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第一章 緒 論

1.1 研究動機

現今科技不斷發展,課堂上的教學從以往的板書、紙本等媒介進步到多媒體 教學的方式,諸如電腦投影片播放、Youtube 影片分享等。一篇由孫秀敏所撰寫 的文章中提到:「多媒體教學是在課堂教學中根據教學內容和教學目標的需要,

合理地選擇和應用現代化教學媒體,並不是完全放棄傳統教學,而是繼承傳統教 學的有效成分,發揮各種教學媒體的優勢,共同參與課堂教學的全過程,達到教 學過程的最優化」[1],但因為教學器材的限制,老師必須於一旁操作電腦,降低 了與學生的互動性,從而降低了教學品質。故本研究期望能建構一套系統,讓老 師們以往接近學生的互動方式來操控多媒體教材,增進學生學習效率,充分發揮 多媒體教學的優勢。

1.2 研究背景

為解決多媒體教學上互動性之不足,許多系統因而開發,最常見的如使用簡報 器來或使用攝影機偵測人體姿勢來進行投影片的操作、使用 Wii remote controller 來代替滑鼠的操作等。在由李韋廷所撰之「人體姿勢判斷系統應用於投影片控制」

[2]一文中,使用膚色偵測方式進行抓取手部的位置,再進行其軌跡辨識進而抓取 使用者的動作並以之操作投影片;而在由李振遠所提出之「基於背景模型的人體

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姿勢判斷系統」[3]中,使用背景模型方式分離背景及前景,進而對前景的人體手 部進行動作判斷。上述這些系統須讓使用者有一學習期來適應系統事前定義的操 作方式,且兩者皆使用支持向量機(SVM)進行對手部動作的學習,故使用者無法 加入新的操作方式來取代以往的滑鼠鍵盤操作,其所取代的功能性亦有所侷限。

故本文期能以不變動使用者原本的習慣為之前提下,帶來操控電腦的全新體驗,

即於使用者自定義姿勢之下,進行電腦的相關操作。

1.3 研究目的

本研究主要為建立一個以使用者自定義姿勢方式之姿式辨識系統,由使用者 自行定義各種不同的姿勢,並由本系統進行學習與辨識,期能以此提供一個平台,

讓老師課堂上教授時不再受限於使用鍵盤滑鼠的方式來操控電腦,回歸到最傳統、

最貼近學生的肢體語言表達。期能藉此系統,讓老師能擁有更人性化的教學環境,

且讓學生更易於在課堂上專注,增進學生與老師之間的互動,以達到增進教學品 質的目的。

1.4 研究的範圍與限制

本研究以 Kinect 為輸入裝置,並置於面向使用者前方進行系統之訓練及使用。

本研究於此環境下,於以下之條件下進行,以達到最佳之研究預定效果。

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(參考微軟 KINECT 官網:http://www.microsoft.com/en-us/kinectforwindows/)

系統需求 硬體需求

Supported Operating Systems Windows 7, Windows 8 Developer Preview

32 bit (x86) or 64 bit (x64) processor Dual-core 2.66-GHz or faster processor Dedicated USB 2.0 bus

2 GB RAM

Windows 7-compatible graphics card that supports DirectX 9.0c

A retail Kinect for Xbox 360® sensor, which includes special USB/power cabling

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1.5 論文內容的安排

本論文之後續章節安排如下所示:第二章將介紹姿勢辨識等相關技術介紹,

並簡略說明系統軟硬體架構及原理;第三章將介紹本系統之理論與架構及系統流 程。第四章為實驗以及其結果分析探討;第五章為論文結論與未來研究。

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