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教育元宇宙视域下虚拟交互式师范生教学技能训练模式的创新构建

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计算机科学 2024年

作者：杨楷芳李君池许艳公衍超陕西师范大学计算机科学学院陕西师范大学教师发展学院陕西教师发展研究院西安邮电大学通信与信息工程学院

随着信息技术的快速发展，在卓越教师培养的过程中注重教育数字化改革已经成为在未来教育高质量发展的必然要求。近年来，元宇宙及教育元宇宙概念成为研究热点，并为师范生教学技能训练方式带来新的改革思路。传统师范生教学技能训练主... 详细信息

随着信息技术的快速发展，在卓越教师培养的过程中注重教育数字化改革已经成为在未来教育高质量发展的必然要求。近年来，元宇宙及教育元宇宙概念成为研究热点，并为师范生教学技能训练方式带来新的改革思路。传统师范生教学技能训练主要以课堂教学实践为核心，受时间和空间的限制，师范生的个性化、专门性、针对性训练缺乏。随着信息技术的发展，“互联网+”训练模式、移动训练模式等被提出，但训练过程却存在沉浸性不高，互动性较低等问题。因此，本文融合教育元宇宙理念，提出虚拟交互式师范生教学技能训练模式，以体态技能和导入技能的训练为例，介绍教育元宇宙视域下的虚拟交互式师范生教学技能训练模式的构建与实践，对实践效果进行分析，验证虚拟交互式教学技能训练模式对师范生教学技能训练的有效性。

关键词：教育元宇宙师范生教学技能虚拟现实教育数字化

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应用压缩域JND模型的VVC感知无损编码

华中科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：公衍超朱家宝杨楷芳刘颖西安邮电大学通信与信息工程学院陕西师范大学计算机科学学院

针对新一代通用视频编码(versatile video coding，VVC)标准感知无损编码效率低的问题，提出了一种应用压缩域恰可感知差值(just noticeable difference，JND)模型的感知无损编码方法。首先基于ITU-RBT 500-13标准设计图像主观观测实验... 详细信息

针对新一代通用视频编码(versatile video coding，VVC)标准感知无损编码效率低的问题，提出了一种应用压缩域恰可感知差值(just noticeable difference，JND)模型的感知无损编码方法。首先基于ITU-RBT 500-13标准设计图像主观观测实验，获取考虑人类个体差异性及时间影响的VVC压缩图像感知质量数据；然后对数据进行筛选及正态性检验，并分析获得影响图像感知质量的可解释性特征；最终将特征模型量化并作为反向传播神经网络的输入，构建有效反映量化参数与JND关系的压缩域JND模型，并提出显著提升图像编码效率的VVC感知无损编码方法。与VVC标准测试模型方法相比，提出的方法在获得同等感知质量重建图像前提下最高节省93.28%码率。

关键词：视频编码通用视频编码感知无损编码恰可感知差值压缩域

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色度域亮度域信息融合的监控视频重压缩取证

哈尔滨工业大学学报 2024年第5期56卷 46-55页

作者：公衍超王子琳杨楷芳刘颖林庆帆王富平西安邮电大学通信与信息工程学院西安710121 西安邮电大学、陕西省法庭科学电子信息实验研究中心西安710121 西安邮电大学、陕西省无线通信与信息处理技术国际联合研究中心西安710121 陕西师范大学计算机科学学院西安710119 新加坡XsecPro公司新加坡787820

为解决当前视频重压缩取证方法没有考虑色度域信息、取证准确度低的问题,提出一种面向最新多用途视频编码(versatile video coding,VVC)标准色度域亮度域信息融合的监控视频重压缩取证方法(CLF-SVRF)。基于VVC标准的编码原理,从监控视... 详细信息

为解决当前视频重压缩取证方法没有考虑色度域信息、取证准确度低的问题,提出一种面向最新多用途视频编码(versatile video coding,VVC)标准色度域亮度域信息融合的监控视频重压缩取证方法(CLF-SVRF)。基于VVC标准的编码原理,从监控视频的色度域和亮度域维度分析并确定VVC视频码流中与压缩次数密切相关的基础码流特征;基础码流特征包括色度域和亮度域编码单元(coding unit,CU)的划分类型及预测模式;结合拉格朗日率失真优化技术分析随着压缩次数的增加,色度域亮度域CU划分类型和预测模式的变化;进一步确定色度域亮度域CU划分类型和预测模式可以作为检测视频压缩次数的基础码流特征;接着考虑视频监控应用对重压缩取证方法低复杂度的需求,基于色度域亮度域CU划分类型和预测模式构建低复杂度高级码流特征;将高级码流特征输入支持向量机完成监控视频的重压缩取证。实验结果表明,与当前先进方法相比,CLF-SVRF方法的监控视频重压缩取证准确度平均提升了13.53%,同时可以大幅度地降低重压缩取证耗时,重压缩取证时间平均减少了47.42%。

