉型菜单、级联型菜单、弹出框式菜单、工具栏菜单、图标式菜单、链接菜单。针对某些特定的软件系统服务例如高层的支持接口还应在上述形式的基础上进行适当的简略裁剪。用图表栏来表示图标的功能按钮是较为可行的方法，也是一种较为直观的界面接口模式。为了帮助用户更好地对图标所对应的功能直观化的认知了解，设计师要尽量迎合大众口味进行表现形式的选择。例如：运用类似于Office软件系列中的图标进行图标内容意义的表示。

人机交互接口设计只能作为用户与机器进行交互的入口，要完成完整的交互流程，下一步就是要对交互的输入和输出的方式进行有效的选择和整合。

2 人机交互的输入输出设计

若将接口的设计比喻成人体的通道接口，那么人机交互软件界面的输入输出设计则是优秀设计的血管。本文就近年来项目组所研究开发的ERP软件的实践操作体会浅谈关于输入输出的设计原则与方向。从人机工程学的角度出发，用户使用软件存在的较多难以解决的地方，所以在对进行交互评估的过程中容易出现一线常见的错误。例如对用词的专业性是否能把握度，使表达既相对专业又易于用户识别。不同用户在进行操作时也会碰到各式各样的问题，这就需要对问题的解决有一套十分严谨的分析系统。

2.1 一致性原则

人机交互的一致性主要体现为输入和输出展现在用户面前的信息是否对称。具体细分是指系统内部格局是否具有相近的页面布局，类似的人机交互行为准则和类似的信息表达形式等。一致性也同样指代针对特定平台各个应用软件实体之间的一致性。例如在win系统下运行PS、PR、DW等相关应用时，很容易看得出其界面设计具有高度的一致性，用户在进行多个软件的操作时，往往只需要了解第一个软件的界面使用方法，就能对其他软件的界面操作有一个清醒的认识。一致性能很好的帮助用户快速的根据已有的软件基础掌握其他软件的界面技巧。Linux系统下的许多软件很多也保持了高度的一致性。

现今软件的设计常会忽视一致性这一重点问题，究其原因是设计者并未在各软件中寻找用户应有的平衡。其实只要能够在大局观的控制上思路稳妥清晰，朝着设计方向坚持不懈的走下去，此类错误就能够很好的避免。对于项目统筹规划的组织者来说，对项目一致性的把握必须渗入每一个设计的环节。在进行人机交互软件界面的设计过程中，相关研究项目组要对每一个概念模式，命令类别情况和显示格式等方面有一个清晰的整体观，在相似的交互情形下要求有一致的显示风格和操作元素，例如在菜单栏图标栏内嵌入相同的易于理解的属于，并贯穿一致的内容风格。

2.2 窗口风格

软件交互界面的窗口设计也是交互研究中必须要考虑的内容之一，设计师要着重实现屏幕窗口内各个区域的布局设置，根据的信息的重要层次和清晰程度进行科学的统筹规划。始终要保持界面简洁明了大气。国内众多大型企业已对此进行了较为明显的优化，其根据眼视光学的特性在眼睛不容易发生疲劳或较易集中精力对的界面区域安排摆放较为重点的交互信息。帮助信息和较次要的提示信息被放在屏幕下方。让窗口的整体感觉形成一个合理的布局观。对于个别空白区域还可适当插入类似元素进行主题的强调。当前开发者的设计大潮主要是使用一些常用的控件进行界面优化。例如在进行界面输入时，利用单行文本框，命令框等合理安排空白区域，使页面看起来整合度更高。控件之间要保持间距适当行距一致，这样才能使窗口不会因为细小控件的分布而显得杂乱无章影响信息提取。总而言之，好的界面设计能让软件看起来美观大气上档次，内容的主次分明也能帮助用户进行信息的提取。

2.3 界面效果

界面表示效果是人机交互界面效果的最好体现。单一的文字搭配形式单调的色调很容易会造成视觉审美的疲劳。而加入多彩，多媒体的界面能够很好的增加对于用户的感染力，减少用户的疲劳度增加用户的探索欲望。相比文字，图形拥有更加直观明显的特点。因此，适当插入一些多媒体来替代用文字表示较难实现的操作，能够让用户的操作更加有目的性，增加用户对软件的理解。然而，用户对于各种图像的偏好和习惯性是不同的，若稍有搭配不当，舆论的压力很容易会使贴心的设计带来相反的成效。所以，多媒体技术的应用还是要坚持适量为主，相关设计要科学合理的安排多媒体手段，进行动态与静态的融合，符合大众的口味。对大众而言，色彩的设置应较为柔和，以迎合大众的审美需求。当然，必要时候也可以通过色彩的鲜明对比来进行用户注意力的转移和延伸。以上操作还是要保持风格的统一，这是设计过程中不能忘记的。

