壓縮感知概述教學(xué)課件

IntroductiontoCompressiveSensing壓縮感知概述壓縮感知概述IntroductiontoCompressiveSensing壓縮感知概述目錄口背景現(xiàn)狀◆理論產(chǎn)生背景◆研究現(xiàn)狀A(yù)一口壓縮感知描述◆壓縮傳感◆稀疏表示◆測量矩陣◆重構(gòu)算法◆模擬實(shí)驗(yàn)◆整體流程口應(yīng)用展望◆應(yīng)用舉例◆展望、背景現(xiàn)狀在現(xiàn)實(shí)初中體育考試制改革下，新教師如何適應(yīng)新的教學(xué)改革，如何改變自已，對新教師提出了更大的要求。作為新教師如何積極應(yīng)對新形勢下的基礎(chǔ)教育改革，重視和加強(qiáng)創(chuàng)新學(xué)習(xí)，是擺在新教師面前的難題，也是我們新教師必須需要解決的關(guān)鍵問題。一、學(xué)校體育的現(xiàn)狀及其存在的問題學(xué)校體育作為全面發(fā)展教育的一個(gè)重要組成部分，在理論與實(shí)踐上越來越受到家長及學(xué)生的關(guān)注和重視。但是。由于歷史的、傳統(tǒng)的和主觀的原因，人們對這個(gè)問題的認(rèn)識程度深淺不一，對學(xué)校體育的本質(zhì)觀、目的觀、價(jià)值觀和質(zhì)量觀的認(rèn)識，目前仍還處在較低水平的社會意識層次上。1.體育教育實(shí)際地位沒有得到實(shí)際提高長期以來，由于受傳統(tǒng)觀念的影響，學(xué)校體育的實(shí)際地位仍然沒有提高到應(yīng)有的位置?！爸匚妮p體”的傳統(tǒng)觀念在某些領(lǐng)導(dǎo)的頭腦中始終沒有消除，他們不重視體育教學(xué)工作，對體育教師的工作成果不能給以正確的評價(jià)，調(diào)查表明77.80%的領(lǐng)導(dǎo)不能深入課堂聽課。另外，體育教師在不同程度上受到歧視，在福利待遇、評定職稱、評優(yōu)評先、獎(jiǎng)金、分房等問題上不一視同仁的現(xiàn)象仍然存在，72.22%的體育教師認(rèn)為學(xué)校不能把他們與其他教師同等對待。這種做法嚴(yán)重傷害了體育教師的心靈，極大地挫傷了體育教師的工作積極性。2.教學(xué)觀念亟待轉(zhuǎn)變體育教學(xué)改革雖然在全方位進(jìn)行，但不少教學(xué)改革者在實(shí)踐中卻只熱衷于操作層面上外在課程形式的改革，過分追求一種表面上的熱鬧、活躍，學(xué)生內(nèi)在情感和學(xué)習(xí)動機(jī)并沒有真正被激活。其根本原因，就是許多中學(xué)體育教師教學(xué)觀念沒有根本轉(zhuǎn)變。為什么沒有轉(zhuǎn)變?并不是體育教師不想轉(zhuǎn)變，不能轉(zhuǎn)變。原因可能有，一是現(xiàn)實(shí)社會中，在長期教育實(shí)踐中忽視或輕視體育的行為、觀念、思想沒有得到根本轉(zhuǎn)變；二是目前中小學(xué)體育教師的工作量太大，除常規(guī)的體育課堂教學(xué)外還有大量的課外工作，如早操、課間操、課外體育活動及學(xué)校運(yùn)動隊(duì)的訓(xùn)練等；三是缺少改革的理論導(dǎo)向和具體指導(dǎo)，同時(shí)上級教研部門給教師的教改指示大多是口號式指示，如“發(fā)展學(xué)生個(gè)性”、“培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神”、“培養(yǎng)學(xué)生體育實(shí)踐能力”等。二、解決現(xiàn)實(shí)問題的對策1.重視體育教育現(xiàn)代社會是一個(gè)高科技的快速變化著的社會。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動了人類社會的飛速發(fā)展和急劇變化?，F(xiàn)代社會的發(fā)展，對人的身體與精神、知識與能力、道德與行為都有了新的社會要求。適應(yīng)社會的發(fā)培養(yǎng)現(xiàn)代社會所需要的人才，是教育所面臨的重要課題。作為教育的重要組成部分的體育教育，要跟上社會發(fā)展的需要，決不能墨守成規(guī)，拘泥于傳統(tǒng)的觀念和思想。現(xiàn)代體育教學(xué)已具有了整體性和多元化的功能。