一種基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)，具體涉及一種基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)游戲如鴉片般侵蝕了學(xué)生大量時(shí)間，很容易使學(xué)生不能自拔，導(dǎo)致課堂時(shí)間也經(jīng)常被侵占。文獻(xiàn)記載學(xué)生平均每天上網(wǎng)時(shí)間在2-6小時(shí)，嚴(yán)重影響學(xué)生學(xué)業(yè)和身心健康。改變這一狀況除了提高教學(xué)方法外，實(shí)時(shí)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、可靠的監(jiān)測(cè)管控勢(shì)在必行。通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)管控對(duì)于提高課堂教學(xué)質(zhì)量有重大意義。但自動(dòng)監(jiān)測(cè)因?qū)W生數(shù)量多、信息穩(wěn)定性差，存在身份確認(rèn)困難，學(xué)生課堂狀態(tài)認(rèn)證困難等等難題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其監(jiān)測(cè)方法，本發(fā)明能夠大大節(jié)約圖像采集的硬件成本，通過(guò)手機(jī)app提高學(xué)生身份確認(rèn)和判斷學(xué)生課堂狀態(tài)的準(zhǔn)確率。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括系統(tǒng)服務(wù)器和學(xué)生客戶端;所述學(xué)生客戶端中設(shè)置有第一數(shù)據(jù)傳輸模塊、身份驗(yàn)證模塊和圖像采集模塊，學(xué)生通過(guò)身份驗(yàn)證模塊驗(yàn)證身份信息，圖像采集模塊采集學(xué)生的面部圖像信息，通過(guò)第一數(shù)據(jù)傳輸模塊將學(xué)生的身份信息和面部圖像信息傳輸至系統(tǒng)服務(wù)器中；所述系統(tǒng)服務(wù)器中包括有面部圖像分析模塊、第二數(shù)據(jù)傳輸模塊和統(tǒng)計(jì)分析模塊，面部圖像分析模塊根據(jù)第二數(shù)據(jù)傳輸模塊接收到的面部圖像信息判斷學(xué)生的聽(tīng)課狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)分析模塊統(tǒng)計(jì)學(xué)生聽(tīng)課時(shí)間占整個(gè)課堂時(shí)間比例存入數(shù)據(jù)庫(kù)文件并形成報(bào)表文件。
[0005]其中，身份驗(yàn)證模塊可以采用現(xiàn)有的射頻卡(飯卡)驗(yàn)證的簽到技術(shù)。
[0006]為便于“就地取材”，方便靈活快捷實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)目的，所述系統(tǒng)服務(wù)器為教室內(nèi)的計(jì)算機(jī)，所述學(xué)生客戶端為學(xué)生的帶有拍照功能的手機(jī)。
[0007]進(jìn)一步的，所述第一數(shù)據(jù)傳輸模塊和第二數(shù)據(jù)傳輸模塊均采用藍(lán)牙模塊完成圖像數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將學(xué)生客戶端采集的圖像信息數(shù)據(jù)傳輸至系統(tǒng)服務(wù)器。
[0008]進(jìn)一步的，通過(guò)所述身份確認(rèn)模塊直接在學(xué)生客戶端中輸入學(xué)號(hào)進(jìn)行身份登記和確認(rèn)，并通過(guò)圖像信息對(duì)比進(jìn)行身份確認(rèn)，提高身份確認(rèn)的準(zhǔn)確性并便于統(tǒng)計(jì)匯總。
[0009]進(jìn)一步的，所述面部圖像分析模塊根據(jù)學(xué)生客戶端連續(xù)掃描的兩幅面部圖像中臉部的面積(高度)的大小判斷學(xué)生是在聽(tīng)課還是“低頭”，具體方法為:當(dāng)手機(jī)水平放置，低頭看手機(jī)時(shí)，臉部面積(高度)較大，聽(tīng)課時(shí)臉部面積(高度)較小，通過(guò)設(shè)定一個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)值，超過(guò)該面部面積監(jiān)測(cè)數(shù)值時(shí)則認(rèn)為該學(xué)生當(dāng)前是處在“低頭”狀態(tài)。