总之，多媒体的合理搭配能大大提升可看性，减少用户读取信息时的疲劳程度，从而达到界面设置的需求。但这一准则也不是全部都适用，作为媒体还是应该注重文字效果的利用呈现。只有文字表述能够简明清晰的讲信息传达在用户面前。举一个文字表达引发的不同效果的几条要点。

（1）专业词汇超出用户的理解范围。例如进行界面文字设置时常出现诸如：数据库无法识别，文件出错错误代玛×××”等等。（2）缩写的错误使用。例如在浏览新闻网页的时候突然出现“bps超出限值，链接失败”。（3）某些BBS上在用户还未进行注册就点击登录按钮时出现的不是未注册而是密码错误提示。这显然降低的界面设计的交互性。正确的改进方式要提示未注册用户进行注册，并给出相关注册链接。此举可提高界面设置的友好性。（4）排版混乱，文笔繁杂。例如在某bbs网站上进行用户注册时，在用户名填写的登录框后有一段常常的括号，内写：3-20个字符，不包括3，20。英文小写、特殊符号，下划线，不支持纯数字，不能用生僻字。（5）软件系统对不同的位置要进行文字相同意义的同意。大部分软件应用商仍未做到此要求。例如某即时通讯软件，先呈现在面前的是“添加好友选项”，之后显示出“好友列表”，再显示出“不在线的用户”。（6）慎用自认为幽默或者超出大众思维能力的用词，否则会给客户留下十分差的印象。（7）善于借助文笔来进行对用户的吸引。恰如其分的文字描述能像其他媒体技术一样达到吸引用户注意力的效果。例如在注册界面时，将原本“注册”改为更具有人情绪化感觉的“立即注册”，意在以文字的形式让用户尽快加快注册的步伐。又如百度页面目前存在的“试试看”选项以前是“推荐使用”，通过这些细小词汇的改善和提升能大大改善用户的感知欲和尝试欲。又例如，对于注册步骤繁杂的电商机构网站时，在注册即将结束时会出现一行提示：别心急，在一步你就注册成功了，加油啊！用户看到这一行提示后会从当初的浮躁很快的静下心来，从而更加坚定注册完成的决心。除了文字内容外，文字的字体，字号，文字颜色都会成为影响用户体验的重要因素。例如对于某些重要的信息应用较为正式的字体，较大的字号进行一个居中或明显位置的呈现，帮助用户很好的了解重点。而对于不太重要的信息，进行字体颜色的浅化和字号的缩小化，让用户有选择的进行阅读。

总而言之，为了解决以上诸多的界面交互问题，设计师必须要很好的洞察用户在每个操作环节的心理状态和操作习惯，从而对任务的执行力有一个很好的把控。让用户真正走进界面设计，善于聆听用户的声音，进行更进一步的交互改进。

2.4 反馈信息

人机交互的反馈信息主要指代的是用户在进行互动操作的过程中从软件系统所获得的信息。反馈信息从某个方向反映出人机交互所作出的相互反馈，让用户能够更好的判断此前的操作的实际效果。若系统处理跨度较长，应给予用户贴心提示告知还需要耐心等待。防止用户出现厌烦心理。数据录入以后，要讲用户输入的正确与否与用户做一个反馈。在每一步操作的末尾，系统都要进行对这一步操作的成功与否做出反馈。若信息出现录入错误，而用户仍未更正过来，则系统不能继续推进。有了理论知识，就要将其运用到输入和输出中去，上文提到的输出都是实现系统目标的具体体现，其旨在提高用户设计的质量，满足用户的交互要求。反馈信息与窗口界面一样力求简洁明了，易于阅读理解。为此设计时要先明确软件系统的输出内容对内容有一个宏观上的概念把握，并对物理的输出要求有一个明确的认知，确定，设计、验证和测试输出效果，观察和聆听用户的意见，并叠代地对输出的反馈界面进行反复修改。

结语

人机交互软件的设计横跨众多领域，如此多的领域在一定方向上具有理论的一致性，因此可以相互借鉴融合。文章提到了很多的技术手段都具有很强的实用价值，且已在软件界面交互领域得到了很大的技术基础作为支撑。要设计出一个良好的交互界面，设计师还是应该从用户出发，充分洞察需要什么，习惯什么，根据用户的习惯进行界面设置、窗口设置、语言文字和排版设置，让界面变得更加智能，让给人机交互变得更加科学。

参考文献

[1]王红凯，张森林.基于Linux嵌入式全自动横机软件系统设计[J].纺织学报，2008，29（2）：101-105.

