Lista przedmiotów z materiałami udostępnionymi dla studentów

Dla_studentów
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

Mateusz Grzyb

Interfejs człowiek-komputer sterowany gwizdnięciami


A Human-Computer Interface controlled by whistling


Opiekun pracy dyplomowej: prof. dr hab. inż. Paweł Strumiłło
Praca dyplomowa inżynierska obroniona 2019-07-19
Streszczenie pracy dyplomowej:
W celu poprawy jakości życia osób niepełnosprawnych, liczne bariery w codziennym życiu powinny zostać zminimalizowane. Jedną z takich barier jest wykluczenie technologiczne osób niepełnosprawnych ruchowo. Osoba z niedowładem kończyn nie jest w stanie skorzystać z myszki i klawiatury. W tym celu, w ostatnich latach prowadzone są intensywne prace nad interfejsami człowiek-komputer, które działają m. in. na podstawie wykrywania mrugnięcia oka, skurczy mięśni, czy analizie sygnału EEG. Oddech może być traktowany jako dodatkowy kanał komunikacyjny z komputerem. Celem pracy jest zaprojektowanie bezdotykowego systemu człowiek-komputer sterowanego za pomocą oddechu. Użytkownik za pomocą sygnału gwizdka powinien wybrać interesujący go znak i wyświetlić go na ekranie monitora. Program działa w czasie rzeczywistymi, a do działania wymaga tylko gwizdka i mikrofonu. W celu jak najdokładniejszego wychwycenia sygnału od użytkownika zostaną zastosowane takie narzędzia przetwarzania sygnałów jak: splot, szybka transformacja Fouriera, filtracja medianowa i algorytm Goertzela. Zostały zaprojektowane dwa rozwiązania. W pierwszym, przy użyciu alfabetu Morsa, pożądany znak jest wybierany na podstawie serii gwizdnięć. W drugim rozwiązaniu, zastosowano tzw. klawiaturę ekranową. Kolejność wyświetlanych na ekranie znaków alfanumerycznych jest ułożona według częstości występowania w języku polskim. Każdy znak jest kolejno podświetlany przez 0,7 sekundy. W czasie tym użytkownik może użyć gwizdka w celu wybrania podświetlonego znaku. Wszystkie rozwiązania zostały zaimplementowane w języku programowania Python. Testerzy wybrali klawiaturę ekranową jako bardziej przyjazną użytkownikowi. Osiągnięto dużą dokładność interfejsu – 87% rozpoznawalności znaków. Słowa kluczowe: Interfejs człowiek-komputer, sterowanie oddechem, przetwarzanie sygnałów
Abstract:
In order to improve the quality of life of people with disabilities, numerous barriers in everyday life should be minimized. One of such barriers is the technological exclusion of people with physical disabilities. A person with paralysis is not able to use the mouse and keyboard. For this purpose, in recent years systems termed human-computer interfaces have been developed. Such systems recognize such input modalities as eye blinks, EEG signal features or muscle contraction. Respiration can serve as an additional communication channel. The aim of the work is to design a non-contact human-computer system controlled by breathing. The user should select a character by using the whistle that is recognized and displayed on-line on the computer screen. In order to capture signal features as accurately as possible the following signal processing tools have been used: signal convolution, the fast Fourier transform, the median filter and the Goertzel algorithm. Two solutions were designed. In the first, the Morse alphabet was used. The user is able to select the character by using a sequence of whistles. In the second solution, an on-screen keyboard is proposed. Alphanumeric characters are arranged in an order corresponding to the rate of occurrence in the Polish language. Each character is highlighted in turn for 0.7 seconds, while the user can use the whistle to select the highlighted character. All solutions have been implemented in the Python programming language. The testers chose the on-screen keyboard as more user-friendly. The designed interface achieved high accuracy at a level of 87% of correct character recognitions. Keywords: Human-Computer interface, control by whistling, signal processing