[0010]上述監(jiān)測(cè)數(shù)值跟手機(jī)放置時(shí)和聽(tīng)課時(shí)人臉的角度有關(guān)。數(shù)值的多少可根據(jù)大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定。由于學(xué)生低頭可能是記筆記，則需要每隔一段時(shí)間(如一分鐘)采集發(fā)送圖像一次，因?yàn)椴杉螖?shù)較少時(shí)判斷容易有較大誤差，但大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果相對(duì)較為準(zhǔn)確，例如一節(jié)課45分鐘，一分鐘掃描一次，根據(jù)45次掃描結(jié)果分析聽(tīng)課狀態(tài)較為準(zhǔn)確了。
[0011]進(jìn)一步的，圖像采集模塊中設(shè)定采集圖像的時(shí)間間隔，如5分鐘一次，根據(jù)連續(xù)兩次間的“低頭”與否狀態(tài)分析統(tǒng)計(jì)學(xué)生聽(tīng)課時(shí)間占整個(gè)課堂時(shí)間比例，通過(guò)有時(shí)間間隔地采集學(xué)生圖像面部信息而大大減小服務(wù)器的計(jì)算量。
[0012]本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，依次包括以下步驟:
[0013](1)學(xué)生通過(guò)學(xué)生客戶端用學(xué)號(hào)登錄監(jiān)測(cè)系統(tǒng)APP，系統(tǒng)服務(wù)器通過(guò)輸入班級(jí)號(hào)登錄監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，學(xué)生客戶端和系統(tǒng)服務(wù)器通過(guò)藍(lán)牙建立通信連接；
[0014](2)系統(tǒng)服務(wù)器中設(shè)定采樣時(shí)間，學(xué)生客戶端接受主機(jī)設(shè)定的采樣時(shí)間；
[0015](3)學(xué)生客戶端到達(dá)設(shè)定的采樣時(shí)間后，采集學(xué)生的面部信息，并發(fā)送給系統(tǒng)服務(wù)器；
[0016](4)系統(tǒng)服務(wù)器收到學(xué)生的面部信息后，提取圖像邊緣，選定臉部面積進(jìn)而確定學(xué)生的聽(tīng)課狀態(tài)；
[0017](5)系統(tǒng)服務(wù)器根據(jù)學(xué)生在一段時(shí)間內(nèi)的不同時(shí)刻的聽(tīng)課狀態(tài)，來(lái)統(tǒng)計(jì)分析學(xué)生的聽(tīng)課時(shí)間；
[0018](6)當(dāng)課程結(jié)束后，將上述的聽(tīng)課時(shí)間數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)文件并形成報(bào)表文件。
[0019]有益效果:本發(fā)明通過(guò)驗(yàn)證每個(gè)學(xué)生的身份，以及通過(guò)面部信息(“低頭”與否)來(lái)監(jiān)測(cè)學(xué)生的聽(tīng)課狀態(tài)，分析統(tǒng)計(jì)學(xué)生聽(tīng)課時(shí)間占整個(gè)課堂時(shí)間比例?？傊?，本發(fā)明能夠極大程度的節(jié)約圖像采集的硬件成本，通過(guò)手機(jī)app提高學(xué)生身份確認(rèn)和判斷學(xué)生課堂狀態(tài)的準(zhǔn)確率。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明的程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明的一種基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括系統(tǒng)服務(wù)器和學(xué)生客戶端;所述學(xué)生客戶端中設(shè)置有第一數(shù)據(jù)傳輸模塊、身份驗(yàn)證模塊和圖像采集模塊，學(xué)生通過(guò)身份驗(yàn)證模塊驗(yàn)證身份信息，圖像采集模塊采集學(xué)生的面部圖像信息，通過(guò)第一數(shù)據(jù)傳輸模塊將學(xué)生的身份信息和面部圖像信息傳輸至系統(tǒng)服務(wù)器中；所述系統(tǒng)服務(wù)器中包括有面部圖像分析模塊、第二數(shù)據(jù)傳輸模塊和統(tǒng)計(jì)分析模塊，面部圖像分析模塊根據(jù)第二數(shù)據(jù)傳輸模塊接收到的面部圖像信息判斷學(xué)生的聽(tīng)課狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)分析模塊統(tǒng)計(jì)學(xué)生聽(tīng)課時(shí)間占整個(gè)課堂時(shí)間比例存入數(shù)據(jù)庫(kù)文件并形成報(bào)表文件。