[2]中国纺织机械器材工业协会.201 0中国国际纺织机械展览会暨ITMA亚洲展览会展品评估报告[R].北京：中国纺织机械器材工业协会，2010：142-144.

人机交互篇7

关键词：车载语音导航；人机语音交互；语音识别；语音合成

引言

语音作为自然的人机接口，可以使车载导航系统实现更安全、更人性化的操作。通过国内外车载导航系统的功能对比可知，支持语音交互是车载导航系统的一个发展趋势。另外，市场信息服务公司J.D Power and Associates的调研数据也表明，56％的消费者更倾向于选择声控的导航系统。因此，开发车载语音导航系统是很有意义的。目前，国内已经具备开发车载语音导航系统的技术基础，特别是文语转换ITS技术和基于中小词汇量的语音命令识别技术已经达到比较实用的程度。本文在课题组的车载导航系统和国内两款语音引擎的基础上，开发了一套支持语音交互的车载导航系统。

车载语音导航系统结构

车载语音导航系统从功能上分为车载导航和导航语音交互两方面。其中车载导航功能包括GPS卫星导航定位、电子地图浏览查询、智能的路径规划、车辆地理位置和速度等导航信息的实时显示；导航语音交互功能分为语音操作和语音提示两部分。在系统的设计中，根据人机交互的需求，设计语音导航系统的硬件框架如图1所示。

语音导航系统和用户之间的人机交互接口由触摸屏、按钮、话筒、显示屏和扩音器等五个交互设备组成。该硬件框架可实现常规的手动交互方式，也可以实现语音交互方式。整个系统划分为三个子系统；导航子系统、语音识别子系统和语音合成子系统，各子系统间通过接口进行通信，协调完成语音导航任务。

车载导航人机语音交互系统对话模式设计

导航系统的状态转换网络

整个导航系统是一个复杂的人机交互系统，为便于语音交互对话模式的设计，首先对系统作状态划分，然后从人机交互的角度描述整个系统的状态转换网络。将系统划分为地图浏览、功能选择等六个功能状态和一个退出状态。图2描述了这些状态之间的状态转换网络。

图中的节点代表系统的各个状态，带箭头的连线代表从源状态到目标状态的转换。状态转换网络接收用户的操作作为驱动事件，完成从一个状态到另一状态的转换，网络中的一条路径便代表着特定的交互过程。

导航系统各状态节点对话模式设计

为便于描述各状态节点内部的对话模式，将状态节点按图2所示编号为S1～S7，用TmnL。表示状态节点Sm到状态节点Sn的转换。另外，借鉴状态流stateflow模型的表示方法，提出用于描述车载导航人机语音交互系统中的对话模型。重新定义转换的描述方式，用四个属性来描述状态节点内的一次转换：

T={P1，P2，P3，P4}　(1)

其中，t用于表示一个转换，P1～P4为转换的属性：P1为语音事件；P2为语音输出；P3为附加条件；P4为转换动作。

这样，一个转换t便描述了一次对话中用户的语音输入、系统的语音输出、对话受到的限制条件以及系统执行的动作。

以地图浏览状态为例，说明对话模式设计的过程。地图浏览状态由两个互斥的子状态组成：地图漫游状态和车辆引导状态(参见图2)。这两种子状态的人机交互大部分相同，所以将二者统一划分在地图浏览状态下。对于区分对待这两个子状态的交互过程，可以通过附加条件来判断当前子状态，再作不同的处理。

人机语音交互系统的实现

语音控制命令的实现

语音控制命令的实现方案如图4所示。图中左边方框代表整个语音导航系统对话模式的状态转换网络STN。根据对话模式的设计，将系统分为地图浏览状态、功能选择状态、路径规划状态等7个状态节点，每个状态节点内部均存在各自的语音对话模式，对话模式由若干内部转换组成。因此，整个语音导航系统是一个两层结构的状态转换网络，其内部转换由语音事件驱动。语音事件由导航子系统的接口模块根据语音识别子系统发送的用户意图而产生。

