K格雅大学生创新创业项目报告全息投影智能交互系统的语音体感交互技术.docx

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K格雅大学生创新创业项目报告全息投影智能交互系统的语音体感交互技术

大学生创新创业项目报告-全息投影智能交互系统的语音、体感交互技术

校内编号：

石家庄铁道大学

大学生创新创业训练方案工程申请表

工程名称:

全息投影智能交互系统的语音、体感交互技术

申请人:

黄城

班级及学号:

信130620212996

申请级别:

□校级□省级□国家级

申请类别:

□创新训练□创业训练□创业实践

推荐单位:

石家庄铁道大学信息科学与技术学院

指导教师:

王正友、段淑凤

填表日期:

2021年4月14日

石家庄铁道大学教务处制

填表说明

1、各项内容必须实事求是，表达明确严谨，简明扼要。

严格按照规定格式填写，对于填写不符合要求，内容含混不清，不予受理。

2、鼓励跨学院跨学科组建工程团队，团队成员应有明确的分工并相互协作，但申请人必须在所属院系申请。

3、工程编号不填写，申请级别和类别在相应位置打√即可，所属门类按照“中华人民共和国学科分类与代码简表〔国家标准GB/T13745-2021〕〞填写。

工程级别分国家、省和校级，工程类别分为以下三类：

〔1〕创新训练工程：

学生个人或团队根据个人或团队成员的学科知识根底和兴趣，在导师指导下完成实验系统开发、实验工程设计、产品设计、创造制作、软件开发、或社会调查等创新性训练工程内容，并自主完成工程设计、研究条件准备和工程实施、数据处理与分析、研究报告撰写、成果〔学术〕交流等工作。

〔2〕创业训练工程：

本科生团队，在导师指导下，团队中每个学生在工程实施过程中扮演一个或多个具体的角色，完成编制商业方案书、开展可行性研究、模拟企业运行、参加企业实践或进行一定程度的验证试验、撰写创业报告等工作。

〔3〕创业实践工程：

本科生团队在学校和企业指导教师共同指导下，利用前期创新训练工程的研究成果，提出一项具有市场前景的创新性产品或者效劳，以此为根底开展创业实践活动。

创业实践工程要面向市场展开，按企业实际运营模式进行管理和实践。

4、用A4纸打印，左侧装订，页面缺乏可加页。

一式三份，经指导教师审核，由工程管理单位组织专家评选排序后，签署意见，加盖单位公章后，交教务处实践教学办公室〔可用一份上签署意见后再复印盖章〕，获批立项以通知或合同为准。

二、实施背景和意义〔包括工程来源、国内外现状及开展动态及可行性分析等〕

背景：

现在全息投影技术开展前景广阔，市场需求旺盛，在很多行业中都有广阔的应用前景，可以很好的符合今天两会李克强总理提出了的“互联网+〞的趋势和要求，能够有效的充当“+〞号的角色。

虽然全息投影技术给人惊艳的视觉冲击，但美中缺乏的是如今的全息投影技术还是缺少交互性。

由于目前的全息投影技术缺少交互性，这也局限了它的应用范围，现在一般作为全息展示柜，软件行业并没有针对虚拟成像智能交互的系统，浪费了全息投影成像技术作为次世代显示方式代替传统屏幕的优势。

国内外现状：

（1）国外现状：

VR技术在美国的研究现状：

美国是虚拟现实技术研究的发源地，目前大局部研究机构都在美国。

NASAAmes实验室一直是许多VRT思想的发源地。

早在1981年,他们就开始研究空间信息显示，1984年开始了虚拟视觉环境显示工程,后来还开发了虚拟界面环境工作站。

目前,Ames实验室正在致力于一个叫“虚拟行星探索〞的试验方案。

这一工程能使“虚拟探索者〞利用虚拟环境来考察遥远的行星。

VR技术在英国的研究现状：

英国的Bristol公司开发的软件系统DVS是一个领先于某些标准操作系统环境。

公司还提供了领先于DVS的环境编辑语言。

英国在VR开发的某些方面，特别是在分布并行处理、辅助设备（包括触觉反应）设计和应用研究方面，在欧洲来说是领先的。

〔2〕国内现状：

国家科委国防科工委部已将虚拟现实技术的研究列为重点攻关工程，国内许多研究机构和高校也都在进行虚拟现实的研究和应用并取得了一些不错的研究成果。

北京航空航天大学计算机系也是国内最早进行VR研究、最有权威的单位之一，其虚拟实现与可视化新技术研究室集成了分布式虚拟环境，可以提供实时三维动态数据库、虚拟现实演示环境、用于飞行员训练的虚拟现实系统、虚拟现实应用系统的开发平台等；清华大学国家光盘工程研究中心所作的“布达拉宫〞,采用了QuickTime技术，实现大全景VR制；浙江大学AD&CG国家重点实验室开发了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统;哈尔滨工业大学计算机系已经成功地合成了人的高级行为中的特定人脸图像,解决了表情的合成和唇动合成技术问题，并正在研究人说话时手势和头势的动作、语音和语调的同步等。

