压缩感知概述教学课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Introduction to Compressive Sensing,压缩感知概述,压缩感知概述Introduction to Compressive Sensing,压缩感知概述,目录,口背景现状,理论产生背景,研究现状,A一,口压缩感知描述,压缩传感,稀疏表示,测量矩阵,重构算法,模拟实验,整体流程,口应用展望,应用举例,展望,、背景现状,在现实初中体育考试制改革下，新教师如何适应新的教学改革，如何改变自已，对新教师提出了更大的要求。作为新教师如何积极应对新形势下的基础教育改革，重视和加强创新学习，是摆在新教师面前的难题，也是我们新教师必须需要解决的关键问题。,一、学校体育的现状及其存在的问题,学校体育作为全面发展教育的一个重要组成部分，在理论与实践上越来越受到家长及学生的关注和重视。但是。由于历史的、传统的和主观的原因，人们对这个问题的认识程度深浅不一，对学校体育的本质观、目的观、价值观和质量观的认识，目前仍还处在较低水平的社会意识层次上。,1.体育教育实际地位没有得到实际提高,长期以来，由于受传统观念的影响，学校体育的实际地位仍然没有提高到应有的位置。“重文轻体”的传统观念在某些领导的头脑中始终没有消除，他们不重视体育教学工作，对体育教师的工作成果不能给以正确的评价，调查表明77.80%的领导不能深入课堂听课。另外，体育教师在不同程度上受到歧视，在福利待遇、评定职称、评优评先、奖金、分房等问题上不一视同仁的现象仍然存在，72.22%的体育教师认为学校不能把他们与其他教师同等对待。这种做法严重伤害了体育教师的心灵，极大地挫伤了体育教师的工作积极性。,2.教学观念亟待转变,体育教学改革虽然在全方位进行，但不少教学改革者在实践中却只热衷于操作层面上外在课程形式的改革，过分追求一种表面上的热闹、活跃，学生内在情感和学习动机并没有真正被激活。其根本原因，就是许多中学体育教师教学观念没有根本转变。为什么没有转变?并不是体育教师不想转变，不能转变。原因可能有，一是现实社会中，在长期教育实践中忽视或轻视体育的行为、观念、思想没有得到根本转变；二是目前中小学体育教师的工作量太大，除常规的体育课堂教学外还有大量的课外工作，如早操、课间操、课外体育活动及学校运动队的训练等；三是缺少改革的理论导向和具体指导，同时上级教研部门给教师的教改指示大多是口号式指示，如“发展学生个性”、“培养学生创新精神”、“培养学生体育实践能力”等。,二、解决现实问题的对策,1.重视体育教育,现代社会是一个高科技的快速变化着的社会。科学技术的发展，推动了人类社会的飞速发展和急剧变化。现代社会的发展，对人的身体与精神、知识与能力、道德与行为都有了新的社会要求。适应社会的发培养现代社会所需要的人才，是教育所面临的重要课题。作为教育的重要组成部分的体育教育，要跟上社会发展的需要，决不能墨守成规，拘泥于传统的观念和思想。现代体育教学已具有了整体性和多元化的功能。从人的全面发展出发，讲究学生的身心健康和谐发展。,2改变教学观念,随着新课程标准的实施，体育教学中很多旧观念制约着当前学校体育的发展，与新大纲不相适应。要想使学校体育向纵深发展，符合新大纲的要求，就必须转变旧思想和旧观念。那样才能培养出适应现代社会所需的、身心全面发展的新人。,现代社会竞争来越激烈，生活节奏越来越快，体育教学中不把健康放到第一位就谈不上培养出健康的学生。对健康要有一个全面、正确的认识，世界卫生组织对健康的定义是：“健康是一种在身体上，精神上的完美状态，以及良好的适应能力，而不仅仅是没有疾病和衰弱的状态。”可见，身强体壮并不是健康的全部，没有疾病，身心处于良好的状态，有良好的适应能力才是真正的健康。在体育教学中教师和学生都要转变思想更新观念，把健康放在第一位。,三、优化体育教学内容与过程是发展学校体育的重要途径,实施素质教育应强调让每一个学生的每一个方面均有发展，具有个性特长，在共同的活动中可以不断了解自己，评价自己，提高欣赏美、表现美、创造美的能力，能够在快乐中锻炼身体，培养良好的思想品德。