從人的全面發(fā)展出發(fā)，講究學(xué)生的身心健康和諧發(fā)展。2改變教學(xué)觀念隨著新《課程標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施，體育教學(xué)中很多舊觀念制約著當(dāng)前學(xué)校體育的發(fā)展，與新《大綱》不相適應(yīng)。要想使學(xué)校體育向縱深發(fā)展，符合新《大綱》的要求，就必須轉(zhuǎn)變舊思想和舊觀念。那樣才能培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)代社會所需的、身心全面發(fā)展的新人?，F(xiàn)代社會競爭來越激烈，生活節(jié)奏越來越快，體育教學(xué)中不把健康放到第一位就談不上培養(yǎng)出健康的學(xué)生。對健康要有一個(gè)全面、正確的認(rèn)識，世界衛(wèi)生組織對健康的定義是：“健康是一種在身體上，精神上的完美狀態(tài)，以及良好的適應(yīng)能力，而不僅僅是沒有疾病和衰弱的狀態(tài)?！笨梢?，身強(qiáng)體壯并不是健康的全部，沒有疾病，身心處于良好的狀態(tài)，有良好的適應(yīng)能力才是真正的健康。在體育教學(xué)中教師和學(xué)生都要轉(zhuǎn)變思想更新觀念，把健康放在第一位。三、優(yōu)化體育教學(xué)內(nèi)容與過程是發(fā)展學(xué)校體育的重要途徑實(shí)施素質(zhì)教育應(yīng)強(qiáng)調(diào)讓每一個(gè)學(xué)生的每一個(gè)方面均有發(fā)展，具有個(gè)性特長，在共同的活動中可以不斷了解自己，評價(jià)自己，提高欣賞美、表現(xiàn)美、創(chuàng)造美的能力，能夠在快樂中鍛煉身體，培養(yǎng)良好的思想品德。所以，學(xué)校應(yīng)大力推廣體育教學(xué)，尤其是義務(wù)教育中，在學(xué)生的世界觀、人生觀形成時(shí)期，在體質(zhì)鍛煉的黃金時(shí)期，用多種有效教學(xué)方法促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。優(yōu)化體育教學(xué)內(nèi)容與過程，應(yīng)注意以下幾個(gè)原則：1．整體性原則。提高學(xué)生素質(zhì)、實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)是一個(gè)有機(jī)的整體，要努力做到德、智、體有機(jī)結(jié)合、全面發(fā)展。轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)體育教學(xué)觀念，從單向教學(xué)目標(biāo)向多項(xiàng)目標(biāo)轉(zhuǎn)化；從單調(diào)體育向愉快體育轉(zhuǎn)化(以游戲性方式）；從微觀的體育教學(xué)管理向微觀與宏觀相結(jié)合的方向轉(zhuǎn)化，使體育教學(xué)質(zhì)量得到全面提高。一節(jié)課有個(gè)好的情境導(dǎo)入，像一場戲有一個(gè)引人入勝的序幕，像磁石深深把學(xué)生吸引住，像金鑰匙悄然開啟學(xué)生的思維.依據(jù)教學(xué)目的、教材內(nèi)容和學(xué)生年齡心理特征，抓住創(chuàng)造性地導(dǎo)入新課的最佳入口處，扣住學(xué)生的心弦，建立一種使學(xué)生從事學(xué)習(xí)活動、產(chǎn)生學(xué)習(xí)行為的環(huán)境或背景.它是傳遞信息的載體，能給學(xué)生提供思考的智力背景，同時(shí)也給學(xué)生提供了實(shí)踐活動和情感體驗(yàn)的空間.四年級上冊數(shù)學(xué)教材中的探索與發(fā)現(xiàn)――乘法分配律，在教學(xué)設(shè)計(jì)上我把重點(diǎn)定位為引導(dǎo)學(xué)生在探索活動中發(fā)現(xiàn)、感悟、體驗(yàn)數(shù)學(xué)規(guī)律，進(jìn)而學(xué)會應(yīng)用規(guī)律.