[0023]其中，每個(gè)學(xué)生在整個(gè)課堂的聽(tīng)課狀態(tài)可以單獨(dú)統(tǒng)計(jì)，整個(gè)班級(jí)的學(xué)生的結(jié)果合到一起就是整個(gè)班級(jí)的。
[0024]上述基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，依次包括以下步驟:
[0025](1)學(xué)生通過(guò)學(xué)生客戶端用學(xué)號(hào)登錄監(jiān)測(cè)系統(tǒng)APP，系統(tǒng)服務(wù)器通過(guò)輸入班級(jí)號(hào)登錄監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，學(xué)生客戶端和系統(tǒng)服務(wù)器通過(guò)藍(lán)牙建立通信連接；
[0026](2)系統(tǒng)服務(wù)器中設(shè)定采樣時(shí)間，學(xué)生客戶端接受主機(jī)設(shè)定的采樣時(shí)間；
[0027](3)學(xué)生客戶端到達(dá)設(shè)定的采樣時(shí)間后，采集學(xué)生的面部信息，并發(fā)送給系統(tǒng)服務(wù)器；
[0028](4)系統(tǒng)服務(wù)器收到學(xué)生的面部信息后，提取圖像邊緣，選定臉部面積進(jìn)而確定學(xué)生的聽(tīng)課狀態(tài)；
[0029](5)系統(tǒng)服務(wù)器根據(jù)學(xué)生在一段時(shí)間內(nèi)的不同時(shí)刻的聽(tīng)課狀態(tài)，來(lái)統(tǒng)計(jì)分析學(xué)生的聽(tīng)課時(shí)間；
[0030](6)當(dāng)課程結(jié)束后，將上述的聽(tīng)課時(shí)間數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)文件并形成報(bào)表文件。
[0031]實(shí)施例1:
[0032]在服務(wù)器系統(tǒng)中設(shè)定上課時(shí)間跟課堂時(shí)間一致，可以設(shè)定為45分鐘一節(jié)課，學(xué)生的聽(tīng)課狀態(tài)可按照掃描式低頭或抬頭的次數(shù)分為優(yōu)良中及格差幾個(gè)等級(jí)，例如:
[0033]每隔一分鐘掃描一次，共45次，若學(xué)生抬頭次數(shù)>40次，則為優(yōu);抬頭次數(shù)為35-40次的，則為良；抬頭次數(shù)為25-30次的，則評(píng)為中，抬頭次數(shù)為20-25次的，則評(píng)為及格，抬頭次數(shù)低于20次的，評(píng)為差。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括系統(tǒng)服務(wù)器和學(xué)生客戶端； 所述學(xué)生客戶端中設(shè)置有第一數(shù)據(jù)傳輸模塊、身份驗(yàn)證模塊和圖像采集模塊，學(xué)生通過(guò)身份驗(yàn)證模塊驗(yàn)證身份信息，圖像采集模塊采集學(xué)生的面部圖像信息，通過(guò)第一數(shù)據(jù)傳輸模塊將學(xué)生的身份信息和面部圖像信息傳輸至系統(tǒng)服務(wù)器中； 所述系統(tǒng)服務(wù)器中包括有面部圖像分析模塊、第二數(shù)據(jù)傳輸模塊和統(tǒng)計(jì)分析模塊，面部圖像分析模塊根據(jù)第二數(shù)據(jù)傳輸模塊接收到的面部圖像信息判斷學(xué)生的聽(tīng)課狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)分析模塊統(tǒng)計(jì)學(xué)生聽(tīng)課時(shí)間占整個(gè)課堂時(shí)間比例，然后存入數(shù)據(jù)庫(kù)文件并形成報(bào)表文件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)服務(wù)器為教室內(nèi)的計(jì)算機(jī)，所述學(xué)生客戶端為學(xué)生的帶有拍照功能的手機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一數(shù)據(jù)傳輸模塊和第二數(shù)據(jù)傳輸模塊均采用藍(lán)牙模塊完成圖像數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:通過(guò)所述身份確認(rèn)模塊直接在學(xué)生客戶端中輸入學(xué)號(hào)進(jìn)行身份登記和確認(rèn)，并通過(guò)圖像信息對(duì)比進(jìn)行身份確認(rèn)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述面部圖像分析模塊根據(jù)學(xué)生客戶端連續(xù)掃描的兩幅面部圖像中臉部的面積的大小判斷學(xué)生是在聽(tīng)課還是“低頭”，具體方法為: 