所以，学校应大力推广体育教学，尤其是义务教育中，在学生的世界观、人生观形成时期，在体质锻炼的黄金时期，用多种有效教学方法促进学生全面发展。,优化体育教学内容与过程，应注意以下几个原则：,1整体性原则。提高学生素质、实现培养目标是一个有机的整体，要努力做到德、智、体有机结合、全面发展。转变传统体育教学观念，从单向教学目标向多项目标转化；从单调体育向愉快体育转化(以游戏性方式）；从微观的体育教学管理向微观与宏观相结合的方向转化，使体育教学质量得到全面提高。,一节课有个好的情境导入，像一场戏有一个引人入胜的序幕，像磁石深深把学生吸引住，像金钥匙悄然开启学生的思维. 依据教学目的、教材内容和学生年龄心理特征，抓住创造性地导入新课的最佳入口处，扣住学生的心弦，建立一种使学生从事学习活动、产生学习行为的环境或背景. 它是传递信息的载体，能给学生提供思考的智力背景，同时也给学生提供了实践活动和情感体验的空间.,四年级上册数学教材中的探索与发现乘法分配律，在教学设计上我把重点定位为引导学生在探索活动中发现、感悟、体验数学规律，进而学会应用规律. 让学生通过“联系实际，感知建模;类比归纳，验证模型;质疑联想，拓展认识;联系实际，深化认识;归纳概括，完善认识”的探索过程来逐步丰富对“乘法分配律”的认识. 特别是在新课的导入上，我做足了功课，编排了一场生动、有趣的“小品”，借助表演使学生在愉快、热烈的气氛中激发学习兴趣，建立数学模型. 为轻松、准确、有效地掌握乘法分配律的意义打下良好的基础.,一上课我表扬了戴洵同学近来进步很大，从他努力学习中，我仿佛看到他十几年以后的景况：戴洵从国外留学归来，回家见到多年未见的父母、同学们，你们想象一下会是怎样的情景？学生们立即展开想象的翅膀，叽叽喳喳地议论起来，我说谁想来表演？学生们纷纷举手，我把戴洵、小胖墩陆韵凌、强翰楠叫到讲台前，安排陆韵凌演妈妈，强翰楠演爸爸，我稍作布置，表演开始，只见戴洵做敲门状进门，陆韵凌、强翰楠一脸惊讶、高兴、激动状上前迎接，先是母子拥抱、握手，接着父子拥抱、握手，表演得惟妙惟肖，学生们捧腹大笑.表演结束后，我问学生：儿子是怎样和父母握手的？学生回答：高兴、激动、幸福，一个一个地握手，分别和父母握手. 学生边说我边在黑板上写道：（妈妈 + 爸爸） 儿子 = 妈妈 儿子 + 爸爸 儿子，括号表示家，表示两只手握在一起. 特别强调儿子先和妈妈握手，再和爸爸握手. 这个“握手小品”给学生脑海中留下很深的印象，“（妈妈 + 爸爸） 儿子 = 妈妈 儿子 + 爸爸 儿子”这个用数学运算符号把儿子与父母见面握手的场面有趣、形象地表达出来，为本节课的学习做铺垫，并使学生在轻松、愉快的气氛中进入学习中. 有了“握手小品”的基础，学生在“类比归纳”乘法分配律时容易找到规律. 特别是“两个加数分别同这个数相乘”理解得很透彻. 两个加数怎样同这个数相乘？一个一个地乘，排队按顺序乘，依次乘等等，要表达这些意思用个恰当的词语就是“分别”. 在用字母表示乘法分配律时，我说：“用a代表胖胖的妈妈，用b表示高高的爸爸，c代表帅帅的儿子，括号代表家的房子，这样握手场面就是什么呢？”学生很快说道：“（a + b） c = a c + b c.”不用死记硬背就记住了字母公式. 我反过来问：能用（a + b） c = a + b c表示乘法分配律吗？有学生回答说：“不能，因为儿子只和爸爸握手没和妈妈握手. ”这可是以往学生最容易出错、含糊不清的问题，在此就轻而易举地解决了.,“握手小品”在学生学习乘法分配律过程中起着至关重要的作用，通过联系，不断问自己，谁代表妈妈，谁代表爸爸，特别有趣的是在后续学习中，利用乘法分配律简算时，依然发挥着重要的作用，学生充分发挥联想力，对一些知识解释得幽默、风趣. 比如对于“45 63 + 45 37 = （63 + 37） 45”，学生解释为：儿子又要离开父母了，家里只剩爸妈了. 