讓學(xué)生通過“聯(lián)系實(shí)際，感知建模;類比歸納，驗(yàn)證模型;質(zhì)疑聯(lián)想，拓展認(rèn)識;聯(lián)系實(shí)際，深化認(rèn)識;歸納概括，完善認(rèn)識”的探索過程來逐步豐富對“乘法分配律”的認(rèn)識.特別是在新課的導(dǎo)入上，我做足了功課，編排了一場生動、有趣的“小品”，借助表演使學(xué)生在愉快、熱烈的氣氛中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，建立數(shù)學(xué)模型.為輕松、準(zhǔn)確、有效地掌握乘法分配律的意義打下良好的基礎(chǔ).一上課我表揚(yáng)了戴洵同學(xué)近來進(jìn)步很大，從他努力學(xué)習(xí)中，我仿佛看到他十幾年以后的景況：戴洵從國外留學(xué)歸來，回家見到多年未見的父母、同學(xué)們，你們想象一下會是怎樣的情景？學(xué)生們立即展開想象的翅膀，嘰嘰喳喳地議論起來，我說誰想來表演？學(xué)生們紛紛舉手，我把戴洵、小胖墩陸韻凌、強(qiáng)翰楠叫到講臺前，安排陸韻凌演媽媽，強(qiáng)翰楠演爸爸，我稍作布置，表演開始，只見戴洵做敲門狀進(jìn)門，陸韻凌、強(qiáng)翰楠一臉驚訝、高興、激動狀上前迎接，先是母子擁抱、握手，接著父子擁抱、握手，表演得惟妙惟肖，學(xué)生們捧腹大笑.表演結(jié)束后，我問學(xué)生：兒子是怎樣和父母握手的？學(xué)生回答：高興、激動、幸福，一個(gè)一個(gè)地握手，分別和父母握手.學(xué)生邊說我邊在黑板上寫道：（媽媽+爸爸）×兒子=媽媽×兒子+爸爸×兒子，括號表示家，×表示兩只手握在一起.特別強(qiáng)調(diào)兒子先和媽媽握手，再和爸爸握手.這個(gè)“握手小品”給學(xué)生腦海中留下很深的印象，“（媽媽+爸爸）×兒子=媽媽×兒子+爸爸×兒子”這個(gè)用數(shù)學(xué)運(yùn)算符號把兒子與父母見面握手的場面有趣、形象地表達(dá)出來，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做鋪墊，并使學(xué)生在輕松、愉快的氣氛中進(jìn)入學(xué)習(xí)中.有了“握手小品”的基礎(chǔ)，學(xué)生在“類比歸納”乘法分配律時(shí)容易找到規(guī)律.特別是“兩個(gè)加數(shù)分別同這個(gè)數(shù)相乘”理解得很透徹.兩個(gè)加數(shù)怎樣同這個(gè)數(shù)相乘？一個(gè)一個(gè)地乘，排隊(duì)按順序乘，依次乘等等，要表達(dá)這些意思用個(gè)恰當(dāng)?shù)脑~語就是“分別”.在用字母表示乘法分配律時(shí)，我說：“用a代表胖胖的媽媽，用b表示高高的爸爸，c代表帥帥的兒子，括號代表家的房子，這樣握手場面就是什么呢？”學(xué)生很快說道：“（a+b）×c=a×c+b×c.”不用死記硬背就記住了字母公式.我反過來問：能用（a+b）×c=a+b×c表示乘法分配律嗎？有學(xué)生回答說：“不能，因?yàn)閮鹤又缓桶职治帐譀]和媽媽握手.”這可是以往學(xué)生最容易出錯(cuò)、含糊不清的問題，在此就輕而易舉地解決了.“握手小品”在學(xué)生學(xué)習(xí)乘法分配律過程中起著至關(guān)重要的作用，通過聯(lián)系，不斷問自己，誰代表媽媽，誰代表爸爸，特別有趣的是在后續(xù)學(xué)習(xí)中，利用乘法分配律簡算時(shí)，依然發(fā)揮著重要的作用，學(xué)生充分發(fā)揮聯(lián)想力，對一些知識解釋得幽默、風(fēng)趣.比如對于“45×63+45×37=（63+37）×45”，學(xué)生解釋為：兒子又要離開父母了，家里只剩爸媽了.在糾正101×45=（100+1）×45=100×45+1=4500+1=4501時(shí)，我讓學(xué)生找錯(cuò)的原因，就有學(xué)生說，錯(cuò)在兒子是個(gè)不孝之子，只和媽媽握手，沒和爸爸握手.學(xué)生對此形象、幽默、有趣的解釋，使知識的難點(diǎn)迎刃而解.再比如，學(xué)生對87×99+87解釋為“隱形人”，隱藏了×1，顯形后就是87×99+87×1，這樣的解釋，不要我多費(fèi)口舌，其他學(xué)生就明白了.用另一個(gè)“握手小品”也輕而易舉地闡述乘法結(jié)合律的內(nèi)涵.