虚拟现实技术的开展趋势：

随着虚拟现实技术在城市规划、军事、商品展示、全息博物馆等等方面应用的不断深入，在建模与绘制方法、交互方式和系统构建方法等方面对虚拟现实技术都提出来更高的需求。

所以全息投影技术必将从单纯的展示功能向着多功能、多输入、多交互方式的方向开展。

可行性：

（1）已经拥有一期工程的根底〔全息投影智能交互系统〕，并获得石家庄铁道大学挑战杯特等奖，为更加深入的研究提供了一定平台。

（2）拥有信息科学虚拟仿真实验中心、数字媒体技术实验室等实验平台。

〔3〕为了满足不断开展的新的需求，近年来虚拟现实相关技术研究遵循“低本钱、高性能〞原那么取得了快速开展，表现出一些新的特点和开展趋势。

而这款综合语音识别和体感交互的新工程必将在将来取得长足的开展和应用。

〔4〕今年两会李克强总理提出了“互联网+〞的概念，这足以说明互联网和各行各业深度融合的趋势，我们将要做的基于语音、体感技术的全息投影智能交互系统能很好的充当“+〞号的角色，促进互联网和其它行业的深度融合。

〔5〕我们的每个小组成员都对全息投影技术有一定的了解，并且都很有兴趣去学习和研究全息投影技术。

我们的目标明确，脚步坚决，不会轻言放弃，一定会在这条路上做出自己的更加完美作品。

三、实施该工程所具备的根底、优势和风险〔包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的创新创业成果等〕

（1）现已有一期工程根底，一期作品全息投影智能交互系统已经初具规模。

（2）实验场所：

信息科学虚拟仿真实验中心、数字媒体技术实验室等。

〔3〕组员能力强，具有不错的技术根底。

黄城：

数字媒体技术专业13级学生，在平时生活中对这方面的知识和前沿课题、技术都有涉猎。

比拟擅长3D建模等。

具有良好的组织领导能力，性格积极向上，不会轻言放弃。

曾参加过学校挑战杯赛，获得特等奖并在积极筹备省赛。

周俊达：

数字媒体技术专业12级学生，对全息投影技术有了相当的了解，我的作品曾获得石家庄铁道大学程序设计大赛一等奖、石家庄铁道大学软件设计大赛一等奖、石家庄铁道大学创新创意大赛一等奖，石家庄铁道大学挑战杯特等奖等。

沈通：

数字媒体技术专业13级学生，抱着对全息投影技术的热爱参加这个团队，正在积极的参阅各类相关图书等资料。

能熟练地掌握、应用C++\JAVA等编程语言。

性格乐观，做事不屈不挠，不言放弃，能够很好的完成各种工作。

连想：

数字媒体技术专业13级学生，我对全息投影有一定了解，性格活泼乐观，会积极的投入自己喜欢的工作中。

〔4〕指导老师经验丰富、尽职尽责。

创新创业的成果列表

起止年月

工程名称

姓名

担任的工作

取得成效

2021、04、11

全息投影智能交互系统

黄城

组员

校挑战杯特等奖并进入省赛

2021、03、05

教师用趣味点名系统

黄城

个人作品

石家庄铁道大学创新创业大赛三等奖

2021、04、11

全息投影智能交互系统

周俊达

组长

校挑战杯特等奖并进入省赛

2021、10、04

潘多拉魔塔

周俊达

负责人

石家庄铁道大学程序设计大赛一等奖

2021、03、05

UC浏览器

沈通

UC浏览器校园推广阔使

应聘成功并有效推广了软件

四、工程特色和创新点

特色：

①．该工程一期作品已出具规模，具有一个很好地根底；

②．降低了全息投影技术对工作环境的要求；

③．提高了语音识别的正确率；

④．降低体感技术的识别延时长度；

⑤．完善了全息投影智能交互系统；

⑥．改良独特设计的多进程传参投影源。

创新点：

①．将前沿的全息投影技术与语音识别、体感交互技术相融合；

②．工程融合2D平面设计\3D虚拟现实、建模等技术，具有多学科交叉的特点；

③．对语音识别、体感技术的进一步优化；

④．独特的交互方式给特殊人群提供了方便。

五、工程方案〔至少1000字，包括实施内容、方法、拟解决的途径和应用领域及前景等〕

工程内容和实现方法：

（1）继续完善采用语音识别作为交互的一个重要方式。

语音识别是对基于生理学和行为特征的说话者嗓音和语言学模式的运用。

人的声音〔语音〕经麦克风传入电脑的识别软件，软件自动提取人声〔字、词的发音〕的特征参数并与电脑里预存并建立的每个字或单词的语音特征参数模型进行匹配，将匹配最接近语音特征的模板作为识别结果。

