22、基于监督学习的绘图辅助系统：创新与优势

基于监督学习的绘图辅助系统：创新与优势

1. 引言

在教育领域，为残疾学生提供学习支持至关重要。对于身体瘫痪的学生而言，在计算机上绘图是一种广泛应用的职业治疗方式。然而，部分残疾学生在操作鼠标等控制设备时存在困难，因此绘图辅助系统的开发备受关注。

目前，绘图辅助系统的开发主要有硬件和软件两种方法。硬件方法需要根据残疾学生的具体情况开发专用控制设备，而软件方法则致力于补偿手部的不自主运动，以绘制清晰平滑的图形。

传统的软件补偿方法，如移动平均法和强制消除法，虽然能在一定程度上平滑图形，但存在一些问题。移动平均法在消除突然动作影响时，需要增加参数 N，这会导致难以准确追踪轨迹和绘制尖锐角落；强制消除法需要通过初步实验确定阈值参数，操作较为繁琐。

本文提出了一种基于监督学习的绘图辅助系统，该系统利用权重函数补偿手部的不自主运动，能自动根据残疾学生的情况确定权重函数的形状，无需初步实验，有效减轻了手部突然动作的影响。

2. 传统方法

2.1 移动平均法

移动平均法的补偿基于以下公式：
[
\sum_{t = I - N}^{I} \frac{x(t)}{N} = x_{out}(t) \text{ 和 } \sum_{t = I - N}^{I} \frac{y(t)}{N} = y_{out}(t)
]
其中，$x(t)$ 和 $y(t)$ 是轨迹中鼠标点的第 $t$ 个坐标，$x_{out}(t)$ 和 $y_{out}(t)$ 是补偿后的坐标值，$I$ 是当前时间，$N$ 是平均点数。

这种方法可以平滑轨迹中的小抖动，但要减轻突然动作的