甲、乙、丙三名同學(xué)上學(xué)時(shí)是最要好的朋友，在畢業(yè)十年的同學(xué)聚會中見面了，我安排三名學(xué)生代表甲、乙、丙站在一排，讓學(xué)生發(fā)揮想象力表演三名同學(xué)見面握手的情景.甲乙兩人的手先握在一起，再一起與丙握;乙丙兩人的手先握在一起，再一起與甲握;甲丙兩人的手先握在一起，再一起與乙握，用數(shù)學(xué)符號表示就是：（甲×乙）×丙=甲×（乙×丙）=（甲×丙）×乙，學(xué)生在腦海里建立這一模型，對理解、運(yùn)用乘法結(jié)合律幫助很大.生活給人以無窮的體驗(yàn)、感悟和經(jīng)驗(yàn)與知識的積累.因而，生活情景中蘊(yùn)含著豐富的教育信息，以生活情感為載體，可以更自然地引導(dǎo)學(xué)生感悟生活中的數(shù)學(xué)現(xiàn)象，建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而提出問題、探究問題、解決問題，形成讓學(xué)生體驗(yàn)探究，自主建構(gòu)知識的學(xué)習(xí)方式，體現(xiàn)了課堂教學(xué)中以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)原則.教學(xué)過程充滿情趣，不僅學(xué)生積極參與，思維活躍，心情愉悅，輕松、牢固地掌握知識，而且培養(yǎng)了學(xué)生的表演能力、創(chuàng)新能力、聯(lián)想能力和自主學(xué)習(xí)的能力.目錄口背景現(xiàn)狀◆理論產(chǎn)生背景◆研究現(xiàn)狀A(yù)一口壓縮感知描述◆壓縮傳感◆稀疏表示◆測量矩陣◆重構(gòu)算法◆模擬實(shí)驗(yàn)◆整體流程口應(yīng)用展望◆應(yīng)用舉例◆展望、背景現(xiàn)狀背景現(xiàn)狀1.1理論產(chǎn)生背景原始圖像采樣數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸采樣壓縮恢復(fù)圖像通過顯示器解壓縮顯示圖像大部分冗余信息在采集后被丟棄采樣時(shí)造成很大的資源浪費(fèi)能否直接采集不被丟棄的信息?背景現(xiàn)狀1.1理論產(chǎn)生背景被感知對象壓縮感知→重建信號名詞解釋:壓縮感知一直接感知壓縮后的信息基本方法:信號在某一個(gè)正交空間具有稀疏性(即可壓縮性),就能以較低的頻率(遠(yuǎn)低于奈奎斯特采樣頻率)采樣該信號,并可能以高概率重建該信號。背景現(xiàn)狀12研究現(xiàn)狀2006RobustUncertaintyPrinciplesExactSignalReconstructionfromHighlyIncompleteFrequencyInformation》TerenceTaoEmmanuelcandes2006《CompressedSensing》Daviddonoho2007《CompressiveSensing》RichardBaraniuk上述文章奠定了壓縮感知的理論基礎(chǔ)。國內(nèi)也將其翻譯成壓縮傳感或壓縮采樣背景現(xiàn)狀12研究現(xiàn)狀◆理論一經(jīng)提出,就在信息論、信號處理、圖像處理等領(lǐng)域受到高度關(guān)注。◆在美國、英國、德國、法國、瑞士、以色列等許多國家的知名大學(xué)(如麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、萊斯大學(xué)、杜克大學(xué)、慕尼黑工業(yè)大學(xué)、愛丁堡大學(xué)等等)成立了專門的課題組對CS進(jìn)行研究◆此外,萊斯(Rice)大學(xué)還建立了專門的CompressiveSensing網(wǎng)站,及時(shí)報(bào)道和更新該方向的最新研究成果背景現(xiàn)狀12研究現(xiàn)狀◆西安電子科技大學(xué)石光明教授在《電子學(xué)報(bào)》發(fā)表綜述文章,系統(tǒng)地闡述了壓縮傳感的理論框架以及其中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)問題。燕山大學(xué)練秋生教授的課題組針對壓縮