一种分布式云环境下的自适应多通道界面选择方法技术

本发明专利技术涉及一种分布式云环境下的自适应多通道界面选择方法，属于人机交互领域。建立了分布式云环境体系结构，用于处理用户的交互请求，构建神经网络，并确定输入参数和输出参数，输入参数包括时延判决因子、丢包率判决因子、当前通道数目、当前操作的界面数目，输出参数为新界面的模式参数，利用极限学习机进行训练，建立了输入参数和输出参数的映射关系，通过计算当前界面的模式参数，能够判断当前交互系统是否允许弹出新的界面，并确定操作界面的显示形式。本发明专利技术充分考虑了分布式云环境下网络服务质量，通过分层设计和机器学习，解决了分布式云环境下多通道交互界面选择问题，为构建支持多感知、多任务下用户界面提供了设计方法。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式云环境下的自适应多通道界面选择方法
本专利技术属于人机交互领域，具体涉及一种分布式云环境下的自适应多通道界面选择方法。
技术介绍
人机交互界面是人与虚拟世界沟通的重要途径，在分布式云环境中，交互界面的显示形式受到网络环境的影响，受限于网络拥塞的交互事件等待往往造成用户无故的等待。大尺度的电子白板具有更多的信息承载能力，并形成了手势、语音、笔式的多通道交互形式，带来新的交互体验。多通道报文在不同的时间判断变化剧烈，根据网络环境判断界面的交互窗口数目，自适应的匹配多通道界面，对提升用户的交互体验有重要意义。已授权的《能够设置活动区域的触摸屏系统及其控制方法》专利(200410059721.6)提出了一种触摸屏系统及其控制方法，包括显示器、触摸面板、坐标值计算单元、坐标值存储单元，判决单元和控制单元，对于坐标值和活动区域的关系进行了判决，但是针对分布式远程交互的界面响应并没有考虑。陈小州等《智能终端应用程序界面设计方法》专利(201510200647.3)提供一种针对不同的操作系统只经过一次开发就能兼容不同操作系统的智能终端应用程序界面设计方法，经过该方法开发的应用程序界面在各个操作系统上具有完全相同的外观及操作。白二平《界面框架构建系统和界面框架构建方法》专利(201110448558.2)提供了一种界面框架构建系统，包括配置器、界面引擎装置、UI视图组件等，解决了不同产品的界面配置问题。但是两者对于多个交互界面带来的网络性能影响，造成用户交互体验下降并没有说明。宋亮等《智能终端界面自适应显示方法》专利(201610069445.4)提供一种智能终端界面自适应显示方法，解决所显示的内容无法根据终端的屏幕尺寸进行自动调整的问题，但是受限于终端尺寸，而且没有考虑网络环境不好时的情景。马宇尘等《即时通信中实现自适应界面的方法及系统》专利(201310360172.5)，旨在通过第三方应用界面和即时通信交互界面的情况下，采集自适应调整的触发消息，需要人工选择触发按钮，并没有考虑多通道环境下的交互范式。针对于不同的需求，一些用户界面的设计方案被提出，例如高洁《一种用户界面的设计方法及装置》专利(201110402066.X)，查尔斯等《用于用户界面的分布式软件架构》专利(200680001581.4)，但是这些界面仅仅针对不同的业务需求，没有在多通道条件下进行设计，在云端融合的多通道交互框架下显现出一定的局限性。因此研究一种分布式云环境下的自适应多通道界面选择方法，不仅能有效设计动态的界面，也能促进多通道信息的云端融合，具有实际应用价值。
技术实现思路
本专利技术提供一种分布式云环境下的自适应多通道界面选择方法，以解决分布式云环境下多通道交互界面选择的问题。本专利技术采取的技术方案是，包括下列步骤：(1)建立了分布式云环境体系结构，包括云存储设备、分布式服务器、负载调度器，并利用网络和多媒体终端通信，处理用户的交互请求；(2)确定输入参数和输出参数，输入参数包括：时延判决因子、丢包率判决因子、当前通道数目、当前操作的界面数目，输出参数包括：新界面的模式参数；(3)利用极限学习机构建神经网络，并建立了输入参数和输出参数的映射关系；(4)计算当前界面的模式参数，判断当前交互系统是否允许弹出新的界面；(5)若允许弹出新的界面，则根据模式参数确定操作界面的显示形式，并在多媒体终端生成对应的界面；(6)若不允许弹出新的界面，则显示拥塞状态，并提示关闭部分已打开的交互界面。