基于手势笔的概念图编辑器的设计与实现

【摘要】概念图是以图解的方式,直观地、结构化地描述两个或多个概念之间关系的一种图。研究表明概念图能有利于促进学习者的有意义学习与知识构建,在教学上除了可作为教学设计工具之外,还可以作为一种评价工具。国内外著名的概念图编辑器种类繁多,但共同的特点是输入方式都基于键盘与鼠标以及很少能绘制层级结构的概念图。日常教学中,常出现层级型概念图因附属节点过多而导致绘图空间不足、基于鼠标与键盘的输入不如手写交互方式自然,从而影响学习者的思维过程的情况。为解决以上问题,我们提出设计基于手势的概念图编辑器。系统设计过程中,对众多手势输入技术的分析,发现以笔为手势输入符合人们的习惯且易实现。另外,采用折叠／展开、删除／还原的方式能解决层级概念图的子节点占用过多空间的问题。系统实现过程中,进行了以下工作：(1)总结常见手势输入技术,采用了笔作为输入方法。分析发现以笔作为手势输入,技术上非常易于实现又符合人们的日常习惯。(2)手势识别过程,使用统计模式识别的方法。手势分类过程中,先提取手势的几何特征,采用模糊逻辑理论、Rubine算法与自己设计的算法相结合的方式进行模式分类。此外,全部手势识别算法都是基于一个笔划的识别方法。最终实现的编辑器能够识别的手势有：选中、移动、折叠／展开、删除／还原。(3)系统测试时,通过统计用户反馈的信息来评估系统的实现效果。首先,统计系统算法对手势识别率；其次,与同类软件绘制一样的概念图,对两者的耗时进行比较。最后,以笔作为手势输入的概念图编辑成功实现,并取得良好的效果。首先,对手势的识别中,识别率比较高,其次,与同类产品相比,在绘制概念图的耗时大为缩减。
【作者】罗小强；
【导师】姚华雄；
【作者基本信息】华中师范大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】概念图；编辑器；手势识别；实现；

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