关键词：视频编码通用视频编码重压缩取证监控视频色度域

基于级联注意力与点监督机制的考场目标检测模型

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软件学报 2022年第7期33卷 2633-2645页

作者：田卓钰马苗杨楷芳陕西师范大学计算机科学学院陕西西安710119 现代教学技术教育部重点实验室(陕西师范大学) 陕西西安710062 空天地海一体化大数据应用技术国家工程实验室陕西西安710129

智慧考场是智慧校园的重要组成部分,准确、快速地检测考场中的学生状态,是智慧考场应用的基本任务和关键环节.标准化考场中的考生分布相对密集且成像尺寸差异较大,而现有目标检测算法未充分考虑真实考场的环境特征,很难精确、实时地检... 详细信息

智慧考场是智慧校园的重要组成部分,准确、快速地检测考场中的学生状态,是智慧考场应用的基本任务和关键环节.标准化考场中的考生分布相对密集且成像尺寸差异较大,而现有目标检测算法未充分考虑真实考场的环境特征,很难精确、实时地检测出考生目标,加之大部分目标检测算法需对不同目标手工设计先验锚框,模型部署范围受限.针对以上问题,提出一种高效的无锚框全卷积目标检测模型.该模型采用全卷积网络对输入图像进行逐像素预测,在可能存在目标的区域回归其包围框.在该模型中,设计了基于级联注意力的特征增强模块,通过逐级细化修正特征增强特征图的判别性,有效地提高考生目标识别精度;另一方面,针对真实考场中大量交叠目标检测问题,提出了点监督机制,以进一步提升交叠多目标的识别效果;最后,在构建的标准化考场检测专用数据集上,对所提模型进行验证.实验结果表明,与当前最先进的目标检测模型相比,针对真实复杂的考场环境特征提出的基于级联注意力和点监督机制的全卷积目标检测模型的m AP指标为92.9%,检测速度为22.1 f/s,泛化能力突出,综合效果最优.

关键词：目标检测智慧考场无锚框方法注意力机制点监督机制

中文文本屏幕内容图像VVC编码感知失真研究

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西安交通大学学报 2023年

作者：杨楷芳晁学敏蒙琴琴公衍超陕西师范大学计算机科学学院陕西省教学信息技术工程实验室现代教学技术教育部重点实验室西安邮电大学通信与信息工程学院

文本屏幕内容图像（text screen content image， TSCI）的感知质量是决定在线教育、远程会议等系统有效运行的关键。当前还未有研究关注视频编码引起的中文TSCI感知质量问题。本文聚焦中文TSCI，研究最新一代通用视频编码标准（versati... 详细信息

文本屏幕内容图像（text screen content image， TSCI）的感知质量是决定在线教育、远程会议等系统有效运行的关键。当前还未有研究关注视频编码引起的中文TSCI感知质量问题。本文聚焦中文TSCI，研究最新一代通用视频编码标准（versatile video coding， VVC）对其感知质量的影响。首先，依据ITU-R BT.1788和ITU-R BT.500-13标准，构建中文TSCI数据库。基于构建的数据库，将汉字这类美丽的象形文字看作由特定笔画构成的符号，进一步从笔画变化的角度出发，分析中文TSCI的VVC编码感知失真类型，探索不同类型感知失真的发展路径。然后，结合VVC的混合编码框架原理，理论分析并实验验证影响VVC编码的中文TSCI感知失真程度的因素。最后，总结当前代表性的屏幕内容图像质量评价方法在中文TSCI VVC编码感知失真评测上的性能表现。研究对于后续开发适用于中文TSCI的感知质量评价方法、高效编码方法等具有指导意义。

