2022-10-31
各学院（部）：
为更好开展新工科毕设项目，提升项目质量和水平，“基于深度学习的色盲色弱视觉辅助APP”新工科毕业设计项目现面向全校毕业班学生进行招募。现将有关事项通知如下。
一、项目背景
颜色是人们获取信息的重要来源，但视力障碍会阻碍信息的接收。其中，色盲色弱是典型的视力障碍并且人群患病几率也较高。因此本项目拟从图像处理的角度出发，制作一款基于深度学习进行颜色识别替换增强的应用程序(APP)。其功能是在考虑图片的保真效果基础上进行混淆色的替换，提高色盲患者的颜色识别能力。在如今智能手机普及的条件下，基于多移动设备终端支持的APP可有效便捷地帮助色盲色弱患者接收、识别更多的信息，提高生活质量。
项目于2021年开始构想，并通过文献调研和讨论对内容进行明确和丰富。项目前期工作参加了学院和系里的一些比赛，获得评委老师认可。为了APP功能的完善和拓展，在数据集建立、深度学习核心代码编写、python封装、图形设计等方面需要较为专业的知识和基础。精仪学院、智算学部和机械学院的指导老师有一定的合作基础，前期已沟通形成团队，并对本项目的技术路线进行了详细论证，有信心实现跨学科创新性毕业设计任务要求。
二、选题方向及任务
APP的预期工作流程是先通过初始测试确定个性化变色程序，进入功能界面后输入图片，实现图片颜色变换，再之后可以发展为输入视频，实现视频颜色变换。
对应的本项目的具体工作是首先根据色盲色弱的视觉特点，调查如何换色才能使色盲色弱患者更易分辨颜色，从而确定颜色变换规则，并设计初始测试内容，接着建立数据集，设计基于深度学习的颜色识别、变换程序以及交互功能程序，然后进行程序的整体封装与设计，最后进行APP效果测试。
基于这些内容，我们拟设置七个方向的研究任务（对应于学生可选毕设课题，具体内容也可根据选题学生的特长进行调整）:
方向1：基于深度学习的色盲色弱视觉辅助APP方案设计与研究
研究任务1：调研目前市场上已具备的色盲色弱视觉辅助器材，调研色盲色弱群体对图像辅助增强功能的实际需求，理论分析深度学习方案相对于常规视觉辅助方法的优势，对APP实现视觉辅助功能的整体方案进行设计。
方向2：设计颜色替换方案，实现图片增强功能
研究任务2：对项目所需替换颜色进行背景调研，基于相关科学研究领域图像成像缺陷问题，总结归纳相关不易分辨的色彩规律及信息，确定颜色变换规则并实现替换增强功能。
方向3：建立深度学习所需的图片数据集
研究任务3：调研国内外现有相关数据集资料，根据项目需求，建立包含项目替换需求的目标颜色标签数据集，并参照本项目中选取的深度学习模型的数据类型需求，完成原始数据的进一步优化及整合。
方向4：深度学习核心模型的建立及代码编写
研究任务4：针对项目需求选取适合的深度学习模型（例如FCN、Unet等），完成代码编写，根据模型的实际计算效果，调整损失函数、参数选取以及网络架构设计等进行进一步优化，实现具有准确颜色选取功能的深度学习模型搭建。
方向5：APP图形图案设计
研究任务5：基于用户体验提升的需求，完成APP中所需各图形图案的相关设计，实现更简单便捷的交互需求，独立设计包括：文本、图形、音频、视频等项目所需不同类型信息，进一步提升APP的实用性和普适性。
方向6：整合各部分代码及实现最终程序封装
研究任务6：基于python等语言编译环境，整合之前各部分程序代码，实现最终程序的封装效果，让所设计的各模块功能协调统一，形成完整的APP试样，并进行实机演示。
方向7：辅助功能设计、细节优化及调试
研究任务7：通过个性化、自定义等辅助功能的设计，进一步提升人机交互背景下，信息传递的有效性和真实性，调研借鉴其他APP优点，对封装形成的APP试样进行细节优化和调试，丰富用户体验，形成最终的APP实际模型。
三、报名方式
学生报名请联系，时间截止到11月30号。
联系人：吴亮，18630812438（微信）
基于深度学习的色盲色弱视觉辅助APP
2022年10月31日