[發明專利]一種教學智能錄播系統用教師黑板書寫動作檢測方法

無效

• 申請號: 201110032338.1
• 申請日: 2011-01-30
• 公開（公告）號: CN102096812A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 吳柯維;許松濤;魏周朝;賈子杰;王鳳宇
• 申請（專利權）人: 吳柯維;許松濤;賈子杰;魏周朝;王鳳宇
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06T7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種教學智能錄播系統用教師黑板書寫動作檢測方法，適用于現代信息化教室、智能課堂教學錄播系統、精品課程錄制、交互式教學系統的建設。

背景技術

隨著教育信息化的發展，多媒體課件在教學過程中應用的日益廣泛，越來越多的學校建成或在建電子信息化教室(簡稱電教室)，電教室不但能進行多媒體教學，還有專人將教學過程同步錄制下來，形成學校課堂教學錄像。目前的課堂教學錄像，不但有課件拍攝，還有學生起立回答問題、教師黑板板書、教師講解問題的拍攝，因為拍攝角度的不同，勢必需要多個機位攝像機參與拍攝，多機位的拍攝需要有導播來完成各攝像機之間的鏡頭轉場、特技等現場編輯，這就需要眾多的攝像人員和一位導播員。隨著國家“精品課程”建設項目推廣，以及傳統的教學評估、示范課錄制、教學觀摩、遠程教學等建設，無一不需要課堂教學錄像，為了將管理電教室的教師從繁重的錄播任務解放出來，自動錄播系統出現了，能夠自動進行多機位拍攝，自動導播，錄像錄制和教師講課同步進行，課結束了，多媒體課堂教學錄像自動完成了。

目前教師黑板書寫動作檢測，有兩種方法，一種是采用被動式紅外探測技術，將一個紅外發射裝置安裝在教師的腰部，當教師轉身寫板書時，紅外接收器接受到信號，以別為教師寫板書；另一種方法是通過視頻幀間差分分析，如果人的胳膊位于檢測出目標的左上或右上，則認為是有寫板書動作目前的教師位置檢測方法，有基于光學紅外發光陣列定位、主動式超聲波探測技術、教師佩戴發射器定位技術、基于運動檢測的多通道融合技術等方法。其中基于光學紅外發光陣列定位方法是在黑板的下方，安裝一系列的光學發光陣列，在教師后方，安裝有教師定位儀，通過判斷教師遮擋發光陣列的位置來定位教師所在的位置。

被動式紅外探測技術缺點是抗干擾能力較差，只要教師一轉身，就被識別為寫板書動作，這無疑導致自動導播的誤切換。該視頻幀間差分分析技術的缺點是，如果教師背對黑板，手臂向上揮動時，會被識別為寫板書動作，這也是該方法固有的缺陷，不可避免的造成誤識別，影響最終錄播結果，而且，當教師手放在黑板上，不動時，不會識別。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種正確一種教學智能錄播系統用教師黑板書寫動作檢測方法

本發明實現上述目的的技術方案是：一種教學智能錄播系統用教師黑板書寫動作檢測方法，其創新點在于：其步驟包括，

1)圖像采集和標定：使用視頻采集卡，采集一幀圖像；對黑板區域進行標定，閉合多邊形內是黑板區域；

2)運動檢測：包括通過背景建模與更新、背景差分、膚色差分、運動檢測、運動合并進行運動檢測；

3)區域檢測：采用有面積法和像素統計法等方法，像素統計法為：計算落在檢測區域內有效二值個數，計算公式如下

面積法為：搜索I_bin聯通的區域，然后計算區域總面積s；

4)板書檢測：若s大于一定的閾值后，則識別為教師寫板書動作。

所述圖像采集和標定是通過在黑板邊框四周及講臺頂部安裝的攝像機采集圖像。

所述背景建模與背景更新的方法為：令代表背景幀圖像，初始化為第一幀，n表示當前時刻，(x，y)代表像素的位置，表示當前幀圖像，漸進均值濾波背景建模可以用如下公式表示：

Ibn(x,y)=α·Icn(x,y)+(1-a)·Ibn-1(x,y)]]>