本专利技术所述步骤(1)中，所述分布式云环境体系结构中：云存储设备采用MySQL数据库，分布式服务器采用了P(P>2)个服务器池，并设置于同一个网关中；负载调度器采用Q(Q>1)个负载均衡工作站，所述分布式服务器形成硬件和网络载体，用于实现云环境下的信息交互。本专利技术所述步骤(2)中所述输入参数包括：(1)时延判决因子μD计算初始时刻平均时延，如公式(1)所示：其中，N≥10，aDT(t0)表示初始时刻之前的连续N个数据包的平均时延，t0表示初始时刻，DTi表示第i个数据包的时延，TSi表示第i个数据包的发送时间，TRi表示第i个数据包的接收时间；统计N个数据包中的最大时延，如公式(2)所示：DT(t0)max＝max(DTi|i＝1,...,N)(2)第t时刻，数据包的加权平均时延可以表示为：其中，aDT(t)表示第t时刻的加权平均时延，DT(t)表示第t时刻的单个数据包时延，α表示交互通道系数：其中，α∈[0,1]，nk表示当前交互的通道数目，TN表示系统允许的最大的交互通道数目；时延判决因子为：其中，DT(t)max＝max(DTq|q≤t,q∈R)，表示前t个时间片内的最大时延；(2)丢包率判决因子μL计算初始时刻平均丢包率，抽样选取初始时刻之前的N个连续的数据包，并计算其平均丢包率，如公式(6)所示：其中，N≥10，LTi表示第i个数据包的丢包率，QSi表示第i个数据包的发送长度，QRi表示第i个数据包的接收长度；统计N个数据包中的最大丢包率，如公式(7)所示：LT(t0)max＝max(LTi|i＝1,...,N)(7)第t时刻，数据包的加权平均丢包率可以表示为：其中，aDT(t)表示第t时刻的加权平均丢包率，DT(t)表示第t时刻的单个数据包丢包率，α表示交互通道系数：其中，α∈[0,1]，nk表示当前交互的通道数目，TN表示系统允许的最大的交互通道数目；丢包率判决因子为：其中，DT(t)max＝max(DTq|q≤t,q∈R)，表示前t个时间片内的最大丢包率；(3)当前通道数目确定操作状态的当前通道数目TNnow，通道数目由当前交互的操作形式有关，单一的操作形式则通道数目为1，两种操作形式并存则通道数目为2，以此类推；(4)前操作的界面数目确定当前操作状态的界面数目GNnow，当前操作界面只包括正在操作的界面，不包括后台自动运行的界面；本专利技术所述步骤(2)中输出参数：模式参数MS用来区别所有的界面种类，如果MS值为0，则提示为拥塞状态，禁止弹出新的交互界面，如果MS值大于零，则可以弹出新的界面。本专利技术所述步骤(3)中神经网络：采用三层结构的神经网络，输入层为4个节点，隐层4个节点，输出层1个节点，其中，输入单元和隐层单元为全相关连接，隐层单元和输出单元为单相关线性连接；所有的工况可遍历为N个样本数据为输入层节点数目，此时基本的输入输出关系定义为：其中，为输入层到隐层之间的权重，为隐层到输出层之间的权重，ap为输入层的权重，bp为输出层的权重，其中，输入层的权重和偏置任意取值，隐层和输出层关系通过线性表征得到；Hβ＝G(15)其中：求解H的M-P广义逆，就可以得到参数β；可以得到：于是，得到输入参数与输出参数之间的关系：本专利技术所述步骤(4)中所述，界面的模式参数：模式参数MS用来区别所有的界面种类，取值范围离散变化，表达形式为：MS∈[0,…,2TN-1](18)如果MS值为0，则提示为拥塞状态，禁止弹出新的交互界面，如果MS值为1则为笔式交互，以此类推，如果MS值为2TN-1，则为所有通道共同交互。