关键词：中文文本屏幕内容图像通用视频编码感知失真笔画

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色度域亮度域信息融合的监控视频重压缩取证

哈尔滨工业大学学报 2023年

作者：公衍超王子琳杨楷芳刘颖林庆帆王富平陕西省法庭科学电子信息实验研究中心(西安邮电大学) 陕西省无线通信与信息处理技术国际联合研究中心(西安邮电大学) 陕西师范大学计算机科学学院新加坡XsecPro公司西安邮电大学通信与信息工程学院

为解决当前视频重压缩取证方法没有考虑色度域信息，取证准确度低的问题，提出一种面向最新多用途视频编码（versatile video coding， VVC）标准色度域亮度域信息融合的监控视频重压缩取证方法（CLF-SVRF）。基于VVC标准的编码原理，... 详细信息

为解决当前视频重压缩取证方法没有考虑色度域信息，取证准确度低的问题，提出一种面向最新多用途视频编码（versatile video coding， VVC）标准色度域亮度域信息融合的监控视频重压缩取证方法（CLF-SVRF）。基于VVC标准的编码原理，从监控视频的色度域和亮度域维度分析并确定VVC视频码流中与压缩次数密切相关的基础码流特征。基础码流特征包括色度域和亮度域编码单元（coding unit， CU）的划分类型及预测模式。结合拉格朗日率失真优化技术分析随着压缩次数的增加，色度域亮度域CU划分类型和预测模式的变化。进一步确定色度域亮度域CU划分类型和预测模式可以作为检测视频压缩次数的基础码流特征。接着考虑视频监控应用对重压缩取证方法低复杂度的需求，基于色度域亮度域CU划分类型和预测模式构建低复杂度高级码流特征。将高级码流特征输入支持向量机完成监控视频的重压缩取证。实验结果表明，与当前先进方法相比，CLF-SVRF方法平均提升13.53%的监控视频重压缩取证准确度，同时，可以大幅度地降低重压缩取证耗时，平均减少47.42%的重压缩取证时间。

关键词：视频编码通用视频编码重压缩取证监控视频色度域

基于OBE理念多平台融合的数字化学习模式的创新构建

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计算机教育 2022年第11期 87-91页

作者：杨楷芳施姿羽陕西师范大学计算机科学学院陕西西安710119

基于数字信息时代下“数字原住民”的认知方式和思维特点,分析OBE理念与现有多平台融合教学问题,提出基于OBE理念多平台融合的数字化学习模式,以微课设计与实践课程为例,介绍教学模式应用实践过程,最后给出评价方式并说明教学效果。

关键词：多平台融合 OBE理念线上线下混合教学学习模式改革

微课语速对学习效率影响探究——以汉族、维吾尔族和哈萨克族中学生为例

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微课语速对学习效率影响探究——以汉族、维吾尔族和哈萨克族中学...

基于移动学习的“五位一体”信息技术教师教学技能训练实践模式

2022中国高校计算机教育大会

作者：杨楷芳施姿羽杨柳陕西师范大学计算机科学学院西安710119 乌鲁木齐八一中学乌鲁木齐830002

本文以新疆某中学的初中生为实验对象,将学习者分为第一语言为汉语和第二语言为汉语两类,分别针对信息技术和历史,通过倍速分析微课语速对不同类型学习者学习效率的影响。结果表明(1)当微课语速在225-235字/分钟时,学习者学习效果最佳,... 详细信息

本文以新疆某中学的初中生为实验对象,将学习者分为第一语言为汉语和第二语言为汉语两类,分别针对信息技术和历史,通过倍速分析微课语速对不同类型学习者学习效率的影响。结果表明(1)当微课语速在225-235字/分钟时,学习者学习效果最佳,学习满意度较高;(2)微课语速对认知负荷有显著影响:其中对于同一类学习者,信息技术对应的认知负荷较高,且这一差异对于第一语言为汉语的学习者更为显著;而对于同一个的微课内容,第二语言为汉语的学习者认知负荷较高,且这一差异对于历史更为显著。本研究相关结论对微课语速的设计具有指导意义。

关键词：微课语速学习效果认知负荷学习满意度

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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计算机教育 2023年第4期 92-96页

作者：杨楷芳姜晓雯施资羽陕西师范大学计算机科学学院陕西西安710119

针对信息技术教师教学技能训练课程实践模式存在的问题,创新提出基于移动学习的“五位一体”教学技能实践模式,以信息技术师范生的课堂组织技能训练过程为例,介绍训练模块的功能和应用实践过程,最后给出评价方式并说明教学效果。

关键词：教学技能移动学习教学实践实践模式