利用语音识别作为全息投影的交互方式增加了交互性和智能性。

为全息投影技术的其他领域应用提供了可能。

但是在一期工程中与全息投影相结合的语音识别技术的识别率不容乐观，识别正确率具有很大的提升空间，我们将用更加合理的技术和设备继续完善语音识别技术与全息投影的融合。

（2）继续完善采用体感技术作为交互的一个重要方式。

体感技术作为前沿科技之一，是一项无需借助任何控制设备，可以直接使用肢体动作与数字设备和环境互动，随心所欲地操控的智能技术。

利用体感技术控制全息投影增加了交互性和智能性，为全息投影提供了次世代解决方法。

在一期的作品中，我们对体感交互技术已经有了不错的应用，但是在识别时间、识别准确率方面还有所欠缺，在接下来我们准备利用改良算法等方式提升全息投影技术中体感技术的应用体验。

技术关键和主要技术指标：

〔1〕体感交互技术

〔2〕语音识别技术

〔3〕全息投影技术

（4）3D动画制作等

工程功能实现：

（1）全息博物馆

（2）动画媒体展示

（3）语音、体感智能交互系统

（4）全息舞台

（5）企业概念产品展示

市场分析和经济效益预测：

（1）作为科技的前沿，近年来国际上开始出现了全息博物馆，在展示文物同时保证了文物的平安性。

珠宝店也开始使用全息投影技术展示珍贵珠宝。

但由于技术较新国内使用较少。

（2）可交互的全息投影技术，同时涵盖了全息投影，语音识别，体感交互等三个国际科技探究热点，也是次世代开展的必然趋势。

拥有巨大的活力和市场前景，随着科技的开展，人们对次世代交互方式的需求越来越高。

而对于全息投影的交互系统符合的社会的需求。

（3）以技术创新为核心的软件产品，本钱低，市场大，经济效益高。

（4）春晚引领潮流，相信全息投影技术的未来前景不止局限于春晚。

而它的交互系统将赋予其新的活力。

应用领域：

（1）对于企业概念性产品的真实全息投影展示。

（2）珠宝商店，全息博物馆等科技前沿技术展示需求。

（3）舞台，广场，景区等需求全息展示及交互功能的地方。

如产品立体360度的演示；真人和虚幻人同台表演；科技馆的梦幻舞台等。

也适用于各种产品的展出，发布。

如：

名表、名车、珠宝、工业产品的展出和发布。

（4）任何需要全息投影展示效果的领域。

六、预期成果

〔1〕设计一套较完善的数字媒体技术网站设计方案。

〔2〕

〔3〕提供研究报告1份；

（4）增强院系网站与用户之间的互动。

（5〕

〔6〕发表相关论文1-2篇。

七、工程进度安排

一、2021、04--2021、06准备阶段：

利用图书馆或网络查阅与工程相关的文献资料，搜集国内外相关研究成果，了解该工程的研究现状、前沿动态，进行调查和分析，明确研究内容，确定课题组各成员分工。

二、2021、07--2021、08集中精力进行视频源的及其相关软件的开发与改良。

三、2021、09--2021、10继续完善基于全息投影等技术智能交互平台的搭建；继续完善能够实时接收和释放多路参数的投影源的制作

四、2021、11--2021、1利用全息投影平台，进行视频源软件的测试工作，并逐步完善作品。

将研究成果进行整理和分析，准备论文的撰写。

五、2021、2--2021、03总结阶段：

提交研究成果，做结题报告。

八、工程经费预算

工程名称

开支内容

申请金额（元）

硬件设施

全息投影平台

1800

资料

书籍、材料等

200

合计

2000元〔大写：

两千元整〕

申请者承诺：

1、我保证填写内容属实，立项成功后本人和工程组成员将严格遵守各项相关规定和制度，按方案完成相关训练，按时报送相关材料。

2、如果因为主观原因导致工程执行不能到达预期目标，本人和工程组成员愿意承当相应损失。

3、任何与工程相关的论文、创造和专利等成果均注明全国大学生创新创业方案工程。

申请人（签字）：

年月日

指导教师意见〔需要对工程做出具体评价〕：

指导教师签名：

年月日

工程管理单位意见〔主要参考专家组评审意见〕：

管理单位排序名次：

〔本次本单位共评工程数：

〕

负责人签名〔单位盖章〕：

年月日

主管部门意见：

签名〔单位盖章〕：

年月日