當(dāng)手機(jī)水平放置，低頭看手機(jī)時(shí)，臉部面積較大，聽(tīng)課時(shí)臉部面積較小，通過(guò)設(shè)定一個(gè)監(jiān)測(cè)數(shù)值，超過(guò)該面部面積監(jiān)測(cè)數(shù)值時(shí)則認(rèn)為該學(xué)生當(dāng)前是處在“低頭”狀態(tài)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:圖像采集模塊中設(shè)定采集圖像的時(shí)間間隔，根據(jù)連續(xù)兩次間的“低頭”與否狀態(tài)分析統(tǒng)計(jì)學(xué)生聽(tīng)課時(shí)間占整個(gè)課堂時(shí)間比例。7.—種根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于:依次包括以下步驟: (1)學(xué)生通過(guò)學(xué)生客戶端用學(xué)號(hào)登錄監(jiān)測(cè)系統(tǒng)APP，系統(tǒng)服務(wù)器通過(guò)輸入班級(jí)號(hào)登錄監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，學(xué)生客戶端和系統(tǒng)服務(wù)器通過(guò)藍(lán)牙建立通信連接； (2)系統(tǒng)服務(wù)器中設(shè)定采樣時(shí)間，學(xué)生客戶端接受主機(jī)設(shè)定的采樣時(shí)間； (3)學(xué)生客戶端到達(dá)設(shè)定的采樣時(shí)間后，采集學(xué)生的面部信息，并發(fā)送給系統(tǒng)服務(wù)器； (4)系統(tǒng)服務(wù)器收到學(xué)生的面部信息后，提取圖像邊緣，選定臉部面積進(jìn)而確定學(xué)生的聽(tīng)課狀態(tài)； (5)系統(tǒng)服務(wù)器根據(jù)學(xué)生在一段時(shí)間內(nèi)的不同時(shí)刻的聽(tīng)課狀態(tài)，來(lái)統(tǒng)計(jì)分析學(xué)生的聽(tīng)課時(shí)間； (6)當(dāng)課程結(jié)束后，將上述的聽(tīng)課時(shí)間數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)文件并形成報(bào)表文件。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種基于手機(jī)圖像采集的學(xué)生課堂監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括系統(tǒng)服務(wù)器和學(xué)生客戶端；學(xué)生客戶端中設(shè)置有第一數(shù)據(jù)傳輸模塊、身份驗(yàn)證模塊和圖像采集模塊，學(xué)生通過(guò)身份驗(yàn)證模塊驗(yàn)證身份信息，圖像采集模塊采集學(xué)生的面部圖像信息，通過(guò)第一數(shù)據(jù)傳輸模塊將學(xué)生的身份信息和面部圖像信息傳輸至系統(tǒng)服務(wù)器中；系統(tǒng)服務(wù)器中包括有面部圖像分析模塊、第二數(shù)據(jù)傳輸模塊和統(tǒng)計(jì)分析模塊，面部圖像分析模塊根據(jù)第二數(shù)據(jù)傳輸模塊接收到的面部圖像信息判斷學(xué)生的聽(tīng)課狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)分析模塊統(tǒng)計(jì)學(xué)生聽(tīng)課時(shí)間占整個(gè)課堂時(shí)間比例，然后存入數(shù)據(jù)庫(kù)文件并形成報(bào)表文件。本發(fā)明能夠節(jié)約圖像采集的硬件成本，提高學(xué)生身份確認(rèn)和判斷學(xué)生課堂狀態(tài)的準(zhǔn)確率。
【IPC分類】H04N7/18, G06K9/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105491355
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610060519
【發(fā)明人】李忠國(guó), 遲睿, 唐煒, 羅元康
【申請(qǐng)人】江蘇科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月13日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日