语音控制命令的实现过程分为以下四个步骤：

・语音识别引擎根据当前命令词表识别用户语音，得到识别结果。

・管理窗口获取到识别结果，通过查询“识别词一控制命令”映射，得到识别结果对应的控制命令，并将控制命令作为用户意图发送至导航子系统的接口模块。

・接口模块响应用户意图，通过语音事件改变语音导航系统的状态。

・接口模块根据语音导航系统的状态判断是否需要更改当前命令词表，若需要则通过管理窗口更改当前命令词表。

POI名称的识别方法

识别子系统除了要识别控制命令以外，还需要识别POI(兴趣点、标志点)名称。POI名称识别与控制命令识别最大的区别在于其候选集合在规模上的差异。在本系统中，进行控制命令识别时候选集合的规模最大约为30个，但进行POI名称识别时，以所用的北京电子地图为例，其POI点的个数为20,172个，此时其候选集合的规模比控制命令识别时大几个数量级。

利用命令词识别引擎进行识别时，必须为引擎提供一个当前词表，需要先将候选集合中的词条转化为词表，才能真正地进行识别。同时，基于中小词表的ASR识别引擎不能生成规模达2万多的词表，所以对于POI名称识别，采取了不同于控制命令识别的方案。在对控制命令进行识别时，因为候选集合可以用一个词表来表示，采取了在线识别的方法。而对POI名称进行识别时，单个词表无法容纳所有的POI名称，由此提出了利用识别引擎离线识别功能的离线遍历识别方案。该方案利用多个词表来描述整个候选集合。

该方案将候选POI集合划分为n个子集，并生成各子集的词表，然后以各词表为当前词表进行离线识别，并将这些局部的识别结果汇总形成一个临时词表，最后在这个临时词表中进行识别，得出全局的最优识别结果。该过程遍历了各个子集，相当于在整个候选集合中匹配出最优识别结果，所以识别正确率得到了保证。同时由于识别次数的增加，导致识别时间相应地变长。

导航系统语音提示的实现方案

人机交互篇8

随着科学技术的不断进步，眼动跟踪方法得到了进一步的创新和完善，过去传统的眼动跟踪设备结构构造较为复杂，并且自身的体积和重量也较大，在使用时需要以桌面予以固定，很难适应计算环境下的移动式交互需求。移动式的眼动跟踪方法就克服了这一难点，它所具有的移动特点可以满足不同计算环境下的跟踪需求，据此本文就对移动设备人机交互眼动跟踪方法的相关内容及其具体应用进行了分析介绍。

【关键词】移动式 眼动跟踪 人机交互

移动式眼动跟踪方法是科学技术进步的一种体现，从其结构构成来看，它主要包含有四个层次，即眼动图像处理、眼动特征检测、眼动数据计算以及眼动交互应用，这四个不同的层次所具有的功能也各不一样。相对传统的固定式眼动跟踪方法来说，它所具有的移动式特点能够在大多数环境下实现眼动跟踪测试，可行性非常好，可以保证数据的真实性和完整性，技术人员在实际应用中需要做好各方面准备，为其应用奠定良好条件。

1 眼动跟踪

眼动跟踪，它是一种对用户视线的注视点和方向进行测量的方法，可以反映出用户视线所要表达的基本信息，又可以称之为是视线追踪。一方面，它可以对用户的视觉行为和认知活动进行细致化的分析，反映出用户的心理基本活动，另一方面，它也可以看作为是一种能够代替传统键鼠输入的一种新技术形式，例如眼控打字系统、眼动驱动的自适应用户界面系统等，相对于现阶段的先进技术来说，这些应用都是在实验室内固定的眼动跟踪系统基础上开展的，如果在真实的环境中，也就是移动式的环境中开展的话就会有很大难度，甚至于无法开展。从当前现状来看，较为主流的眼动跟踪方法有瞳孔角模反射法、角膜反射矩阵法以及椭圆法线法，其中，瞳孔角模反射法的应用范围最广，也得到了人们的广泛认可。