本专利技术所述步骤(5)中所述，在多媒体终端生成对应的界面：通过判断MS的值，确定是哪种界面形式，生成对应的界面，如果是笔式交互形式，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式云环境下的自适应多通道界面选择方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)建立了分布式云环境体系结构，包括云存储设备、分布式服务器、负载调度器，并利用网络和多媒体终端通信，处理用户的交互请求；(2)确定输入参数和输出参数，输入参数包括：时延判决因子、丢包率判决因子、当前通道数目、当前操作的界面数目，输出参数包括：新界面的模式参数；(3)利用极限学习机构建神经网络，并建立了输入参数和输出参数的映射关系；(4)计算当前界面的模式参数，判断当前交互系统是否允许弹出新的界面；(5)若允许弹出新的界面，则根据模式参数确定操作界面的显示形式，并在多媒体终端生成对应的界面；(6)若不允许弹出新的界面，则显示拥塞状态，并提示关闭部分已打开的交互界面。

【技术特征摘要】
1.一种分布式云环境下的自适应多通道界面选择方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)建立了分布式云环境体系结构，包括云存储设备、分布式服务器、负载调度器，并利用网络和多媒体终端通信，处理用户的交互请求；(2)确定输入参数和输出参数，输入参数包括：时延判决因子、丢包率判决因子、当前通道数目、当前操作的界面数目，输出参数包括：新界面的模式参数；(3)利用极限学习机构建神经网络，并建立了输入参数和输出参数的映射关系；(4)计算当前界面的模式参数，判断当前交互系统是否允许弹出新的界面；(5)若允许弹出新的界面，则根据模式参数确定操作界面的显示形式，并在多媒体终端生成对应的界面；(6)若不允许弹出新的界面，则显示拥塞状态，并提示关闭部分已打开的交互界面。2.根据权利要求1所述一种分布式云环境下的自适应多通道界面选择方法，其特征在于，步骤(1)中所述分布式云环境体系结构中：云存储设备采用MySQL数据库，分布式服务器采用了P(P>2)个服务器池，并设置于同一个网关中；负载调度器采用Q(Q>1)个负载均衡工作站，所述分布式服务器形成硬件和网络载体，用于实现云环境下的信息交互。3.根据权利要求1所述一种分布式云环境下的自适应多通道界面选择方法，其特征在于，步骤(2)中所述输入参数包括：(1)时延判决因子μD计算初始时刻平均时延，如公式(1)所示：其中，N≥10，aDT(t0)表示初始时刻之前的连续N个数据包的平均时延，t0表示初始时刻，DTi表示第i个数据包的时延，TSi表示第i个数据包的发送时间，TRi表示第i个数据包的接收时间；统计N个数据包中的最大时延，如公式(2)所示：DT(t0)max＝max(DTi|i＝1,...,N)(2)第t时刻，数据包的加权平均时延可以表示为：其中，aDT(t)表示第t时刻的加权平均时延，DT(t)表示第t时刻的单个数据包时延，α表示交互通道系数：其中，α∈[0,1]，nk表示当前交互的通道数目，TN表示系统允许的最大的交互通道数目；时延判决因子为：其中，DT(t)max＝max(DTq|q≤t,q∈R)，表示前t个时间片内的最大时延；(2)丢包率判决因子μL计算初始时刻平均丢包率，抽样选取初始时刻之前的N个连续的数据包，并计算其平均丢包率，如公式(6)所示：其中，N≥10，LTi表示第i个数据包的丢包率，QSi表示第i个数据包的发送长度，QRi表示第i个数据包的接收长度；统计N个数据包中的最大丢包率，如公式(7)所示：LT(t0)max＝max(LTi|i＝1,...,N)(7)第t时刻，数据包的加权平均丢包率可以表示为：其中，aDT(t)表示第t时刻的加权平均丢包率，DT(t)表示第t时刻的单个数据包丢包率，α表示交互通道系数：其中，α∈[0,1]，nk表示当前交互的通道数目，TN表示系统允许的最大的交互通道数目；丢包率判决因子为：其中，DT(t)max＝max(DTq|q≤t,q∈R)，表示前t个时间片内的最大丢包率；(3)当前通道数目确定操作状态的当前通道数目TNnow，通道数目由当前交互的操作形式有关，单一的操作形式则通道数...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓颖，于海洋，于嘉鑫，陈建，吴哲，燕学智，曹德坤，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22