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现代远程教育是随着计算机网络技术和多媒体技术的发展而产生的一种新型教育方式,是指借助于现代远程教育手段,以学习者为主体,兼容函授、面授和自学等传统教学形式,并采用多种媒体手段联系老师和学生、学生和学生、学生和教育机构、老师和教育机构并承载课程内容的教育方式。现代远程教学活动在当前教育教学活动中已经占据了重要地位。
但在实际教学中,这些远程教学活动由于各种原因,实际效果却不很理想。产生这种问题的最大原因就是交互性不够。信息交互是教学设计和教学实施水平的体现,是远程教学活动中的关键因素。
本文根据2001年Laurillard提出的“学习过程会话模型”为基础,进行了学生与媒体界面的交互、会话性交互对象的扩充、适应性交互的分类和内涵的变化等方面的补充,形成了“远程学习的教学交互模型”,并建立了相应的技术模型。在技术模型中,分析出了在实际应用中影响交互效果的技术性因素--畸变图像。
对畸变图像的处理属于数字图像处理的范畴。在远程教学活动中产生畸变图像的原因大多是由于各教育机构或学生受限于经济条件而使用的价格低、质量次的数字图像采集设备,如低像素的摄像头、扫描仪,特别是价格低廉的摄像头大多使用存在着光学畸变的镜头,在采集静态图像时尚不能得到令人满意的图像,更何况采集动态图像了。
为了提高模式匹配、图像检测等定量分析的精确性,将图像畸变对教学交互的影响降至最低,必须要对这一类畸变进行修正。从上个世纪后期开始,国内外学者已经就摄像机非线性校正提出了数十种方法,但从原理上基本可分为两类,一类是基于控制对象的摄像机非线性畸变校正,另一类是基于模式的摄像机非线性畸变校正。这些方法各有特色,但校正效果如何都需要根据校正精度、运算量、实时性等方面的要求来确定,而且以上方法对于复杂的非线性失真的图像恢复至今仍未能得到很好的解决。
本文通过对现代远程交互教学活动中教学环境的分析得出,在这种活动中生成的数字图像绝大多数均具有大背景小目标(或中小目标)的特征,且对这些图像的处理只需定性识别,而不需要在图像全局范围内进行高精度的几何测量和恢复,但应用环境却对校正速度提出了较高要求。本文提出了一种基于坐标插值的直接查表法,即建立畸变前后图像坐标位置的近似对应关系,通过大量的实验数据构建一个两种图像坐标进行比对的参考模型。在这个参考模型的建立过程中,充分考虑影响矫正复杂程度的关键因素,缩小图像的分析(目标)区域,尽量简化畸变前后两个图像的差异程度。将摄像头得到的畸变图像中各像素点的X,Y坐标值直接查表,得到对应的畸变前标准图像中的各像素点的X,Y坐标。采用这种方法的目标区域较小,对应的摄像头像素数较少,实时计算时矫正速度快,应用效果好。