在纠正101 45 = （100 + 1） 45 = 100 45 + 1 = 4500 + 1 = 4501时，我让学生找错的原因，就有学生说，错在儿子是个不孝之子，只和妈妈握手，没和爸爸握手. 学生对此形象、幽默、有趣的解释，使知识的难点迎刃而解. 再比如，学生对87 99 + 87解释为“隐形人”，隐藏了1，显形后就是87 99 + 87 1，这样的解释，不要我多费口舌，其他学生就明白了.,用另一个“握手小品”也轻而易举地阐述乘法结合律的内涵. 甲、乙、丙三名同学上学时是最要好的朋友，在毕业十年的同学聚会中见面了，我安排三名学生代表甲、乙、丙站在一排，让学生发挥想象力表演三名同学见面握手的情景. 甲乙两人的手先握在一起，再一起与丙握;乙丙两人的手先握在一起，再一起与甲握;甲丙两人的手先握在一起，再一起与乙握，用数学符号表示就是：（甲 乙） 丙 = 甲 （乙 丙） = （甲 丙） 乙，学生在脑海里建立这一模型，对理解、运用乘法结合律帮助很大.,生活给人以无穷的体验、感悟和经验与知识的积累. 因而，生活情景中蕴含着丰富的教育信息，以生活情感为载体，可以更自然地引导学生感悟生活中的数学现象，建立数学模型，进而提出问题、探究问题、解决问题，形成让学生体验探究，自主建构知识的学习方式，体现了课堂教学中以学生为主体、教师为主导的教学原则. 教学过程充满情趣，不仅学生积极参与，思维活跃，心情愉悦，轻松、牢固地掌握知识，而且培养了学生的表演能力、创新能力、联想能力和自主学习的能力.,目录,口背景现状,理论产生背景,研究现状,A一,口压缩感知描述,压缩传感,稀疏表示,测量矩阵,重构算法,模拟实验,整体流程,口应用展望,应用举例,展望,、背景现状,背景现状,1.1理论产生背景,原始图像,采样数据,数据传输,采样,压缩,恢复图像,通过显示器,解压缩,显示图像,大部分冗余信息在采集后被丢弃,采样时造成很大的资源浪费,能否直接采集不被丢弃的信息?,背景现状,1.1理论产生背景,被感知对象,压缩感知重建信号,名词解释:压缩感知一直接感知压缩后的信息,基本方法:信号在某一个正交空间具有稀疏性(即可压,缩性),就能以较低的频率(远低于奈奎斯特采样频率),采样该信号,并可能以高概率重建该信号。,背景现状,12研究现状,2006 Robust Uncertainty Principles,Exact Signal Reconstruction from,Highly Incomplete Frequency,Information,Terence Tao Emmanuel candes,2006 Compressed Sensing David donoho,2007 Compressive Sensing Richard,Baraniuk,上述文章奠定了压缩感知的理论基础。国内也将,其翻译成压缩传感或压缩采样,背景现状,12研究现状,理论一经提出,就在信息论、信号处理、图像处理等领,域受到高度关注。,在美国、英国、德国、法国、瑞士、以色列等许多国家,的知名大学(如麻省理工学院、斯坦福大学、普林斯顿,大学、莱斯大学、杜克大学、慕尼黑工业大学、爱丁,堡大学等等)成立了专门的课题组对CS进行研究,此外,莱斯(Rice)大学还建立了专门的 Compressive,Sensing网站,及时报道和更新该方向的最新研究成果,背景现状,12研究现状,西安电子科技大学石光明教授在电子学报发表综述,文章,系统地阐述了压缩传感的理论框架以及其中涉及到,的关键技术问题。燕山大学练秋生教授的课题组针对压缩,感知的稀疏重建算法进行了系统深入的硏究,提出一系列,高质量的图像重建算法。中科院电子所的方广有研究员等,探索了压缩感知理论在探地雷达三维成像中的应用。,除此之外,还有很多国內学者在压缩感知方面做了重要,的工作,如清华大学、天津大学、国防科技大学、厦门大,学、湖南大学、西南交通大学、南京邮电大学、华南理工,大学、北京理工大学、北京交通大学等等单位,在此不,列举。,二、压缩感知描述,2、CS描述,2.1压缩传感,目X是K稀疏的,并且,y与满足一定关系,MN,M1,measurements,+需,重建算法,MN,