瞳孔角模反射法，从它的作原理来看，它是通过利用红外光源来照射角模，因为角膜和虹膜对于红外光的反射率有很大差异，因此，最后所得到的瞳孔图像是十分清晰的。

2 移动式人机交互眼动跟踪方法

2.1 眼动图像处理

2.1.1 图像滤波

本文为了得到一种较为合适的滤波方法来实现对眼球图像的去噪，分别采用OpenCV中封装的均值滤波、高斯滤波、中值滤波以及双边滤波四种方法来针对眼球图像进行了滤波实验，通过最后记录的实验数据结果显示，均值滤波中值滤波会导致图像的细节化出现很大损失；双边滤波在核较大时具有很好的处理效果，但是实时性并不高；高斯滤波的速度比较快，可以保留大部分的图像信息，因此，最后决定以高斯滤波为主进行原始眼动图像的去噪处理。

2.1.2 二值化

上述提到，瞳孔和虹膜对于红外光的吸收和反射率有一定差异，这种差异会导致图像中的瞳孔出现较黑的颜色，而虹膜则会呈现出灰色状，所以本文设置了一个较低的阈值来对图像进行二值化处理，这样在处理之后可以得到一个灰度值较低的瞳孔区域，但是，因为人眼的转动变化又会导致光线的照射角度会发生一定的变化，因此，最后所采集到的眼球图像之间还是会不同程度的产生灰度差异的，因此，固定阈值的二值化处理就不太适合了，需要在掌握每一幅图像特点的基础上有针对性的来得到最佳阈值。

2.2 眼动特征检测

瞳孔检测：

2.2.1 对于瞳孔位置的定位

首先，对于瞳孔边缘的检测。在红外光源的照射下，瞳孔的图像会发生变化，成像的灰度值会降低，虹膜的图像灰度值会比较高，而且在两者边缘附近，灰度值也会出现较大幅度的变化。因此，最佳的检测法是基于梯度法的瞳孔边缘检测法，它是以瞳孔粗定中心（xp，yp）来作为射线起点，并以一个较小的角度θ发射出一条检测射线，θ夹角是射线和横轴之间的夹角，那么这个射线上的各个点的位置坐标就可以由以下公式得到：

这个射线的起点是在瞳孔之内的，因此，在对梯度值的取值上就可以只考虑正数即可。

2.2.2 瞳孔轮廓的拟合

在成像中，图像的最佳瞳孔轮廓是圆形形状，但是现实实际却是因为相机拍摄角度和眼球自身运动多等的原因，导致在很多情况下瞳孔轮廓的实际会使椭圆形的，因此，在对成像瞳孔轮廓拟合中就需要采用椭圆拟合的方法，常见的方法是最小二乘法，这种一方面应用操作简单，另一方面拟合的精确度也可以得到确保。但是，在具体应用中，还需要考虑到普尔钦斑因素的影响，要对基于最小二乘法的椭圆拟合算法进行改进和优化。

2.3 对于眼动跟踪数据的计算

对于人眼注视点的计算可以按照图1所示的方法进行，这种方法会实现眼球图像坐标系和计算机屏幕坐标系的相互统一，把瞳孔――角膜反射箱梁直接映射为用户在计算机屏幕上 的注视点坐标。但是，需要注意的是，因为相机是和头部载具向固定在一起的，因此，它和眼球的位置就会相对较为固定，也就不需要再锁定相机位置了，只需要技术人员根据计算需要对计算机屏幕坐标进行标定就可以了。

一般来说，会将瞳孔――角膜反射向量的起点来作为瞳孔的中心点，而它的终点则是普尔钦斑的中心点。

假设这个向量的坐标是（xe，ye），它所对应的计算机屏幕注视点坐标是（xs，ys），那么就可以采用多项式来对两者的映射关系进行拟合。

3 总结

传统的眼动跟踪方法一般只适用于固定式的环境中，难以实现移动式交互，并且自身结构构造也十分复杂，远远不能满足当前现实需要。移动式人机交互眼动跟踪方法可以有效克服这一缺陷，实现对眼动数据的准确性计算，在实际应用中具有很高的应用价值。

参考文献

[1]李东岳.移动设备中的人机交互设计研究[D].华东师范大学，2010.

[2]华为技术有限公司，电子科技大学.眼动追踪方法及装置：中国，CN201410080725.6[P].2014

[3]程时伟.用于移动设备人机交互的眼动跟踪方法[J].计算机辅助设计与图形学学报，2014，26（8）：1354-1361.

[4]苌道方.考虑行为和眼动跟踪的用户兴趣模型[J].河南科技大学学报：自然科学版，2014，35（1）：49-52.

作者简介

高原（1988-），女，河北省临西县人。现为中国电子科技集团公司电子科学研究院人机交互设计师。

作者单位